第3章电力系统主设备元件(3-1)

第三章电力系统主设备元件

变压器：等值电路及参数计算输电线路：结构及参数开关电器：种类和工作原理互感器：误差及接线方式第1节电力变压器的等值电路及参数计算

双绕组三绕组自耦按每相绕组的结构分类1.1双绕组变压器参数计算

双绕组变压器Г型等值电路

双绕组变压器的T型等值电路变压器额定容量SN变压器额定电压UN短路损耗ΔPs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双绕组变压器Г型等值电路

说明关于参数变压器容量为三相的总容量变压器铭牌上的电气参数：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等值电路：Г型和Π型。重点为Г型仅讨论三相对称运行的情况1.1.1电阻计算

试验条件：一侧短路，另一侧加压直到其电流达到额定值试验结果：外施电压（阻抗压降）Us

输入功率（即短路损耗）ΔPs

短路试验接线示意图短路试验等值电路等值电路计算电路电阻的计算公式IN为变压器的额定电流，AUN为变压器的额定电压，kVSN为变压器的额定容量，kVA

RT为变压器的短路电阻，Ω1.1.2电抗计算

IN为变压器的额定电流，AUN为变压器的额定电压，kVSN为变压器的额定容量，kVAXT为变压器的短路电抗，Ω注意：短路电阻、电抗都是指归算到某一侧额定电压的两侧绕组的总电阻、总电抗，表征绕组的特性

短路试验等值电路1.1.3电导计算

试验条件：一侧开路，在另一侧加额定电压试验结果：有功损耗（即空载损耗）∆PO（kW）空载电流百分数IO%空载试验接线图

空载试验等值电路等值电路计算电路电导的计算公式∵∆PO≈∆PFe1.1.4电纳计算

空载试验等值电路∴I0≈IB

空载电流相量图电纳计算公式电纳和电导是反应铁心（激磁）特性的参数进行计算时应注意的问题各参数的单位等值电路中各参数的物理意义额定电流IN，A额定电压UN，kV额定容量SN，kVA损耗，kW电阻、电抗，Ω电导、电纳，S1.2三绕组变压器参数计算

作用：用于连接三个不同电压等级的电网。优点：代替两台双绕组变压器，降低设备成本，提高供电的可靠性与灵活性。等值电路三绕组变压器的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1-高压绕组；2-中压绕组；3-低压绕组1.2.1绕组布置与额定容量额定容量各电压等级的容量配置可以不同

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

1.2.2电阻计算短路试验时，可以通过分别在两绕组间进行，另一绕组开路。

三绕组变压器的短路试验

依次令测得的短路损耗为△PS1-2、△PS1-3、△PS2-3，各绕组的短路损耗分别为△PS1、△PS2、△PS3

(a)对100/100/100型三绕组变压器各个绕组的电阻为（3-12）

(b)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SN2为绕组2的额定容量；△P’S1-2、△P’S2-3为未折算的绕组间的短路损耗；△PS1-2、△PS2-3为折算到100%绕组额定容量下绕组间的短路损耗；△P’S1-3不用折算。1.2.3电抗

国标规定，短路电压百分数已经规算到额定电流时的值

各绕组之间的短路电压百分数分别为：

可解得各个绕组的短路电压百分数

令各绕组的短路电压百分数分别为US1%、US2%、US3%可求得各个绕组的电抗为

（3-16）

1.2.4电导和电纳三绕组变压器的电导和电纳的计算方法完全一样三绕组变压器的空载试验例3-2所得等值电路

等效电路只是数学模型，而不是物理模型

出现负值不意味着电抗是容性的

1.3自耦变压器

两侧绕组间不仅有磁的耦合，而且还有电的直接联系

节省材料，缩小体积，减轻重量，降低成本，损耗小

高压大容量的电力系统中，当电压变比不大时常采用自耦变压器

自耦变压器的特点1.3.1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

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：空载时的电压关系：U1/U2=N1/N2=KA

负载时的电流关系：磁动势应平衡：

额定容量（又称通过容量）

S=U1I1=U2I2=Se

计算容量（串联绕组的容量）

S串=(U1·)I1=Se(1-)=Se(1-)公共绕组的容量

S公共=U公共I=U2I2(1-)=Se(1-)结论：串联绕组和公共绕组的容量相等，且都小于额定容量

自耦变压器的输出功率

S2=U2I2=U公共I1+U公共I=S传+S电电磁功率（感应功率）

传导功率

阻抗关系短路试验示意图

∴ZAT=ZT(1-)1.3.2自耦变压器的优缺点

计算容量小于额定容量

阻抗较小，故电压变化率较小，但短路电流较大原边遭受过电压时会引起副边的过电压

当自耦变压器电压变比不大时，其经济性才较显著

1.3.3参数计算及等值电路

与普通三绕组变压器相同

短路试验数据是未经折算的数值

如容量比为100/100/50的自耦变压器，短路电压百分数的折算：短路损耗的折算同前习题3-2参数OSFPSL-90000/220型自耦变压器，容量比为100/100/50，∆PO=77.7kW，∆P’