电压互感器设计计算

第六章 电压互感器设计计算第一节计算依据电压互感器计算依据是：额定一次电压、额定二次电压剩余电压绕组〔假设有〕额定电压二次绕组准确级及额定电压，极限输出剩余电压绕组〔假设有〕准确级及额定电压额定频率绝缘水平其次节 铁心和绕组设计计算一、铁心设计计算1．铁心额定磁通密度选择其额定磁通密度值差异很大。选择适宜的额定磁通密度是产品设计中必需首先解决的问题之一。额定磁通密度与互感器误差及过励磁特性直接有关，其数值选取分析如下。单相及三相不接地电压互感器通常用于测量过压、压保护，当系统发生故障时并不转变互感引起的工频电压上升。1.3突然甩负荷而引起的飞应电势中将含有较大的要求。电压互感器在两个极限电压空载误差的差值不应过大。系统消灭工频电压上升时，互感器铁心不应过饱和。1.2T。单相接地保护。互感器一次绕组连接在相与地间，它除了承受幅度一般不超过1.3倍额定电压的工频电压上升外，还要承受接地短路引起的工频过电压，其幅度一般不超过1.5倍额定电压。这两种过电压都是瞬时的，选择这种互感器额定磁通密度时，需满足以下三点要求。测量用绕组在两个极限电压下空载误差的差值不应过大。系统消灭工频电压上升时，互感器铁心不应过饱和。系统发生单相接地短路时，互感器铁心不应过饱和。三点要求中起打算性作用的是c1T。供中性点非有效接地系统使用的单相电压互感器和三相电压感器，它们所承受的过电压也有两种。1.31.9电压。前一种过电压是瞬时的，而后一种过电压可持续数小时。另外，中性点非有效接地系统中互感器可能引起并联铁磁谐振，仅以铁磁谐振要求，铁心额定磁通密度愈小愈好。选取这种电压互感器额定磁通密度时，需满足以下四点要求。测量用绕组在两个极限电压下空载误差的差值不应过大。系统消灭工频电压上升时，互感器铁心不应过饱和。系统发生单相接地短路时，互感器铁心不应过饱和。互感器具有良好的过励磁特性，以尽量防止并联铁磁谐振发生。四点要求中起打算性作用的是c、d0.8T。必需指出，三相铁心不对称，三相励磁特性不一样，这对防止铁磁谐振不利。为此，三相磁路不对称的三相接地电压互感器，额定磁通密度还应适当降低，选取应不大于0.7T。2．铁心截面确定按磁通密度确定铁心截面依据选定的磁通密度初步计算 电压互感器铁心直径确定的原理和方法与变压器相像。为了出所需要的心柱及铁轭的截面积。 为了确定铁心D必需选取适宜的BN与每匝电势et。心柱截面积：A et

104

,cm2

D7.57c 4.44fBceBeBKtNFC2.3A

104

,cm2

如D7.57

=11.54cmy 4.44 fB式中e y

1.150.86取D=115mme t------绕组的每匝电压，V/匝，t 每匝电压，Vf ------额定频率，HZ B

----额定磁通密度，TBC初步可

0.84～0.88

N 心柱空间利用系数，KFCKBy ------ 铁 轭 磁 通 密 度 ， (阅历值取0.86)按心柱及铁轭尺寸计算截面积充绕线筒内孔空间的填充系数愈大，填充系数α=外接圆面积/铁心柱截面积。用积分方法计算出不同级数时，填充系数最大时的各级铁心片宽，如图6-1所示。为了便于生产治理，硅钢片合理剪裁，使铁心片宽标准化，片宽取整5mm20、25、30、35、40mm6-1算出的片宽大多数不是标准值，此时应取与其数值相近的标准片宽，每级厚度也应尽量取成整数。6-1〔第一级〔厚度×片宽〕＋其次级〔厚度×片宽〕＋第三级〔厚度×片宽级〕＋第四级……〕×叠片系数度肯定时，叠片系数与铁心叠片的波浪度，绝缘厚度与铁心夹紧程度有关。对于0.35mm厚冷轧硅钢0.94～0.95，对于m厚热轧硅钢片叠片系数为1～铁心及叠片铁心的铁轭多为

