变压器的参数测定和标幺值

• 等效电路中的各种R₁、R₂、X_1σ、X_2σ、R_m、X_m、k 等，对变压器运行性能有重大影响。
• 这些参数通常通过空载试验和稳态短路试验来求得。

一.变压器空载试验（求取R_m,X_m,I₀,p_Fe ,k）

• 一次侧加额定电压U_N，二次侧开路, 读出U₁、U₂₀、I₀、p₀
• I₀/很小，由I₀在绕组中引起的铜耗忽略不计，p₀全部为铁耗
  p₀=p_Fe=R_mI₀² Z_m=U₁/I₀
  R_m=p₀/I₀² X_m=sqrt(Z_m²-R_m²) k=U₁/U₂₀
• Z_m与饱和程度有关，应取额定电压时的数据。
• 空载试验也可以在二次侧做，但应注意折算到一次侧，即结果要乘以k²。

• 二次侧直接短路时的运行方式为短路运行。如果一次侧在额定电压时二次侧发生短路，则会产生很大的短路电流，这是一种故障短路。
• 稳态短路时，一次侧加很小的电压(额定电压的10%以下)，并在绕组电流为额定值时读取数据I_k、U_k、p_k，并记录室温θ。
• 稳态短路时，电压很低，所以磁通很小，铁耗可以忽略。p_k全部为铜耗。 U_k=I_kZ_k Z_k=U_k/I_k
  R_k=p_k/I_k²
  X_k=sqrt(Z_k²-R_k²)
  r_k75=r_k[(234.5+75)/(234.5+θ)]
  Z_k75=sqrt(r_k75²+X_k²)
• 阻抗电压：短路电压U_k的实际值和额定电压U_1N的比值的百分数称为阻抗电压u_k。 u_k=(U_k/U_1N)100%
• 阻抗电压u_k是变压器的重要参数，其大小主要取决于变压器的设计尺寸。u_k的选择涉及到变压器成本、效率、电压稳定性和短路电流大小等因素。
• 正常运行时，希望u_k小些，使得端电压随负载波动较小。但发生突然短路时，希望u_k大些以降低短路电流。

(1)标幺值 = 实际值 / 基值
• 基值一般取额定值，标幺值就是实际值与基值的比值。
• 一次侧的标幺值： U₁^*=U₁/U_1N， U₂^*=U₂/U_2N
  I₁^*=I₁/I_1N， I₂^*=I₂/I_2N
  P₁^*=P₁/S_N
  R₁^*=R₁/Z_1Np=R₁/(U_1Np/I_1Np)
  X_1σ^*=X_1σ/Z_1Np=X_1σ/(U_1Np/I_1Np)
  (2)优点
  
• 直观明了，直接反映变压器运行状态，例如I₁^*=1.5 说明过载了。
• 计算方便，便于性能比较。不论变压器大小、形状，其两个主要性能指标的大小一般为 I₀^*=0.02~0.08，U_k^*=0.05~0.175
• 使用标幺值后，折算前后各量标幺值相同，无需折算，即： R₂^*=R₂'^*，I₂^*=I₂'^*，U₂^*=U₂'^*