电力变压器参数参数计算.ppt

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1、电力变压器参数计算,主要内容,变压器及等值电路 变压器正序及负序参数计算 变压器运行 电力系统的标么制,变压器正（负）序参数计算,1双绕组变压器参数计算 （1）电阻计算 （2）电抗计算 （3）电导计算 （4）电纳计算 2三绕组变压器参数计算 3自耦变压器参数和等值电路,短路试验,空载试验,四个铭牌参数,短路损耗：Pk 短路电压百分比：Uk% 空载损耗：P0 空载电流百分比：I0%,双绕组变压器的型等值电路,1双绕组变压器参数计算,电阻计算： 在变压器短路试验中所测得的短路损耗PK近似等于额定电流流过变压器时绕组中的总铜耗，即,由铜耗与电阻之间的关系 得：,1双绕组变压器参数计算,PK用KW，S

2、N用MVA，UN用千伏，则上式可写成：,标么值表示,PK用KW，SN用KVA，UN用千伏，则上式可写成：,1双绕组变压器参数计算,电抗计算 在短路试验中，短路电压等于变压器阻抗在额定电流下产生的压降，即,SN用KVA，UN用千伏时,1双绕组变压器参数计算,电导计算 变压器空载试验所得变压器空载损耗P0近似等于铁耗，因此，电导可由空载损耗求得,UN为变压器的额定电压(kV)， P0 为KW,1双绕组变压器参数计算,电纳计算 变压器的电纳代表变压器的励磁功率。由于变压器的空载电流包含有功分量和无功分量，与励磁功率对应的是无功分量。由于有功分量很小，无功分量和空载电流在数值上几乎相等。IBI0，而,

3、所以,双绕组变压器的简化等值电路,1双绕组变压器参数计算,例2 121/10.5千伏、容量31500千伏安三相双绕组变压器，短路损耗为200千瓦，空载损耗47千瓦，短路电压百分数10.5，空载电流百分数2.7，试计算变压器等值阻抗与导纳。 解：计算变压器阻抗 1）串联电阻（归算到121千伏电压侧）,标么值,1双绕组变压器参数计算,低压RT（低）,标么值,1双绕组变压器参数计算,2）串联电抗,1双绕组变压器参数计算,3）励磁回路（并联）导纳 电导标么值计算,电导有名值,1双绕组变压器参数计算,电纳有名值,低压侧的BT（低）,2三绕组变压器参数计算,三绕组变压器等值电路,三绕组变压器短路试验是在两

4、个绕组间进行，另一绕组为开路，按双绕组变压器来做。另外，额定容量不同，将受到较小容量绕组的额定电流的限制,高、中、低压三个绕组的短路损耗： Pk1、Pk2、Pk3 高、中、低压三个绕组的短路电压百分比：Uk1%、 Uk2%、 Uk3% 空载损耗：P0 空载电流百分比：I0%,2三绕组变压器电阻计算,各绕组额定容量相同的,铭牌标注量,2三绕组变压器电阻R计算,额定容量不同的，必须对工厂提供的短路试验的数据进行折算，例如对于一台100/50/100类型变压器 进行折算,已知量,2三绕组变压器参数计算,2三绕组变压器电感参数计算,对于短路电压百分数，按国标规定制造厂提供的短路电压是已经归算到变压器额

5、定电流时的数值。因此，三绕组变压器对于短路电压不需要再进行归算了。（不存在容量换算问题）,2三绕组变压器电感参数计算,2三绕组变压器参数计算,SN取KVA,电压取KV,例 某降压变电站装有一台SFSL1-31500/110型三绕组变压器，各容量比为100/100/100,电压比为110/38.5/10.5kv,其他参数如下：是计算归算到高压侧的参数：,解：导纳之路参数,各绕组的短路损耗,则各绕组的电阻,2,电抗计算 各绕组阻抗电压百分数,则各绕组电抗为,由本例看出此变压器低压绕组位于中间，由于 内外侧绕组对其互感很强，超出本身的自感， 使其出现负值，但并不表示该绕组具有容抗,2三绕组变压器绕组