矩形截面其有效截面为： 铁心片宽×铁心厚度×叠片系数 心片宽应取标准尺寸。尺寸的截面积有差异，应调整BC、By使二着截面积一样，但标准尺寸的截面积应不小于AC、Ay。Ay应大于AC5%～10%。3.铁心尺寸确定依据绕组的高度、直径，绕组到铁心各局部的绝缘距离以及绕组之间的绝缘距离，来确定铁心总的尺寸。确定铁心尺寸还应考虑油箱外形及产品选型的要求。(补充说明的资料)铁心柱及铁轭磁密确实定：对单相双柱铁心和三相三柱铁心〔无视三相磁路不对称的影响〕e104t2t2fAc

铁轭磁密〔T〕Be=ACBC/Aec1/2带双旁轭铁心，铁轭截1/34.铁心重量计算单相双柱铁心 见图6-2，其重量计算如下：铁心柱重量：Gc=2HAC

×10-3 ,kg铁轭重量：Gy=2MOAyg×10-3+2HyAC

×10-3,kg铁心重量：G=Gc+Gy

式中g

g/cm3单相三柱铁心 见图6-3，其重量计算如下：铁心柱重量：Gc=HACH

×10-3 2Hy)Ay

×10-3,kg铁心重量：G=Gc+Gy ,kg g

中---硅钢片比重，g/cm3g三相三柱铁心 见图6-4，其重量计算如下：铁心柱重量：Gc=HAC

×10-3 ,kg

=2MOAg

×10-3+HA

×10-3,gy y y C kgg

kg 式中

g三相五柱铁心 见图6-5，其重量计算如下：铁心柱重量：Gc=2HAC

×10-3 ,kgyy

×10-3,kg旁铁轭重量O+)Ab铁心重量：G=3Gc+2Gy+2Gb ,kgg积，cm2二、绕组设计计算

×10-3,kgA式中 b---旁轭截面A一次绕组匝数确定首先需要选取合理的每匝电压etet标。在确定磁通密度已经值愈小绕组匝数愈多，导线用量多，绕组阻抗压降大，误差大。用多方案计算比较，以求得到最正确每匝电压et组为整数匝，剩余电压绕组、保护绕组和其它二次绕组亦应尽量为整数匝，以削减因非整数匝所造成的6-1

et互感器额定电10互感器额定电1035110压，KV每匝电压et，V/匝

0.4～1

下1.8～3一次绕组额定匝数计算公式为N1n=U1n/et,匝。 在选择每匝电压时，要特别留意使输出侧的二次绕组和三次绕组的匝数都接近整数匝，以削减匝数比的误差。在输出容量和准确定给定〔约束条件〕时，最正确变量的组合可获得本钱最低和重量最轻的最优方案；而在几何尺寸和准确度给定时，则可获得输出容量最大的最正确方案。导线选择电压互感器一次绕组承受漆包圆铜线，因额定负荷及极限输出都很小，不能完全依据温升限值选择导0.2mm.线径过细绕线时简洁拉断，或在绕线过程线径变细而影响产品性能。假设有性能良好的绕线设备，也可以选择线径更小的导线，但在二次短路时铜导线11的电流密度不应大于m211mm.一次绕组设计与绝缘计算

