機械工程與研究負載性質對變壓器外特性的影響趙利（山西工業(yè)職業(yè)技術學院山西大同軟和比較硬（特性曲線為水平線）兩種臨界狀態(tài)下的負荷功率因數角，提出在容性負荷下，變壓器輸出電壓升高的范圍。

　　1問題的提出變壓器輸出電壓與輸出電流之間的關系，可以用一條曲線描述，通稱為變壓器外特性曲線。變壓器外特性曲線的形狀，與變壓器本身的參數有關，也與負載的性質有關。如果負載為電阻性或電感性，變壓器輸出電壓隨著輸出電流的增加而下降，外特性曲線下垂；如果負載為電容性，變壓器輸出電壓有可能隨輸出電流的增加而上升，外特性曲線上翹，如所示。變壓器輸出電壓降低，不利于電氣設備的正常工作，變壓器輸出電壓升高有可能造成電氣設備過電壓。因此，較深入地討論負載的性質對變壓器外特性的影響是有一定實踐意義的。

　　純電阻感性變壓器外特性曲線變壓器內部阻抗引起的電壓降落2.1變壓器的簡化等值電路分析見實線所示，Rb為變壓器短路電阻；Xb為變壓器短路電抗，其值可以由變壓器本身的參數求出：%2e??變壓器二次空載電壓（V）；Se??變壓器額定容量（VA）。為后面分析問題方便，令：2.2討論）當變壓器帶有感性負載時，在變壓器內部阻抗上，將產生電壓降落。設變壓器輸出電壓為％2，負荷電流為/2，功率因數角為0，可列出電壓方程式為：從相量圖中可以看出：變壓器輸出電壓（有效值）%2小于二次空載電壓％2e.我們把"U：UL-%2叫做變壓器引起的電壓降。"U相當于中的AD線段，如果忽略CD段不計，ADAC=AB+BC，從幾何上式為常用的變壓器電壓降計算公式。

　　由此可以繪出AU'/（0）函數的曲比較和，可以看出，如果電流不變，變壓器帶有純電阻負荷時的電壓降小于電感性負荷時的電壓降。這也就是變壓器特性在電阻性負載時較電感性負載時硬的原因。由此還可以做進一步設想：在電容性負載下，變壓器外特性可能會更硬、甚至上翹。

　　3變壓器外特性比較軟和比較硬時的兩種臨界狀態(tài)對（3）式進行簡單的數學推導：從（4）可以更清楚地看出，變壓器造成的電壓降AU是由變壓器的內阻抗Zb和負荷電流I大小及功率因數角0所決定的。為了分析方便，設負荷電流I和變壓器內部參數（Z，"）不變，電壓降U則為負荷功率因數角的正弦函數，而0角在/2）之間變化，線，如所示。

　　厶u純電容一-從圖中可以看出，變壓器造成的電壓降At/曲線存在5個特殊點：當0為變壓器內阻抗角）時，比較大，在這種狀態(tài)下變壓器外特性比較軟；*0，即純電阻負載時，/2+；AU*0，這時變壓器二次電壓與空載額定電壓相同，變壓器外特性絕對硬。輸出電壓不隨輸出電流變化而變化，保持恒定值，這種臨界狀態(tài)時的相量圖見；-/2，即純電容負載時，AU'-I2Xb，這時變壓器輸出電壓反而比空載額定電壓高AU，這種狀態(tài)下的相量圖見。

　　當變壓器帶有感性負載，負載功率因數角等于變壓器內阻抗角時，變壓器外特性處于比較軟的臨界狀況。

　　當變壓器帶有容性負載，負載功率因數角超過此臨界值時，變壓器電壓降為負值，外特性曲線開始上翹。

　　容性負載上的比較大過電壓值為AU'I2Xb.上面分析結果的實踐意義在于：它充分說明了提高負荷功率因數對保證負荷工作電壓，提高供電質量具有重大意義。如果只從減少電壓降的角度考慮，對于感性負荷的功率因數角0應當避免其小于變壓器內阻抗角"如果負荷為電容性，而且當101 *（/2）-"時，變壓器將具有恒壓供電的特性，這在使用同步電動機拖動時，更具有實用價值。

　　選擇電氣設備時，應考慮容性負荷造成電壓升高的現象，以免運行中產生過電壓。

　　（：2003