電力設備 適用范圍了解

機電能量轉換原理，變壓器（電磁感應原理，以電場或磁場為其耦合場）直流電機、異步電機、同步電機和特種電機

三相變壓器在對稱條件下：各相電壓、電流、磁通的大小相等，相位上依次相差120°，故取某一相進行分析。

變壓器是一種電能傳遞裝置的交流電機，分析方法：電壓、方程、磁勢平衡方程，通過折算、推導等效電路，正弦電壓、電流用相量計算，通過畫圖，各量之間相位關系一目了然。

自耦變壓器和互感器

研究代表性的情況，每相只有一個原繞組的雙繞組變壓器，變壓器的瞬變過程。

①、變壓器的空載運行

變壓器空載運行時，其空載電流（勵磁電流）是很小的：還不到額定電流的3%。而空載損耗近似等于變壓器鐵心中的損耗（線圈中的損耗可以忽略不計），所以往往把變壓器的空載損耗叫做鐵耗。

②、變壓器的負載運行

 變壓器負載運行是指變壓器原邊繞組接額定電壓、額定頻率的交流電源，副邊繞組接負載時的運行狀態。

③、變壓器的等效電路

④、變壓器的參數測定     

變壓器的參數主要用空載試驗和短路試驗測定。

一、空載試驗：

空載試驗一般都在低壓側施加電壓，而將高壓側開路。這主要是從試驗安全和選擇儀表方便考慮的，這樣所加電壓較低，操作較方便，而且所測的是低壓側的空載電流，數值較大，準確性較高。

試驗時，在低壓側施加額定電壓，高壓側開路，可測得高低壓側的電壓、低壓側的空載電流和空載損耗。

略去空載電流在漏阻抗的壓降，可計算出變壓器的變比，即高、低壓側電壓之比。

可計算出低壓側勵磁阻抗，即低壓側端電壓與低壓側空載電流之比。

鐵損是空載損耗的主要成份，略去銅損不計，可計算出低壓側勵磁電阻，即低壓側空載損耗與低壓側空載電流平方之比。

隨之就可算出低壓側的勵磁電抗，即低壓側勵磁阻抗的平方減去低壓側勵磁電阻的平方之平方根。

以上所得各阻抗類參數是低壓側的，分別乘以變比的平方，可得高壓側數值。

二、短路試驗：

短路試驗一般在高壓側施加電壓，而將低壓側短路，這樣，試驗電流較小，為高壓側額定電流，電壓較高，是高壓低的阻抗電壓，準確性較好。

根據變壓器的簡化等值電路，可測得阻抗電壓、短路損耗。

在短路試驗時，高壓側電壓為測得的阻抗電壓，測得的電流為短路電流，一般等于額定電流，負載阻抗為零，根據基爾霍夫第二定律，可知短路電壓等于短路電流在短路阻抗上的壓降，從而可計算出短路阻抗，即短路電壓與短路電流之比。

也因短路電流等于額定電流，所以短路損耗與變壓器在額定狀態下的損耗相當，所以也叫負載損耗。因為短路試驗時，所加電壓較低，主磁通較小，故鐵耗可忽略不計，短路損耗就等于變壓器的銅損，從而可計算出變壓器的短路電阻，即短路損耗與短路電流的平方值之比。隨之可用阻抗三角形，算出短路電抗。

如所算阻抗類參數需按原、副邊分開，可平均分配。只是所得低壓側值是折算值。

由于繞組電阻隨著溫度變化，為了便于比較，應將所測的數值換算到75℃。

在短路試驗時，使短路電流恰為額定電流值，而加于原邊的電壓值稱為阻抗電壓，也稱為短路電壓，它等于額定電流在短路阻抗上的壓降，通常以額定電壓的百分數表示。

阻抗電壓有兩個分量，一個是電阻電壓，一個是電抗電壓，也都用額定電壓的百分數表示。計算時短路電阻與短路阻抗都是換算到75℃時的數值。

阻抗電壓是變壓器的主要參數之一，標示在變壓器的銘牌上，大小反映了變壓器負載時內部壓降的大小，取決于變壓器的結構，從運行角度看，希望它小一些，這樣可使運行中輸出端的電壓變動和內部容量損耗小一些；從限制短路電流的角度看，則要求短路阻抗大一些。因此它應有一個適當的值。阻抗電壓的兩個分量都與變壓器的容量有關，電阻分量隨容量的增大而減小，電抗分量隨容量增大而增大，整體來看電抗分量占的比重大。

三、變壓器的標么值：

在變壓器和電機的工程計算中，常以額定值為基值，各物理量對額定值的比值稱為各量的標么值，用各量原來符號右上角加星號表示。標么值實際上是將額定值標為一，各物理量與其的比值。同理，將額定值標為100，各物理量與其的比值為百分值，標么值和百分值都是與基值相比所得的相對值。

1、空載電流的標么值：不論從原邊還是副邊進行計算，空載電流用標么值表示，其值都相等。所以不必指出是原邊的或副邊的值。

2、阻抗電壓的標么值：不論從原邊還是副邊看，其值都是一樣的。

3、短路阻抗的標么值：用標么值表示阻抗時，常用額定阻抗，即變壓器的額定相電壓與額定相電流的比值做為基值。從而不難推算出，短路阻抗的標么值等于阻抗電壓的標么值，兩者是同性質的物理量。

實際計算中應注意，變比、參數、功率的計算均用相值，用實際值表示阻抗的大小，必須指出是在哪一邊電壓基礎上的，否則沒有意義。用標么值表示，則從哪邊看進去的阻抗標么值都相等，因為兩邊的阻抗只差變比的平方倍，而兩邊阻抗的基值也只差變比的平方倍。