2,mm2r

—导线半径,电压互感器大都承受多层同心圆筒式绕组。依据造型需要，一次绕组可以可布置成截面为宝塔外形。总之，需要综合考虑各种因素而设计绕组外形。计算多层同心圆筒绕组尺寸，首先选定每层线匝数，再计算导线层数及层间绝缘，最终计算绕组轴向和径向尺寸。调整每层匝数，转变绕组轴向和径向尺寸，直到满足要求为止。设计一次绕组应进展以下计算：线层高度计算QZ-2聚酯漆包线可以满足各种电压互感器一、二次绕组匝间绝缘的要求。有时二次绕组及剩余电压绕组承受截面大的纸包线，纸包线的绝缘厚度δ为0.3、0.45、0.8、1.2mm等。依据绕组匝间绝缘要求选用不同的纸层厚度。假设绕组直径很大或漆包线针孔较多，还应在漆包线外增加丝包绝缘层或纱包绝缘层。每层导线高度=导线绝缘直径×〔每层匝数+1〕×胀包系数1.06～1.08，φ0.5mm1.04～1.06。对于浇注互感器及干式互感器，线层高度应尽可能小，树脂或绝缘漆简洁布满绕组线层之间。层间绝缘厚度计算电屏补偿后,经试验验证，在工频试验电压下，油纸绝缘层间平均电场强度推举选用6～7.5KV/mm,中压互感器取较小值，高压互感器取较大值；漆纸绝缘层间平均电场强度推举3.5～4KV/mm。层间绝缘厚度=层间电压/允许平均电场强度式中 层间电压=〔工频试验电压/一次绕组实际匝数〕×二层的匝数。层间绝缘厚度值除以绝缘材料每层的厚度得出所需绝缘材料层数。这整数值。再计算实际层间平均电场强度。实际层间平均电场强度=层间电压/〔绝缘材料每层厚度×绝缘材料层数〕一次绕组厚度计算接在绕组高压端的静电屏用铜箔或铝箔制做。铜箔或铝箔两端应折叠一次，高压互感器中，常在静电屏焊上φ3～φ6改善绕组的端部电场。一次绕组厚度=[〔导线绝缘直径×导线层数〕+〔层间绝缘厚度×导线层数〕+静电屏厚度+绕组外包厚度]×胀包系数1.13～1.20。一次绕组端部绝缘计算缘构造设计中占有格外重要的位置。〔Ⅰ〕一次绕组高压端对其低压端的绝缘计算一次绕组第一层和最终一层〔或静电屏〕之间的电压很高，电场又很不均匀，简洁发生端部沿面放电。通常承受使层间绝缘伸出线层端部肯定长度的方法来增长二者之间的沿面距离。试验证明，工频试验电压下沿绝缘材料表面允许的平均电场强度，在变压器油中不大于600V/mm，在空气中不大于300V/mm最小沿面距离=第一层与最终一层导线间工频试验电压/沿面允许的平均电场强度假设层间绝缘伸出线层端部的长度太大，过分的加大了绕组的几何尺寸，可在线层间增设一个或几个软角环。〔Ⅱ〕一次绕组对主铁轭的绝缘计算油浸式及干式电压互感器的一次绕组与主铁轭之间的绝缘多承受图4-12所示的构造。假设放电路径是沿着各种绝缘介质外表进展，那么最小沿面距离=一次绕组与主铁轭的工频试验电压/沿面允许的平

式中的绝缘介质沿面允许的平均电场强度与〔Ⅰ〕一样。其绝缘强度，或者全部的层间绝缘均用软角环来代替如图4-16一次绕组与主铁轭的距离将大大缩短。软角环选用的平均电场强度与层间绝1.5mm、2.0mm3.0mm绝缘纸板板制做。假设是击穿各种绝缘介质对主铁轭放电，那么/介质允许的平均电场强度式中的介质允许的平均电场强度，应比层间绝缘的选用值低些。假设一次绕组与主铁轭之间是树脂绝缘的树脂浇注电压互感器，那么/树脂层允许的平均电场强度4～5KV/mm。〔Ⅲ〕一次绕组对旁铁轭之间的绝缘计算油浸式电压互感器的一次绕组与旁铁轭之间主要是变压器油隙作为绝缘。3KV/mm。最小变压器间隙=一次绕组与旁铁轭的工频试验电压/变压器油允许的平均电场强度树脂浇注电压互感器，一次绕组与旁铁轭之间为树脂层绝缘，那么/树脂层允许的平均电场强度4～5KV/mm。导线质量计算G1=L1N1S1γ0×(导线引线绝缘的系数)×10-3，Kg式中L1 一次绕组导线平均匝长，cm。L1=〔绕组内径+绕组外径〕π/2Cm2

