三相變壓器的引數測定
原理簡述
變壓器是用來變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。變壓器的工作原理是建立在電磁感應原理基礎之上的。變壓器鐵芯內產生的總磁通分為兩個部分，其中主磁通是以閉合鐵心為路徑，它同時匝鏈原、副繞組，分別感應電勢，磁通是變壓器傳遞能量的主要因素。
還有另一部分磁通通過非磁性物質而形成閉合迴路，變壓器負載執行時，原、副方都存在這部分磁通，分別用和表示。而變壓器空載執行時僅原方有，這部分磁通屬於非工作磁通，其量值約佔總磁通的，故把這部分磁通稱為漏磁通。漏磁通和分別單獨匝鏈變壓器的原繞組和副繞組，並在其中感應電勢和。
實際變壓器中既有磁路問題又有電路問題，這樣將會給變壓器的分析、計算帶來困難。為此，對變壓器的電壓、電流和電勢的關係進行等值變換（即折算），可將同時具有電路和磁路的問題等值簡化為單一的電路問題，以便於計算。圖4–1為雙繞組變壓器的「型」等值電路。
變壓器的引數即為圖中的等。對於三相變壓器分析時化為單相，也使用圖4–1的等值電路。因此，等值電路中所有引數包括各電壓、電流、電勢的值均為單相數值。
變壓器歸算的基本方程式為：
式中式(4–1)為原來的電壓平衡方程式；式(4–2)為折算到原邊的副邊電壓平衡式；式(4–3)為電流平衡方程式。
分析變壓器效能的方法通常使用等效電路、方程式和相量圖。一般若作定性分析，用相量圖較方便；若作定量計算，則用等值電路較方便，故通常就是利用等效電路來求取變壓器在不同負載時的效率、功率因數等指標的。
要得到變壓器的等效電路，一般是通過變壓器的空載實驗和負載損耗實驗（也叫短路實驗），再經計算而得出其引數的。
由變壓器空載實驗，可以測出變壓器的空載電流和鐵心損耗，以及變壓器的變比，再通過計算得到變壓器勵磁阻抗。空載時變壓器的損耗主要由兩部分組成，一部分是因為磁通交變而在鐵心中產生的鐵耗，另一部分是空載電流在原繞組中產生的銅耗。由於空載電流數值很小，此時銅耗便可以略去，而決定鐵耗大小的電壓可達到正常值，故近似認為空載損耗就是變壓器的鐵耗。
空載實驗為考慮安全起見，一般都在低壓側進行，若要得到折算到高壓側的值，還需乘以變比平方。
由變壓器負載損耗實驗可以測出變壓器阻抗電壓、短路電流和變壓器銅損耗。再通過一些簡單計算可求出變壓器一次和二次側繞組的電阻和漏電抗。負載損耗實驗時的損耗也由兩部分組成，一部分是短路電流在一次和二次側繞組中產生的銅耗，另一部分是磁通交變而產生的鐵耗。
由於短路實驗所加電壓很低，因此這時鐵心中磁通密度很低，故鐵心損耗可以略去，而決定銅耗大小的電流可達正常值，所以近似認為負載損耗就是變壓器銅耗。
三相變壓器銘牌上的額定電壓、和額定電流、分別指線電壓和線電流的數值，所以三相雙繞組變壓器的額定容量為。
實驗四三相變壓器的引數測定實驗
一、實驗目的
1．熟練掌握測取變壓器引數的實驗和計算方法。
2．鞏固用瓦特表測量三相功率的方法。
二、實驗內容
1．記錄被試變壓器的主要銘牌資料。
2．選擇實驗時的儀表和裝置，並能正確接線和使用。
3．測被試變壓器的電壓比。
4．空載實驗測取空載特性、和三條曲線。
5．負載損耗實驗（短路實驗） 測取短路特性三條曲線。
三、實驗操作步驟
1．三相變壓器的電壓比和變比的測定
在電力系統中大量使用的是三相變壓器，在研究聯結組和電力系統問題中，關於三相變壓器的電壓比是指一次、二次側線電壓之比，用表示電壓比的大小；而分析電機原理（包含「電機學」）中的變壓器通常用的是單相變壓器，其一次、二次側的電壓之比，為一次、二次側的相電壓之比，亦即
一、二次側匝數之比，為了方便，將此時的匝數之比稱為變比，用小寫字母表示其大小。和含義不盡相同。
例如： 對於接法時的三相變壓器
對於接法的三相變壓器
