電分_第4講_變壓器參數(shù)計算

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析Modern Power System Analysis 第第4講講 變壓器模型和參數(shù)計算變壓器模型和參數(shù)計算石訪石訪山東大學電氣工程學院山東大學電氣工程學院2回顧回顧u輸電線路4大參數(shù)、代表的物理含義是什么？uR， X， G， B3等效半徑等效半徑u分裂導線（composite conductor）的等效半徑（geometric mean radius）,針對同一根分裂導線：12131.neqnrrd dd如果如果R=2.8cm(r = 1.4cm)，d=400cm，則，則req=130.8cm4幾何均距（幾何均距（geometric mean distanc

2、e）3mabbccaDD D D導線水平或垂直排列時，導線水平或垂直排列時，幾何均距幾何均距Dm m1.26D5Reactance per unit length10.01570.1445lgmeqDxrn617.5810lgmeqbDr6變壓器模型和參數(shù)變壓器模型和參數(shù)7變壓器的理論基礎變壓器的理論基礎u變壓器在電力系統(tǒng)發(fā)展史上起到里程碑式作用u容量為發(fā)電容量的容量為發(fā)電容量的4-5倍倍u損耗損耗 1910以前，鋼片，以前，鋼片，5w/kg 1910-1935，熱軋硅鋼片，熱軋硅鋼片，1.65w/kg 1935以后，冷軋硅鋼片，以后，冷軋硅鋼片，0.5W/kg楞次89互感互感u(1) 互感系

3、數(shù)M是有正負的 i1 u1 e1 1 i2 M u2 e2 2 圖 4.a 互感線圈 i1 M i2 * * u1 e1 e2 u2 圖 4.b 互感線圈等值電路 圖 4 互感線圈與等值電路 10互感互感u(2) 自感與互感的關系：耦合因數(shù)K u(3)互感容性效應 兩個線圈匝數(shù)相差較大時，例如N1N2時，L1ML2, 且電流不是從同名端流入時，2 0線圈程容性，但是整個線圈看去，還是感性 21.LLMk 22122111iLMiMiiL2011幾個概念幾個概念u兩個繞組從電源側到負荷側定義變壓器的 原邊繞組、副邊繞組 初級繞組、次級繞組 一次繞組、二次繞組u變壓器變比 原邊、副邊繞組匝數(shù)之比

4、jM I1 R1 R2 I2 * * U1 E1 E2 U2 jL1 jL2 ZL 圖 5 空芯變壓器等值電路 12理想變壓器須滿足的三個條件理想變壓器須滿足的三個條件u電路中沒有電阻，R=0；輸入功率等于輸出功率u 磁路的磁導系數(shù)為無限大、, 建立互感磁通（主磁通）需要的勵磁電流勵磁電流為零u 全耦合，沒有漏磁通（邊繞的自感等于互感），因此電路的漏抗漏抗為零，漏抗上的電壓降為零13變壓器參數(shù)的歸算變壓器參數(shù)的歸算 u電力網(wǎng)絡中，變壓器元件相當多，互感相當多u互感將電流等物理量耦合起來，計算復雜u變壓器參數(shù)歸算的目的，是將有互感的電路化成無互感的電路無互感的電路 u變壓器歸算的原則是參數(shù)歸算后

5、原邊、副邊傳輸?shù)墓β时３植蛔児β时３植蛔?，即變壓器參?shù)歸算以后對內不等效，對外等效對內不等效，對外等效，不能因為歸算后破壞能量守恒14變壓器物理量的歸算變壓器物理量的歸算 圖 7 變壓器的 T 等值電路 I1 R1 jX1 R2 jX2 I2 * * R m1 R m1 U1 jX m1 jXm1 U2 E1 E2 ZL 圖 7.a 變壓器繞組的歸算 I1 R1 jX1 (T) R2 jX2 I2 R m U1 E1E2 U2 jX m ZL 圖 7.b 變壓器的 T 等值電路 uR，繞組有功損耗，銅耗；X，繞組漏抗uG：鐵芯有功損耗，鐵耗；B：勵磁電納，與勵磁電流有關u勵磁阻抗比漏阻抗大得多

