机械工程与研究负载性质对变压器外特性的影响赵利（山西工业职业技术学院山西大同软和*硬（特性曲线为水平线）两种临界状态下的负荷功率因数角，提出在容性负荷下，变压器输出电压升高的范围。

　　1问题的提出变压器输出电压与输出电流之间的关系，可以用一条曲线描述，通称为变压器外特性曲线。变压器外特性曲线的形状，与变压器本身的参数有关，也与负载的性质有关。如果负载为电阻性或电感性，变压器输出电压随着输出电流的增加而下降，外特性曲线下垂；如果负载为电容性，变压器输出电压有可能随输出电流的增加而上升，外特性曲线上翘，如所示。变压器输出电压降低，不利于电气设备的正常工作，变压器输出电压升高有可能造成电气设备过电压。因此，较深入地讨论负载的性质对变压器外特性的影响是有一定实践意义的。

　　纯电阻感性变压器外特性曲线变压器内部阻抗引起的电压降落2.1变压器的简化等值电路分析见实线所示，Rb为变压器短路电阻；Xb为变压器短路电抗，其值可以由变压器本身的参数求出：%2e??变压器二次空载电压（V）；Se??变压器额定容量（VA）。为后面分析问题方便，令：2.2讨论）当变压器带有感性负载时，在变压器内部阻抗上，将产生电压降落。设变压器输出电压为％2，负荷电流为/2，功率因数角为0，可列出电压方程式为：从相量图中可以看出：变压器输出电压（有效值）%2小于二次空载电压％2e.我们把"U：UL-%2叫做变压器引起的电压降。"U相当于中的AD线段，如果忽略CD段不计，ADAC=AB+BC，从几何上式为常用的变压器电压降计算公式。

　　由此可以绘出AU'/（0）函数的曲比较和，可以看出，如果电流不变，变压器带有纯电阻负荷时的电压降小于电感性负荷时的电压降。这也就是变压器特性在电阻性负载时较电感性负载时硬的原因。由此还可以做进一步设想：在电容性负载下，变压器外特性可能会更硬、甚至上翘。

　　3变压器外特性*软和*硬时的两种临界状态对（3）式进行简单的数学推导：从（4）可以更清楚地看出，变压器造成的电压降AU是由变压器的内阻抗Zb和负荷电流I大小及功率因数角0所决定的。为了分析方便，设负荷电流I和变压器内部参数（Z，"）不变，电压降U则为负荷功率因数角的正弦函数，而0角在/2）之间变化，线，如所示。

　　厶u纯电容一-从图中可以看出，变压器造成的电压降At/曲线存在5个特殊点：当0为变压器内阻抗角）时，*大，在这种状态下变压器外特性*软；*0，即纯电阻负载时，/2+；AU*0，这时变压器二次电压与空载额定电压相同，变压器外特性####硬。输出电压不随输出电流变化而变化，保持恒定值，这种临界状态时的相量图见；-/2，即纯电容负载时，AU'-I2Xb，这时变压器输出电压反而比空载额定电压高AU，这种状态下的相量图见。

　　当变压器带有感性负载，负载功率因数角等于变压器内阻抗角时，变压器外特性处于*软的临界状况。

　　当变压器带有容性负载，负载功率因数角超过此临界值时，变压器电压降为负值，外特性曲线开始上翘。

　　容性负载上的*大过电压值为AU'I2Xb.上面分析结果的实践意义在于：它充分说明了提高负荷功率因数对保证负荷工作电压，提高供电质量具有重大意义。如果只从减少电压降的角度考虑，对于感性负荷的功率因数角0应当避免其小于变压器内阻抗角"如果负荷为电容性，而且当101 *（/2）-"时，变压器将具有恒压供电的特性，这在使用同步电动机拖动时，更具有实用价值。

　　选择电气设备时，应考虑容性负荷造成电压升高的现象，以免运行中产生过电压。

　　（：2003