１．了解變壓器變電壓、變電流、變阻抗的工作原理。２．熟悉單相變壓器的外特性和效率特性。３．學會單相變壓器參數的測定方法。４．學會單相變壓器外特性的測定方法。學習目標

單相變壓器的運行任務引入變壓器在交流電路中的基本作用是利用電磁感應的原理實現改變電壓、電流和阻抗的目的。為了合理、高效、安全、可靠地使用變壓器，發揮變壓器的最大作用，電氣技術人員應該了解變壓器改變電壓、電流和阻抗的工作原理。本任務就通過完成變壓器的空載試驗、短路試驗和帶電阻性負載試驗，掌握上述知識和技能。相關知識

２．變壓器變電壓的工作原理上式表明，變壓器一次繞組與二次繞組的電壓之比約等于匝數之比。當K＞1時，U1＞U20，變壓器起降壓作用；當Ｋ＜1時，U1＜U20，變壓器起升壓作用。變壓器通過改變一次繞組和二次繞組的匝數之比，就可以很方便地改變輸出電壓的大小。變壓器負載運行原理圖

上式表明，變壓器在改變電壓的同時，電流也隨之成反比例地變化，且一次電流與二次電流之比等于匝數的反比。４．變壓器變阻抗的工作原理上式表明負載阻抗ZL

反映到電源側的輸入等效阻抗Z，其值擴大了K2

倍。變壓器變阻抗的原理ａ）變壓器電路ｂ）等效電路二、變壓器的基本方程式和等效電路１．變壓器的基本方程式（１）根據圖所示變壓器負載運行時的電磁關系，可得一次繞組和二次繞組回路的電壓方程式為：式中r1、r2一次、二次繞組的電阻；

x1、x2與一次、二次繞組的漏磁通對應的漏電抗。（２）根據變壓器變比的定義，一次繞組與二次繞組中的電動勢存在以下關系：（３）從負載阻抗上看，又有以下的電壓關系：（４）在上述電壓方程式中，一次繞組和二次繞組中漏磁通產生的電動勢寫成了漏阻抗壓降的形式。同理，主磁通在一次繞組中產生的電動勢也可以寫成空載勵磁電流在等效勵磁阻抗上的壓降形式，即：式中rm反映鐵損耗大小的等效電阻；

xm反映主磁通與一次繞組電動勢之間關系的等效電抗。（５）根據磁勢平衡方程式，存在一次電流與二次電流之間的關系為：２．變壓器的折算所謂折算就是在保持磁動勢和功率關系不變的原則下，把一次繞組和二次繞組換算成具有相同的匝數。通常是將實際的二次繞組折算成與一次繞組一樣的匝數，簡稱為二次側折算到一次側。折算后的各量在符號的右上角加“′”來表示。折算后，變壓器的基本方程式變為：３．變壓器的等效電路變壓器各部分的等效電路變壓器的T形等效電路變壓器的簡化等效電路４．變壓器的相量圖變壓器感性負載的相量圖變壓器感性負載簡化相量圖三、單相變壓器的運行特性１．電壓變化率和外特性（１）變壓器的電壓變化率由于實際變壓器的一次繞組和二次繞組中，總是存在著內阻抗，負載電流通過這些內阻抗必然產生內部電壓降，其輸出電壓會隨負載電流的變化而變化。變壓器的電壓變化率可用下式近似計算：（2）變壓器的外特性變壓器的外特性是指一次側電壓為額定值U1N，負載功率因數cosφ2

一定時，二次側端電壓U2

隨負載電流I2

變化的關系曲線，即U2=f（I2），如圖所示。變壓器的外特性２．變壓器的損耗和效率（1）變壓器的損耗變壓器在傳輸功率時，存在著兩種基本損耗。其一是銅損耗pCu，它是一次繞組和二次繞組中的電流流過相應的電阻產生的，其值與電流的平方成正比。銅損耗的大小隨負載的變化而變化，叫作可變損耗。設變壓器額定工作時的銅損耗pCuN=pk，則：變壓器中的另外一種損耗是鐵損耗pFe，它包括鐵心中通過交變磁通引起的渦流損耗和磁滯損耗，其值與電流交變的頻率和鐵心中磁通量的最大值成正比。當電源電壓和頻率不變時，變壓器鐵心中的磁通量最大值基本不變，鐵損耗也基本不變，與空載時的損耗p0

大致相等，即pFe=p0，因此，把鐵損耗稱為不變損耗。變壓器的總損耗為銅損耗和鐵損耗之和，即：（２）變壓器的效率

時，所以一般使鐵損耗pFe

等于額定銅損耗的1／４～１／３，對應的輸出功率為額定容量的一半左右時，變壓器的效率最高。任務實施一、任務準備二、變壓器的空載試驗１．繪制變壓器空載試驗的電路圖２．連接單相變壓器空載試驗的工作電路３．通電測試空載試驗數據三、變壓器的短路試驗１．繪制變壓器短路試驗的電路圖２．連接單相變壓器短路試驗的工作電路３．通電測試短路試驗數據四、變壓器的電阻性負載試驗１．繪制變壓器電阻性負載試驗的電路圖２．連接單相變壓器負