建筑常用电气设备(一)<2>

3.1.2 变压器的运行特性
    1. 变压器的外特性
    对用电设备来说，变压器就是（相当于）电源；对变压器来说，用电设备就是负载。变压器一次、二次绕组既有电阻又有电抗，当有电流通过时，必然产生电压降，从而使二次电压随负载的增减而变化。当变压器电源电压U₁和负载功率因数COSI₂变化引起的输出端电压U₂的变化的特性曲线 U₂ = f(I₂)，称为变压器的外特性，如图3-7所示。
    从图3-7中可以看出，当 I₂=0时，二次电压 U₂=U_2N ,变压器二次绕组空载电压 U₂₀=U_2N ， U_2N称为M次绕组的额定电压。
    当负载为电阻时，COS    当负载为感性时，COS当负载为容性时，COSI₂增大，变压器二次输出电压将增大，其原因是无功电流超前，对变压器磁路中的主磁通的助磁作用较强，而使变压器二次绕组的感应电动势E₂增加。
    2. 变压器的电压调整率
    一般情况下，外特性曲线近似一条略向下倾斜的直线，且倾斜的程度与负载电流（I₂/I_2N）成比例，二次电压变化的数值与空载电压的比值称为电压调整率，即       (3-6)

    式中 U₂₀——变压器的二次空载电压（kV）；
         U₂——变压器的二次输出额定电流时的端电压（kV）。
电力变压器的电压调整率一般约为2%～3%。
    3. 变压器的损耗和效率
    变压器运转时是有损耗的，损耗的主要来源于铜损耗和铁损耗两部分。
    （1） 铜损耗 P_Cu ——铜损耗是指变压器在负载运行时，一次、二次绕组电流（I₁、I₂）在各自绕组的电阻（R₁、R₂）上所消耗的有功功率，即          （3-7）
    （2） 铁损耗 P_Fe ——铁损耗是由磁滞损耗及涡流损耗两部分构成的。
    1） 磁滞损耗——变压器铁心中的磁通是交变的，在交变励磁的情况下，磁通的变化滞后于电流的变化，这种现象称为磁滞现象。磁滞现象的存在造成铁心发热，即有能量损耗，该能量由电源供给，这种损耗称为磁滞损耗，用P_h 表示。
    2） 涡流损耗——涡流损耗为铁心内部，交变磁通产生的感应电动势引起的电流，这种电流在铁心内形成环流，称为涡流。涡流使铁心发热而消耗的能量，称为涡流损耗，用P_e 表示。
则变压器的铁损耗为 P_Fe = P_h + P_e             （3-8）
    （3） 变压器的效率
    变压器在运行时，其输入的有功功率P₁ 为输出有功功率P₂ 与铜损耗P_Cu 和铁损耗P_Fe 之和，即

P₁=P₂ +P_Cu +P_Fe             （3-9）

    变压器输出有功功率 与输入有功功率 的比值称为变压器效率，即

        （3-10）

    当电源电压U₁及其频率f 不变时，变压器的铁损耗P_Fe为常数，它与负载的大小无关，所以铁损又称不变损耗。而铜损耗P_Cu与负载的大小有关（与负载电流的二次方成正比），所以铜损耗又称可变损耗。变压器的损耗很小，所以效率很高，通常在95%以上。在一般变压器中，当负载为额定负载的50%～58%时，效率达到最大值。
    3.1.3 变压器的铭牌
    变压器的铭牌表明了变压器的型号和各种额定数据及变压器的使用条件等，使用户可以安全、经济、合理地使用变压器。
    目前我国国产的中、小型电力变压器的主要型号有S7、SL7、S9、SC8、SCL2等。图3-8表示的是一台三相电力变压器的铭牌。

    变压器的主要技术数据的含义如下：