6、排列,升压结构变压器：中低高 降压结构变压器：低中高,3自耦变压器参数和等值电路,自耦变压器的等值电路及参数求取与普通变压器相同。 计算等值电阻时要对短路试验数据进行折算。,变压器非标准变比的等值电路,我国变压器抽头一般放在高压侧，为了不使Zt在抽头改变时，重新归算它的值，通常将Zt置于理想变压器1侧。对应于双绕组变压器低压侧，而K*侧对应于双绕组变压器高压侧。 对于三绕组变压器，通常在高、中压侧装有抽头 。,变压器运行,1变压器并联运行 两台或两台以上变压器并联运行，首先是满足并联运行的条件，即 1）所有并联变压器短路电压相量相等； 2）所有并联变压器高、低压侧额定线电压应分别相等； 3）所

7、有并联变压器联结组别号相同。,变压器运行,（1）短路电压UK不相等,三台变压器并联等值电路,变压器运行,短路电压不同的变压器相并联，由于最小容量的UK值较小，所以在并联运行时，负荷分配不均，最小UK的变压器首先达到其额定容量，而其它的变压器还尚未达到其额定容量，为了限制首先达到额定容量的变压器不过载，则其它变压器未能充分利用，使有些变压器容量利用不高，降低了经济性。,变压器运行,（2）变比不等的变压器并联运行 当具有不同变比的变压器并联运行时，这在它们的绕组回路中引起不平衡（或称均衡）电流，其作用使变压器端电压一致，当有负荷时，各变压器所分担的负荷电流基本上按短路阻抗大小分配。,变压器运行,变

8、比不同时变压器并列运行情况,变压器运行,在二次侧产生不同的电压，两者之差为,两变压器二次侧回路流过均衡电流,各台变压器二次侧电流为,变压器运行,（3）不同组别变压器并联运行,将不同联结组别的变压器并联运行时，二次回路将因变压器副边电压不同相而产生一个电压差 ,因为这种相位差总是300的倍数，将达到很大的数值，故不同组别联结的变压器不允许并联运行。,变压器运行,不同组别变压器并联运行的条件 （1）所有组别为奇数 （2） 所有组别为相差1200或2400的偶数号。组别号奇数与偶数的变压器，不能互相并联,电力系统的标么制,有名值：用实际有名单位便是物理量的方法 标么值：采用其实际值（有名单位值）与某

9、一选定的值的比值 表示,在电气量中可先选定两个基准值，通常先选定基准功率SB和基准电压UB，在SB和UB选定后，基准电流IB和基准阻抗ZB也就随之而定。,电力系统的标么制,选定SB和UB，可得其他各量的基准值表达式,电力系统的标么制,单相电路,基准值,则标么值与有名值各量间的关系,实际值,电力系统的标么制,在对称的三相系统中， 习惯上多采用线电压UL，线电流（即相电流）I，三相功率S3和一相等值阻抗Z，关系如下：,基准值,在标么值中：,标幺值的特点： 1 线电压标幺值与相电压标幺值相等 2 三相功率标幺值与单相功率标幺值相等,电力系统的标么制,统一基准值的选定和标么值换算 电力系统中各元件阻抗

10、的基准值互不相同，必须把不同基准值的标么值换算成统一基准值的标么值。,发电机标么电抗的换算,如：发电机参数，计算在 下的标幺值,对于输电线只要以统一的基准值对其有名值阻抗进行标么值计算即可。,电抗器标么值的换算,电力系统的标么制,多电压等级折算方法 1、折算参数法：选取基本级SB和UB ，将各元件参数化成有名值，折算到基本级，在基本段下取标幺值 2、折算电压法：选取基本级SB和UB，再进行基准电压折算到不同的电压等级下，然后对各元件的有名值与各自的基准值相比得到标么值。,电力系统的标么制,折算电压法 选取基准容量SB， 基准电压取一段电压UB1,电力系统的标么制,不同电压等级各段的基准值功率S

