组件 155：变压器（Transformer）

规格

管道连接
1	功率进口
2	功率出口
3	功率损失

通用用户输入值应用物理公式显示示例

通用

组件 155（变压器）代表一种用于改变单相或三相交流电的恒定频率的电压的电气装置。基本的物理模型考虑到了铁的损耗（由于变压器铁芯中的涡流和磁滞造成的损耗）和铜的损耗（由于变压器绕组中的电阻造成的损耗）。在输出电压与输入电压之比等于两个电路的绕组之比的近似情况下（即忽略磁化电流，这是发电厂变压器的有效方法），确定变压器输出端的各自输出电流和功率系数 cos phi。

为了使模型适应特定变压器的测量性能，可以用一个修正系数来完善非设计性能的物理模型，这个修正系数是根据当前和设计条件下的视在功率比率在特性中定义的。

用户输入值

FMODE	设置计算模式的标志设计/非设计如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 全局 =1: 本地非设计（即总是非设计模式，即使在全局进行设计计算） =-1: 本地设计（即总是设计模式，即使在全局进行了非设计计算）
FVOLT	出口电压规格的方法如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 由规格值 VOLT 定义 =1: 由外部设置
U2	出口电压
EFF	效率
LFFE	铁的损失部分（占总损失的比例）
FEFFOD	非设计效率方法如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: QLOSS = LOSSFE + LOSSCU =1: QLOSS = (LOSSFE + LOSSCU) * CFLOSSES(QAPP/QAPPN)
QAPP1N	标称视在功率
LOSSN	标称总损耗
LOSSFEN	标称铁损耗
COSPHI2N	r标称出口功率系数

结果值

RLOAD	视在负荷份额
REFF	计算的效率
QLOSS	计算的损失
LOSSFE	铁损失
LOSSCU	铜损失
QAPP1	进口处视在功率
QAPP2	出口处视在功率
QREAL2	计算的出口功率
QREACT2	计算的出口无功功率
COSPHI1	计算的进口功率系数（cos phi 1）
COSPHI2	出口功率系数（cos phi 2）

物理应用

在组件 155 的变压器模型中，假设电压 U1 和 U2 是恒定的且与负荷无关。该模型也被简化，忽略变压器的磁化电流。基本的能量平衡显示在下面的方程式中。

设计计算

在设计模式下，用户必须指定

出口电压 U2，
用参数 EFF 指定变压器的整体效率，
和参数 LFFE 表示铁损相对于总损耗的比例。

变压器的电流输入为

实际功率，
电流的类型（NPHAS - 相数，NPHAS 在流动方向上转移。当连接具有不同 NPHAS 的管道时。使用主进口的值。）
和
变压器进口处的电压
由变压器上游的组件决定，

出口功率系数 cos phi
是由下游组件决定的。

如果有制造商的数据，也可以通过定义以下标称值来确定组件的尺寸

视在功率 QAPP1N
总损耗 LOSSN
铁损耗 LOSSFEN
出口处功率系数 cos（phi） COSPHI2N

在这种情况下，计算模式 FMODE 必须被设置为值 1："局部非设计"。

非设计的相关性

变压器的损耗由铁损耗和铜损耗组成。铁损耗被认为是恒定的，而且与负荷无关，而铜损耗与铜绕组中的电阻有关，因此与进口电流呈二次方的关系。

通过设置 FEFFOD = 1，可以激活一个修正项，该修正项使用修正系数的特性 CFLOSSES 作为当前进口视在功率与标称进口视在功率之比的函数。

方程式

所有情况
	能量平衡: Q1 = Q2 + QLOSS = Q2 + LOSSFE + LOSSCU Q1 = I1 * U1 * COSPHI1 * SQRT(NPHAS) Q2 = I2 * U2 * COSPHI2 * SQRT(NPHAS)
设计
	基于用户输入的损失计算: LOSSN = (1-EFF )* Q1 LOSSFEN = LFFE * LOSSN LOSSCU = (1 - LFFE) * LOSSN I2 = (Q1 - LOSSN) / (U2 * COSPHI2 * SQRT(NPHAS)) QAPP2 = U2 * I2 * SQRT(NPHAS) I1 = I2 * (U2/U1) + LOSSFE / (U1 * SQRT(NPHAS)) QAPP1N = U1 * I1 COSPHI1 = (U2 * I2 + LOSSFEN) / (QAPP1N * SQRT(NPHAS))
非设计
	损失取决于进口电流和进口视在功率： LOSSFE = LOSSFEN （恒定） LOSSCU = LOSSCUN * (I1/I1N)^2 QLOSS = (LOSSFE + LOSSCU) * CFLOSSES(QAPP1/QAPP1N); 如果 FEFFOD=0 那么 CFLOSSES=1 COSPHI1 = (U2I2 + LOSSFE) / (U1I1 * SQRT(NPHAS))

特征曲线

特征线 1 (CFLOSSES): 损失修正系数 = f (QAPP1/QAPP1N)

特征线 1: 功率损失

     X-轴     1          QAPP1/QAPP1N                     第一点
                        2          QAPP1/QAPP1N                     第二点
                        .
                      N         QAPP1/QAPP1N                     最后一点

Y-轴 1 损失修正系数 (CFLOSSES) 第一点
2 损失修正系数 (CFLOSSES) 第二点

.
N 损失修正系数 (CFLOSSES) 最后一点

参考文献

W. Plaßmann, D. Schulz (Hrsg.), Handbuch Elektrotechnik（电气工程手册）, Springer Fachmedien, Wiesbaden 2013

W. Weißgerber, Elektrotechnik für Ingenieure（工程师电气工程）, Springer Fachmedien, Wiesbaden 2015

组件显示

显示选项 1

示例

点击 >> 组件 155 示例 << 加载示例。

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