电分_第4讲_变压器参数计算

现代电力系统分析ModernPowerSystemAnalysis第4讲变压器模型和参数计算石访山东大学电气工程学院2回顾输电线路4大参数、代表的物理含义是什么？R，X，G，B3等效半径分裂导线（compositeconductor）的等效半径（geometricmeanradius）,针对同一根分裂导线：12131...neqnrrddd如果R=2.8cm(r=1.4cm)，d=400cm，则req=130.8cm4几何均距（geometricmeandistance）3mabbccaDDDD导线水平或垂直排列时，几何均距Dm＝1.26D按任意方式排列ABCDABB1DACB1DBCB1DABB1DBCB1双回线左右排列B11A11C11A21C21B21DACB1水平排列BACDAB=DDBC=DDAC=2D等边三角形排列ABCDDD等边腰角形排列ABCDACB1DACB1DACB15Reactanceperunitlength10.01570.1445lgmeqDxrn617.5810lgmeqbDr6变压器模型和参数7ΦmI1I2U1Φ1σΦ2σU2Φm图6.a铁芯变压器的构造ΦmI1I2U1Φ1σΦ2σU2Φm图6.a铁芯变压器的构造变压器的理论基础变压器在电力系统发展史上起到里程碑式作用容量为发电容量的4-5倍损耗1910以前，钢片，5w/kg1910-1935，热轧硅钢片，1.65w/kg1935以后，冷轧硅钢片，0.5W/kg楞次89互感(1)互感系数M是有正负的ΦI图ue图1电感线圈ΦI图uei1u1e1ψ1i2ψMu2e2ψ2图4.a互感线圈i1Mi2**u1e1e2u2图4.b互感线圈等值电路图4互感线圈与等值电路10互感(2)自感与互感的关系：耦合因数K(3)互感容性效应两个线圈匝数相差较大时，例如N1N2时，L1ML2,且电流不是从同名端流入时，ψ20线圈程容性，但是整个线圈看去，还是感性21.LLMk22122111iLMiMiiL2011几个概念两个绕组从电源侧到负荷侧定义变压器的原边绕组、副边绕组初级绕组、次级绕组一次绕组、二次绕组变压器变比原边、副边绕组匝数之比ΦI图ujωMI1R1R2I2**U1E1E2U2jωL1jωL2ZL图5空芯变压器等值电路12理想变压器须满足的三个条件电路中没有电阻，R=0；输入功率等于输出功率磁路的磁导系数为无限大、μ→∞,建立互感磁通（主磁通）需要的励磁电流为零全耦合，没有漏磁通（边绕的自感等于互感），因此电路的漏抗为零，漏抗上的电压降为零13变压器参数的归算电力网络中，变压器元件相当多，互感相当多互感将电流等物理量耦合起来，计算复杂变压器参数归算的目的，是将有互感的电路化成无互感的电路变压器归算的原则是参数归算后原边、副边传输的功率保持不变，即变压器参数归算以后对内不等效，对外等效，不能因为归算后破坏能量守恒14变压器物理量的归算ΦI图ue图1电感线圈ΦI图u图7变压器的T等值电路I1R1jX1R’2jX’2I’2**Rm1Rm1U1jXm1jXm1U’2E1E’2Z’L图7.a变压器绕组的归算I1R1jX1(T)R’2jX’2I’2RmU1E1＝E’2U’2jXmZ’L图7.b变压器的T等值电路R，绕组有功损耗，铜耗；X，绕组漏抗G：铁芯有功损耗，铁耗；B：励磁电纳，与励磁电流有关励磁阻抗比漏阻抗大得多15绕组的分点ΦI图ueI图图8变压器归算的等值电路I1R1jωL1(T)R1jωL1I2-U1E1=E’2U2ImZL+图8.b电势合并后的等值电路I1R1jωL1R1jωL1I2--U1E1E’2U2ZL++图8.a电势合并前的等值电路16变压器L型等值电路R1+jX1阻抗很小，I1Z10.04U1N，因此Zm支路可以移到原边电抗的前边得到Γ型等值电路将原、副绕组连接起来后成了一个阻抗，就是由变压器短路试验得到的短路电抗。17变压器参数计算18短路试验短路损耗：Pk短路电压：Uk%19空载试验空载损耗：P0空载电流：I0%20三绕组变压器21三绕组变压器ΦAI2I1U2U1Φ1σI3U3ΦA图17.a三绕组变压器的构造ΦA1S1S21233212S33ΦA1S1S21322312S33图17.b三绕组降压变压器与升压变压器的区别22三绕组变压的容量第一类，额定容量比为100/100/100这类变压器三侧绕组的额定容量都等于变压器的额定容量，它一般用于升压变压器。第二类，额定容量比为100/100/50第3侧绕组的导线截面减少一半，其额定电流也相应地减小一半，额定容量为变压器额定容量的50%。适用于第3侧的负荷小于第1,第2侧的厂站第三类，额定容量比为100/50/100这类变压器第2侧绕组的导线截面积和额定电流减小一半，其额定容量为变压器额定容量的50，适用于第2侧负荷较小的厂站23三绕组变压器两种模型U2jX2I2I1R1jX1(T)R2R3ZL2U1RmjX3I3U3jXmZL3(N)图18.a三绕组变压器的T型等值电路JX1I1U1R1I3R3jX3(T)P1+jQ1R2U3GT－jBTjX2I2U2P2+jQ2(N)图18.b电力系统分析的L型等值电路24三绕组变参数特点双绕组变压器的参数归算后，原副边绕组的电阻电抗基本相等，而三绕组芯式变压器的三个组合电抗相差甚大，而且有个绝对值很小的负电抗X1:X2:X3≈1:0.6:(－0.03)为了便于记忆，通常称为1、6、3规则。25三绕组变短路试验JX1I1U1R1I3R3jX3(T)P1+jQ1R2U3GT－jBTjX2I2U2P2+jQ2(N)图18.b电力系统分析的L型等值电路问题：能否通过T点对地短路的形式进行？26三绕组变短路试验形式27三绕组变短路试验注意事项对于100/100/100类别，各绕组短路都是对应额定电流28三绕组变短路试验注意事项/2对于100/50/100或100/100/50，短路试验对应小容量绕组额定电流参数需要先折算到额定容量29变压器参数实例-山西运城站30EMS中变压器参数界面31323333例：某发电厂内装设一台三绕组变压器，容量为120000kV.A，三个绕组的容量比为100/50/100，额定电压为242/10.5/121kV空载损耗P0=129kW，空载电流百分比数I0%=0.65高-中、高-低、中-低3个短路损耗（未经归算）分别为P'k(1-2)=450kW,P'k(1-3)=158kW,,P'k(2-3)=280kW,高-中、高-低、中-低3个短路电压百分数（已归算）分别为Uk(1-2)%=25,Uk(1-3)%=8,Uk(2-3)%=15求归算到高压侧的变压器参数，并作等效电路34负荷模型35恒功率模型、恒阻抗模型36负荷模型的函数表达37静态动态结合负荷模型38作业1：设计三绕组变压器参数计算程序，可以是人机界面，也可以由文本文件输入数据，文本文件输出计算结果周日前发到邮箱：[e-mail]作业命名格式:姓名_电分_1.rar