变压器谐波制动测试方法

第３９卷第４期

１Ｑ！！生兰旦！鱼旦

电力系统保护与控羽

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Ｖ０１．３９Ｎｏ．４

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变压器谐波损耗计算及影响因素分析

张占龙１，王科１’２，李德文１，周军３，吴喜红１，黄嵩１，唐炬１

（１．重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆４０００３０；２．重庆长寿供电局，重庆４０１２２０；

３．四川自贡电业局，四川自贡６４３０００）

摘要：为了准确分析配电网谐波对变压器损耗的影响，依据电路理论建立了变压器谐波损耗模型，推导出变压器谐波损耗的计算关系式．针对谐波次数和变压器负载不平衡引起的谐波损耗进行了分析，提出了变压器谐波损耗在线监测方法，并通过实验对该方法的有效性进行了分析。分析结果表明：建立的变压器谐波损耗模型一方面由于不需要考虑变压器一次侧谐波电

流，简化了计算复杂程度；另一方面能够准确计算出变压器的各次谐波引起的变压器损耗。基于配电网３次与５次谐波引起的变压器损耗占变压器总谐波损耗的９０ｊＩ以上，有效降低配电网３次与５次谐波对于变压器的降损节能具有很好的工程实用价值．

关键词：变压器；谐波；不平衡；简化模型：在线监测

Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｌｏｓｓｃａｌｃｕｌａｔ

《变压器》测试题

一、 单项选择题

１、将50Hz、２２０／１２７Ｖ的变压器接到６０Ｈｚ、２２０Ｖ电源

上，铁心中的磁通（ ）

Ａ、减小 Ｂ、增大 Ｃ、不变 Ｄ、先增大，后减小

２、变压器运行时，若电源电压一定，当负载阻抗增加时，主磁通（ ）

Ａ、减小 Ｂ、增大 Ｃ、不变 Ｄ、无法确定

３、当原绕组匝数比设计值少时，铁心的饱和程度将（ ）

Ａ、减小 Ｂ、增大 Ｃ、不变 Ｄ、无法确定

４、调节变压器的分接开关，使原绕组匝数减小时，副边电压将要

（ ）

Ａ、升高 Ｂ、降低 Ｃ、不变 Ｄ、无法确定 ５、降压变压器必须符合（ ）

A、Ｉ1＞I2 B、K＜1 C、I1＜I2 D、N1＜N2

６、变压器在额定容量下使用时，其输出功率的大小决定于（ ）

Ａ、负载阻抗的大小 Ｂ、负载功率因数 Ｃ、负载的连接方式 Ｄ、都不对

７、变压器的铁心用涂有绝缘材料的硅钢片制成，目的是（ ）

Ａ、绕制线圈的方便 Ｂ、减小铜损耗 Ｃ、减轻重量，减小体积 Ｄ、减小铁损耗 ８、两相触电时，人体承受的电压是（ ）

Ａ、线电压 Ｂ、相电压 Ｃ、跨步电压 Ｄ、线相电压 ９、人体的触电方式中，最为

XX职专2013—2014学年度第二学期第一次月考 XX 级 机电 专业 电工电子 科 试 卷

（时间：90分钟 满分： 100分 ）

注：选择题和判断题都填到答题卡上，在其他位置不得分！

一、单项选择题（本大题共25个小题，每小题2分，共50分。） 1．在下列不是高压输电电压等级的是（??????）。

A．10KV????????B．500KV??????C．220KV????????D．110KV??????????? 2．目前电力生产的主要方式有多种，不属于的是（??????）。?

A．火力发电?????????B．雷电发电????????C．太阳能发电????????D．核能发电???关于下列图中，说法正确的是（??）?

A．没有保护措施???B．保护接零?????C．保护接地???????????D．保护接零?保护接地?

4.具有体积小、重量轻、方向性好，并可耐各种恶劣条件，比如可以泡放在水中等优点，被人们称为21世纪最理想的照明方案，常用到手电筒、手机等移动照明的灯具是（ ）

A．高压钠灯? ?B．碘钨灯????C．白炽灯??????D．LED? 5.变压器原、副边的电压和原、副边线圈匝数（ ）。

A、成正比 B

实验二 学习校核变压器联接组号的方法

一、实验内容

1．校核单相变压器线圈的极性

2．将三相变压器联成Y/Y-12（Y，yo）、Y/Y-6（Y，y6）、Y/?-11（Y，d11），分别用实验方法校核其联接组号是否正确。

二、实验说明

1．单相变压器线圈的极性，就是要确定其同名端（同极性端）。 检验的方法：

如图2-1所示，以较低交流电压加在变压器的高压线圈A、X上，并将端点X、x联接起来。用电压表测量出UAX、Uax及UAa的大小，若UAa=UAX?Uax，则为减极性（I/I-12），表明A,a是同名端。

2．三相变压器联接组号的校核： 待校核的三种联接组号的线圈联接图及相量图如图2-2。实验时将高、低压线圈的A、a两端点相联，相当于将高、低压线圈电压相量的A、a两点重合。

电压UCc及UBb的大小，决定于高、低压线

A X V4 a x 合 分 a b c n 调压器

图2-1交流电压表法校极性

圈各电压相量的相对位置（各线圈电压大小一定时），联接组号不同，各电压相量的相对位置则不同，从而可根据UCc及UBb之值确定其联接组号，由相量图所示相互关系，可得下列计算公式：

Y/Y-12（Y，yo）

UBb?