11、B相同，而基准电压满足,(若近似计算法则基准电压为各段平均额定电压）,近似计算法 基准电压为各段平均额定电压,例题 参数如下： G: T1: T2: L1: L2: 求标幺值电路 解：取SB=100MVA,1)计算各段基准电压 2）计算各元件有名值并化为标幺值,1 电力变压器的等值电路及参数计算,1、双绕组变压器参数计算,双绕组变压器等值电路,变压器额定容量 SN 变压器额定电压 UN 短 路 损 耗 Ps 阻抗电压百分数 Us% 空 载 损 耗 P0 空载电流百分数 I0%,等值电路计算所用参数,两个试验（六个铭牌数据）,短路试验,开路试验,关于参数的说明,变压器容量为三相的总容量。 变压器

12、铭牌上的电气参数：损耗是三相总损耗， 百分数是相对于相电压（电流）的百分比。 计算所得变压器等值电路中的参数指的是每一 相的参数。,短路试验接线示意图,电阻和电抗的计算,60,短路试验的计算等值电路,注意：公式中各参数的单位。,电导和电纳的计算,空载试验的计算等值电路,空载电流相量图,注意：公式中各参数的单位。, 各量单位：kV、kW、MVA UN选哪侧:则参数、等值电路折合到该侧 变压器不论接法，求出参数都是等值成Y/Y接法 中的单相参数 线路等值电路中为 正(容性)； 变压器等值电路中， 虚部为负(感性)。 励磁支路放在功率输入侧(电源侧、一次侧),公式注意点,2、三绕组变压器参数计算,三

13、绕组变压器的 型等值电路,三绕组变压器的绕组布置示意图 （a）升压布置 （b）降压布置,绕组布置与额定容量,国家标准规定的容量比有三种类型： 100（高）/100（中）/100（低） 100（高）/100（中）/ 50（低） 100（高）/ 50（中）/100（低）,三绕组变压器的额定容量：三个绕组中容量最大的一个绕组的容量 。,三绕组变压器的短路试验,依次测得：,电阻和电抗的计算,三绕组变压器的 型等值电路,对100/100/100型三绕组变压器,对于100/100/50和100/50/100型三绕组变压器,按变压器的额定容量进行折算 例如： 100/100/50型三绕组变压器,国标规定:短

14、路电压百分数已经规算到额定电流时的值。,电导和电纳的计算,计算方法和双绕组变压器的完全一样。,三绕组变压器的空载试验,负值都出现在中间位置的绕组上，实际计算中通常做零处理。,自耦变压器的连接方式和容量关系,三绕组自耦变压器 U1-高压，U2-中压，U3低压,3、自耦变压器,自耦变压器的电磁关系,高压与低压的关系与普通变压器一样 高-中压关系：,变比： kA N1/N2 U1/U2,负载时的电流关系：,磁势平衡方程：,额定容量（又称通过容量）,Se =U1I1=U2I2,标准容量,Sb= S电U2I= U2I2(1 )=Se(1 ),Se=U2I2= U2I1+ U2I=S传+S电,电磁功率,传导功率,效益系数,参数计算及等值电路,与普通三绕组变压器相同 注意：短路试验数据是未经折算的数值，参数 计算时需要进行折算。,容量比为100/100/50的自耦变压器，短路电压百分数的折算公式为：,自耦变压器的运行特点,当自耦变压器电压变比不大时（3:1），其经济性才较显著。 为了防止高压侧单相接地故障引起低压侧过电压，中性点必须牢靠接地。 短路电流较大，需考虑限流措施。,ZAT= ZT(1 ),短路试验示意图,4、变压器的型等值电路,