N1----一次绕组匝数； S1 一次绕组导线截面积。γ0----导线比重。g/Cm3,铜导线γ0=8.9。二次绕组、剩余电压绕组和保护绕组匝数和导线择 e eN2n=U2n/ t,匝 N3n=U3n/ t,匝 N4n=U4n/ t,匝式电压互感器也可承受纸包圆导线或扁导线。当绕组直径较小时，纸包绝缘可能开裂。短路电流和误差都不知道，可以按绕组最大输出时的电流密度为1.5～3A/Cm2选取最小导线截面。S2=I2m/(1.5～3),Cm2式中I2m---极限输出时的二次绕组电流，I2m=极限输出/U2n，A。依据最小二次导线计算截面S2选取标准导线尺寸，标准导线截面应等于或大于最小二次导线计算截面。再计算实际的电流密度。还应计算短路电流误差的大小，反过来调整二次导线尺寸。短路电流密度不大于160A/mm2按同样方法确定保护绕组和剩余电压绕组的导线。二次绕组、剩余电压绕组和保护绕组设计及绝缘计算三个绕组的导线高度尽量和一次绕组一样,削减绕组间的横向漏磁通。如0.2mm绝缘纸板或一层0.12mm电缆纸即可。三个绕组之间对地工频试验电压为2KV，绕组之间垫0.5mm纸板一层或0.2mm纸板二层。绕组与主铁轭间的绝缘仅靠二者间沿面距离即可满足要求。三个绕组的高度、度及导线质量计算与一次绕组一样。一、二次绕组间的绝缘计算接地电压互感器10KV2KV0.5mm0.2mm纸板两张作为绝缘。35KV5KV0.5mm0.2mm纸板四张作为绝缘。干式和浇注互感器以青壳纸板作为绝缘为好。不接地电压互感器GB311.1-835～7KV/mm5KV/mm，3KV/mm。一次绕组和二次绕组间的绝缘介质厚度计算：绝缘介质厚度=工频试验电压/介质允许的平均电场强度第三节 单相电压互感器空载计算电力系统的电压施加在空载电压互感器一次绕组上，一次绕组中流过空载电流，互感器铁心中有了磁通，产生铁心损耗，称作空载损耗，这时电压互感器由电源吸取的功率称作励磁功率。为了便利，将电压互感器误差分为空载误差和负载误差，分别进展计算。计算空载误差需要计算不同电压下的励磁功率，或不同电压下的励磁磁势。同时还要计算额定电压下的空载电流和空载损耗。测量用电压互感器在80%、100%和120%额定电压下进展计算，保护用电压互感器在2%、5%150%〔190%〕额定电压下进展计算。一、铁心平均磁路长及接缝数计算单相双柱铁心 见图6-2。铁心柱平均磁路长度： Lc=2H,cm 铁轭平均磁路长度：Ly=(MO+Hy),cm铁心柱接缝数：Nc=2 数：Ny=2单相三柱铁心 见图6-3。铁心柱平均磁路长度： Lc=H,cm 铁轭平均磁路长度：Ly=H+MB+2Hy,cm铁心柱接缝数：Nc=1 数：Ny=3二、磁通密度计算80100120%额定电压下磁通密度和2%、5150%〔190%〕额定电压下磁通密度。譬如5%额定电压下磁通密度=0.05×额定磁通密度。e104t铁心柱磁通密度计算：B tc

