电压调整率和外特性分析

变压器负载运行时,一方面电流增大,致使二次侧输出电压降低;另一方面绕组铜耗增大,效率降低。所以变压器的运行特性的主要指标有两个:一是二次侧端电压的变化,二是效率。

图3-22 变压器的外特性

1.变压器的外特性

由于变压器一、二次绕组有电阻和漏抗,负载运行时必然会产生内部电压降,其二次侧端电压则随负载的变化而变化,这种变化用外特性来表示。在描述其外特性时,还需规定负载功率因数。在保持U₁、cosϕ₂一定时,二次侧端电压U₂随负载电流I₂变化的关系曲线,称为变压器的外特性,即U₂=f(I₂),如图3-22所示(横坐标用I₂∗=I₂/I_2N表示,纵坐标用U₂∗=U₂/U_2N表示),使得坐标轴上的数值在0~1之间或略大于1,这样做是为了不同容量和不同电压的变压器之间相互比较)。变压器在纯电阻和感性负载时,外特性是下降的,这是因为滞后的无功电流对变压器磁路中的主磁通的去磁作用更为显著,而使E₁和E₂有所下降的缘故;但在容性负载时,超前的无功电流有助磁作用,主磁通会有所增加,E₁和E₂也会相应增大,使得U₂会随着I₂的增大而增大,随着负载感性或容性程度增加,端电压变化会增大。以上表明,负载的功率因数对变压器外特性的影响是很大的。(www.xing528.com)

2.电压变化率(电压调整率)

变压器的负载大多为电感性负载,因此当负载增大时,其二次绕组的电压总是下降的。为了衡量二次电压随负载变化的程度,可用电压变化率ΔU%来表示。当变压器的原绕组的额定电压、负载功率因数一定时,变压器空载与负载时端电压之差U_2N-U₂与额定电压U_2N的比值称之为电压变化率ΔU%,即

变压器的变化率表征了电网电压的稳定性,是反映变压器的重要指标之一。一般情况下,当负载为额定值(cosϕ=0.8感性)时,其ΔU等于4%~8%。