具體操作步驟是：按圖4–2接線，電源經開關s1、三相調壓器、開關s2接至高壓繞組，低壓繞組開路。首先將調壓器輸出調零，然後合上開關s1、s2，調節外施電壓到高壓側額定值，測出高、低壓側的各線電壓。
填入表4–1中。再將低壓繞組改接成三角形接法，重複上述步驟。
圖4-2 y/ y連線的變壓器測電壓比接線圖
表4–1 三相變壓器電壓比測定
表中：2．空載實驗
實驗線路如圖4-3，為安全起見，將低壓側經調壓器和開關接至電源，高壓側開路。本實驗要求電源頻率應等於或接近被試變壓器的額定頻率，允許偏差規定不超過，三相電壓基本對稱，且電壓波形應是實際正弦波。
接線無誤後，調壓器輸出調零，閉合電源開關s1和s2，調節調壓器使輸出電壓為低壓測額定電壓，記錄該組資料於表4-2中，然後逐次改變電壓，在（1.2～0.5）的範圍內測量三相空載電壓、電流及功率，共測取7～9組資料，記錄於表4-2中。
圖4-3 三相變壓器空載實驗接線圖
表4-2 空載實驗資料 （低壓側）
表中：為三相相電壓平均值；為三相相電流平均值；
，；，。
3．負載損耗實驗（又叫短路實驗）
為安全和方便起見，一般將變壓器低壓側用較粗導線短路，高壓側通以低電壓。變壓器在額定電流時的短路電壓都很低，一般約為。
按圖4-4接線無誤後，將調壓器輸出端可靠地調至零位。閉合開關s1和s2，監視電流錶指示，微微增加調壓器輸出電壓，使電流達到高壓側額定值，記錄該組資料於表4-3中。然後監視電流的變化，緩慢調節調壓器輸出電壓，使短路電流在（1.
1～0.5）的範圍內，測量三相輸入電流、三相功率和三相電壓，共記錄5～7組資料，填入表4-3中。
圖4-4 三相變壓器負載損耗實驗接線圖
表4-3 負載損耗實驗資料 （高壓側）
表中：為三相線電壓平均值；為三相線電流平均值； 。
負載損耗實驗應盡快進行，以免繞組發熱而引起電阻變化，從而給結果帶來誤差。負載損耗實驗後應記錄被試變壓器周圍環境溫度，作為繞組實際溫度，以便將引數折合到。
四、實驗報告
1．根據測電壓比的實驗資料計算被試變壓器的電壓比和變比的值。
2．分析被試變壓器的空載特性。
（1）計算表4-2中各組資料的、和標麼值。
（2）根據表4-2中計算資料作空載特性、和曲線。
從曲線上找出額定電壓時的空載損耗、空載電流和功率因數，並求出空載電流的無功分量和有功分量
式中 （安）
（3）計算出在額定電壓時的勵磁引數
① 根據以上資料的和以及額定電壓（或）計算由低壓側測出的勵磁引數，由於採用接法，計算公式為：
② 歸算到高壓側（設高壓線圈為原方）
３．計算短路阻抗和變壓器的銅耗
(1）計算表4-3中各組資料的、和
（2）根據表4-3中計算資料在同一座標上作出短路特性、和曲線。
（3）由曲線上查得時的短路電壓和短路損耗，計算短路引數，由於也是採用接法，計算公式為：
（4）折合到基準工作溫度
設室溫為，則
式中——實際環境溫度（即室溫），℃
——室溫下所得電阻值，
——常數。銅線圈時=235 鋁線圈時=228
（4）計算阻抗電壓
中小型電力變壓器的阻抗電壓僅為(3～8)%，其具體數值和允許偏差等規定均有具體標準。
４．根據四.2和四.3的變壓器引數計算可畫出被試變壓器近似（即「г型」）等值電路圖。在電路中應標出具體引數計算數值，並畫出各電壓、電流、電勢及它們的正方向。
五、思考題
1．為什麼變壓器額定電壓時的空載損耗被看作是變壓器本身的鐵耗? 和有無差別？
2．為什麼變壓器額定電流時的短路損耗被認為是變壓器本身的銅耗？和有無差別？
三相變壓器的引數測定 實驗報告裡計算需要的各種公式
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對三相變壓器連線組別判定教法
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