4.44fAc

T 铁轭磁通密度计算：e104tBy 4.44fA ，Tty三、励磁功率计算功励磁功率和有功励磁功率，以及单位截面积的接缝励磁功率。再计算铁心总无功功率和总有功功率。铁心柱无功励磁功率：Qmc=qmcGc,VA式中qmc---铁心柱单位质量的无功励磁功率，VA/kg到。铁心柱接缝励磁功率：Qjc=qjcAcNc,VA式中qjc---铁心柱接缝单位截面积的励磁功率，VA/cm2。查磁化曲线得到。铁心柱有功励磁功率：Qpc=qpcGc,W式中qpc---铁心柱单位质量的有功励磁功率，W/kg。查磁化曲线得到。铁轭无功励磁功率：Qmy=qmyGy,VA式中y铁轭接缝励磁功率：Qjy=qjyAyNy,VA式中qjy---铁轭接缝单位截面积的励磁功率，VA/cm2。查磁化曲线得到。铁轭有功励磁功率：Qpy=qpyGy,W式中qpy---铁轭单位质量的有功励磁功率，W/kg。查磁化曲线得到。铁心总无功励磁功率：Qm=Qmc+Qjc+Qmy+Qjy,VA铁心总有功励磁功率：Qp=Qpc+QpyW Q Q●m计算励磁功率的相对值：I m●mS Un 1

I PP●PS Un 1式中S

-额定负荷A ●=Un 1 1

/U ---一次电压标么值。m也可以在空载计算时计算励磁磁势。铁心柱无功励磁磁势：(IN)mc=(IN/cm)mc×Lc,At式中 (IN/cm)mc---铁心柱单位长度的无功励磁磁势。查磁化曲线得到。铁心柱接缝励磁磁势：(IN)jc=(IN)j×Nc,At式中 (IN)j---每个接缝的励磁磁势。查磁化曲线得到。铁心柱有功励磁磁势：(IN)pc=(IN/cm)pc×Lc,At式中 (IN/cm)pc---铁心柱单位长度的有功励磁磁势。查磁化曲线得到。铁轭无功励磁磁势：(IN)my=(IN/cm)my×LyAt式中(IN/cm)my---铁轭单位长度的无功励磁磁势。查磁化曲线得到。铁轭接缝励磁磁势：(IN)jy=(IN)j×NyAt铁轭有功励磁磁势：(IN)py=(IN/cm)py×LyAt式中 (IN/cm)py---铁轭单位长度的有功励磁磁势查磁化曲线得到。铁心总无功励磁磁势：(IN)m=(IN)mc+(IN)jc+(IN)my+(IN)jy,At铁心总有功励磁磁势：(IN)p=(IN)pc+(IN)pyAt (IN)

(IN)励磁磁势的相对值：I m

m I pp ●(IN) Un 1

(IN) Un 1式中 (IN) ---- 额定负载电流产生的磁势。n四、额定电压下空载电流计算对单级式电压互感器铁心总励磁功率：Q 0

，VAQ2Q2m p或铁心总励磁磁势：(Q2Q2m p0对串级式电压互感器铁心总励磁功率：Q K0

，At(IN)2(IN(IN)2(IN)2m pQ2Q2m p0或铁心总励磁磁势：(IN) K0Q

，At(IN(IN)2(IN)2m p012I 012折算到二次绕组的空载电流: 02 U2五、额定电压下的空载损耗计算

,A或I

N ,A2e单级式电压互感器：P0=Qp,W 或 P0=(IN)p×et,W串级式电压互感器：P0=KQp,W 或 P0=K(IN)p× t,We第四节 三相电压互感器空载计算一、三柱铁心三相电压互感器铁心平均磁路长度及接缝数计算 见图6-4。铁心柱平均磁路长度：Lc=H,cm 铁轭平均磁路长度：Ly=2MO+HyAc/Ay,cm铁心柱接缝数：Nc=1 ：Ny=22.磁通密度计算与单相电压互感器一样。3.励磁功率计算铁心柱无功励磁功率：Qmc=qmcGc,VA铁心柱接缝励磁功率：Qjc=qjcAcNc,VA铁心柱有功励磁功率：Qpc=qpcGc,W铁轭无功励磁功率：Qmy=qmyGy,VA铁轭接缝励磁功率：Qjy=qjyAyNy,VA铁轭有功励磁功率：Qpy=qpyGy,W33Q2Q2mA pAAQmA=QmⅠ－QmⅡ+AQpA33Q2Q2mA pA