6、15繞組的分點繞組的分點 圖 8 變壓器歸算的等值電路 I1 R1 jL1 (T T) R1 jL1 I2 - U1 E1= E2 U2 Im ZL + 圖 8.b 電勢合并后的等值電路 I1 R1 jL1 R1 jL1 I2 - - U1 E1 E2 U2 ZL + + 圖 8.a 電勢合并前的等值電路 16變壓器變壓器L型等值電路型等值電路 uR1+jX1阻抗很小，I1Z10.04U1N，因此Zm支路可以移到原邊電抗的前邊得到型等值電路u將原、副繞組連接起來后成了一個阻抗，就是由變壓器短路試驗得到的短路電抗短路電抗。17變壓器參數(shù)計算變壓器參數(shù)計算18短路試驗短路試驗短路損耗：Pk短路電壓

7、：Uk%19空載試驗空載試驗空載損耗：P0空載電流：I0%20三繞組變壓器三繞組變壓器21三繞組變壓器三繞組變壓器22三繞組變壓的容量三繞組變壓的容量u第一類，額定容量比為100/100/100 這類變壓器三側繞組的額定容量都等于變壓器的額定容量，它一般用于升壓變壓器。u第二類，額定容量比為100/100/50 第3側繞組的導線截面減少一半，其額定電流也相應地減小一半，額定容量為變壓器額定容量的50%。適用于第適用于第3側的負荷小于第側的負荷小于第1,第第2側的廠站側的廠站u第三類，額定容量比為100/50/100 這類變壓器第2側繞組的導線截面積和額定電流減小一半，其額定容量為變壓器額定容量

8、的50，適用于第適用于第2側負荷較小的廠站側負荷較小的廠站23三繞組變壓器兩種模型三繞組變壓器兩種模型24三繞組變參數(shù)特點三繞組變參數(shù)特點u雙繞組變壓器的參數(shù)歸算后，原副邊繞組的電阻電抗基本相等，而三繞組芯式變壓器的三個組合電抗相差甚大，而且有個絕對值很小的負電抗 X1: X2: X3 1: 0.6: (0.03) 為了便于記憶，通常稱為1、6、3規(guī)則。25三繞組變短路試驗三繞組變短路試驗問題：能否通過T點對地 短路的形式進行？26三繞組變短路試驗形式三繞組變短路試驗形式27三繞組變短路試驗注意事項三繞組變短路試驗注意事項u對于100/100/100類別，各繞組短路都是對應額定電流28三繞組變

9、短路試驗注意事項三繞組變短路試驗注意事項/2u對于100/50/100或100/100/50，短路試驗對應小容量繞組額定電短路試驗對應小容量繞組額定電流流u參數(shù)需要先折算到額定容量29變壓器參數(shù)實例變壓器參數(shù)實例-山西運城站山西運城站30EMS中變壓器參數(shù)界面中變壓器參數(shù)界面31323333例：例：u某發(fā)電廠內裝設一臺三繞組變壓器，容量為120000kV.A，三個繞組的容量比為100/50/100，額定電壓為242/10.5/121kV空載損耗P0=129kW，空載電流百分比數(shù)I0%=0.65高-中、高-低、中-低3個短路損耗（未經歸算）分別為nPk(1-2)=450kW, Pk(1-3)=158kW, , Pk(2-3)=280kW, 高-中、高-低、中-低3個短路電壓百分數(shù)（已歸算）分別為nUk(1-2)%=25, Uk(1-3)%=8, Uk(2-3)%=15u求歸算到高壓側的變壓器參數(shù)，并作等效電路34負荷模型負荷模型35