变压器容量计算方法,如何选择变压器容量

一、按变压器的效率最高时的负荷率βM来计算变压器容量 当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为： S=Pjs/βb×cosφ2(KVA) (1)

式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW;

cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9; βb——变压器的负荷率。

因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βb。 我们知道，当变压器的负荷率为：

βb=βM=Po/PKH (2) 时效率最高

式中Po——变压器的空载损耗;

PKH——变压器的短路损耗。

然而高层建筑中设备用房多设于地下层，为满足消防的要求，配电变压器一般选

用干式或环氧树脂浇注变压器，表一为国产SGL型电力变压器最佳负荷率。

表 国产SGL型电力变压器最佳负荷率βm 容量(千伏安) 500 630 800 1000 1250 1600 空载损耗(瓦) 1850 2100 2400 2800 3350 3950 负载损耗(瓦) 4850 5650 7500 9200 11000 13300 损失比α2：2.62 2.69 3.13 3.20 3.28 3.37 最佳负荷率β

变压器容量计算方法,如何选择变压器容量

一、按变压器的效率最高时的负荷率βM来计算变压器容量 当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为： S=Pjs/βb×cosφ2(KVA) (1)

式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW;

cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9; βb——变压器的负荷率。

因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βb。 我们知道，当变压器的负荷率为：

βb=βM=Po/PKH (2) 时效率最高

式中Po——变压器的空载损耗;

PKH——变压器的短路损耗。

然而高层建筑中设备用房多设于地下层，为满足消防的要求，配电变压器一般选

用干式或环氧树脂浇注变压器，表一为国产SGL型电力变压器最佳负荷率。

表 国产SGL型电力变压器最佳负荷率βm 容量(千伏安) 500 630 800 1000 1250 1600 空载损耗(瓦) 1850 2100 2400 2800 3350 3950 负载损耗(瓦) 4850 5650 7500 9200 11000 13300 损失比α2：2.62 2.69 3.13 3.20 3.28 3.37 最佳负荷率β

电感和反激变压器设计

滤波电感，升压电感和反激变压器都是“功率电感”家族的成员。它们的功能是从源取得能量，存储在磁场中，然后将这些能量（减去损耗）传输到负载。反激变压器实际上是一个多绕组的耦合电感。与上一章变压器不同，变压器不希望存储能量，而反激变压器首先要存储能量，再将磁能转化为电能传输出去。耦合滤波电感不同于反激变压器，反激变压器先储能后释放；而耦合滤波电感同时储能，同时释放。 8.1 应用场合

应用电路拓扑、工作频率以及纹波电流等不同，电感设计考虑的因素也不同。用于开关电源（参看图8.1）

的电感有： UI Uo

PWM ? 单线圈电感－输出滤波电感（Buck）、升压电感

（Boost）、反激电感（Buck-Boost）和输入滤波电感 (a) Buck

L UI PWM Uo

电路中，电感有两个工作模式（图8.2）：

? 电感电流断续模式－瞬时安匝（在所有线圈中）在每 (b) Boost

个开关周期内有一部分时间停留在零状态。

? 电感电流连续模式－在一个周期

理想变压器和全耦合变压器

8-4.理想变压器和全耦合变压器 理想变压器和全耦合变压器理想变压器也是一种耦合元件。 理想变压器也是一种耦合元件。它是实际 变压器在理想条件下的电路模型。 变压器在理想条件下的电路模型。理想变压器 的电路符号如下图，在如图同名端、 的电路符号如下图，在如图同名端、电压和电 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为： 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为：i1 i2

+

u1-

*n:1

*

+

u2-

u 1 =n u2 i1 1 = i2 n

理想变压器的唯一参数是变比(或匝比 理想变压器的唯一参数是变比 或匝比): n 或匝比

理想变压器和全耦合变压器

有理想变压器的伏安关系可以看出， 有理想变压器的伏安关系可以看出，理想变压 器已经没有电感或耦合电感的作用了， 器已经没有电感或耦合电感的作用了，故理想 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式： 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式：i1 i2 i1 i2i2 n+ u1-n

+

u1-

*

*n:1

+ -

+ -

+

u2 u1

u2-

理想变压器和全耦合变压器

理想变压器可以看成是耦合电感或空芯 变压器在理想条件下的极限情况: 变压器在理想条件下的极限情况 (1)耦合电感

新型变压器与传统变压器原理介绍

新型变压器与传统变压器原理介绍

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正确理解变压器输出阻抗及其测量方法

每台变频电源内部往往都配一台输出变压器，其漏感与直流电阻及外接电容共同组成二阶RLC滤波电路，以滤除逆变高次谐波。通常L和C的大小不是一成不变的，需要根据电源整机功率、基波频率、载波频率等参数确定L和C的大小。那么我们如何测量变压器的漏感是否满足呢？

分析：

次级串联（电源高档输出）时： 将初级短路

Uo =ω*L2*I2+e2+ r2*I2

=ω*L2*I2+N*(ω*L1*(N*I2))+r2*I2+N*(r1*(N*I2)) =ω*I2*(L2+N*N*L1)+I2*(r2+N*N*r1) =ω*I2*L+I2*R 那么L= L2+N*N*L1；

R= r2+N*N*r1；

可知，这个L和R就是变压器等效的输出电感和输出电阻。也就是说，将初级短路，次级串联，测得的电感量即为电源高档输出时的实际滤波电感量。

次级并联（电源低档输出）时： 将初级短路

Uo =ω*L2*I2+e2+ r2*I2

=ω*L2`*I2+N/2*(ω*L1*(N/2*I2))+r2`*I2+N/2*(r1*(N/2*I2)) =ω*I2*(L2`+N*N/4*L1)+I2*(r2`+N*N/4*r1) =