QpⅡ,VAQmⅡ,WA相铁心总励磁功率：Q 0A

,VAQ2Q2mB pBBQmB=QmⅠ－4QmⅡ,VABQpBQ2Q2mB pBB相铁心总励磁功率：Q 0B

,VA33CQmC=QmⅠ－QmⅡ-CQpC=QpⅠ－QpⅡ+33

QpⅡ,VAQmⅡ,WQ2Q2mC Q2Q2mC pC0C式中 QmⅠ=Qmc+Qmy+Qjc+Qjy QmⅡ=(Qmy+Qjy)/6 ,VAQpⅠ=Qpc+Qpy ,WQpⅡ=Qpy/6 ,W

,VA则I QmⅠ则mⅠ *S U1n 1

I QmⅡmⅡ *S U2n 14、额定电压下空载电流计算折算到二次绕组的二次电流：I0A=Q0A/U2A,A I0B=Q0B/U2B,A I0C=Q0C/U2C ,A5、额定电压下空载损耗计算三相空载损耗为：P0=3QPC+2QPy ,W二、五柱铁心三相电压互感器铁心平均磁路长度及接缝数计算 见图6-5。铁心柱平均磁路长度： Lc=H,cm 主铁轭平均磁路长度：Ly=2MO,cm旁铁轭平均磁路长度：Ly=2MOb+H+Hy,cm铁心柱接缝数：Nc=1 主铁轭接缝数：Ny=2 旁铁轭接缝数：Nb=3磁通密度计算心柱磁通密度计算与单相电压感器一样。铁轭磁通密度按以下公式计算。F ABy

1f

B c ,Tc AyyBy

F B ,T1f c3f A3c旁铁轭磁通密度：B cb

2(1f)BcA ,Tb当旁铁轭截面与心柱截面一样时：B b式中 Bc ---- 心柱磁通密度,T;L

3f B2(1f) c ,Tf Bf Lb

K (主铁轭与旁铁轭载面一样时)，Kμ6-6励磁功率计算铁心柱无功励磁功率：Qmc=qmcGc,VA铁心柱接缝励磁功率：Qjc=qjcAcNc,VA铁心柱有功励磁功率：Qpc=qpcGc,W主铁轭无功励磁功率：Qmy=qmyGy,VA主铁轭接缝励磁功率：Qjy=qjyAyNy,VA主铁轭有功励磁功率：Qpy=qpyGy,W旁铁轭无功励磁功率：Qmb=qmbGb,VA旁铁轭接缝励磁功率：Qjb=qjbAbNb,VA旁铁轭有功励磁功率：Qpb=qpbGb,W3Q2Q2mA pAAQmA=QmⅠ－QmⅡ+AQpA3Q2Q2mA pA

3QpⅢ,VAQmⅢ,W3A相铁心总励磁功率：Q 0A

,VAQ2Q2mB pBBQmB=QmⅠ－4QmⅡ,VABQpBQ2Q2mB pBB相铁心总励磁功率：Q 0B

,VA33CQmC=QmⅠ－QmⅡ-CQpC=QpⅠ－QpⅡ+33

QpⅢ,VAQmⅢ,WQ2Q2mC Q2Q2mC pC0C(Q

Q

,VA323式中 QmⅠ

Q Q mc jcQ

my jyF

(Q3

Q ) ,Tjb则 ImⅠ

mⅠ*S U1n 1

I mⅡmⅡ *S U2n 14、额定电压下空载电流计算折算到二次绕组的二次电流：I0A=Q0A/U2A,A I0B=Q0B/U2B,A I0C=Q0C/U2C ,A式中 U2A---A相二次绕组额定电压；U2B---B相二次绕组额定电压；U2C---C5、额定电压下空载损耗计算三相空载损耗为：P0=3QPC+2QPyBy/Bc+2QpbBb/Bc 电压互感器空载计算按表6-2进展。表6-2 电压互感器测量绕组空载计算U1/U2 0.8 1.0 1.2

Bc ,GSBc Bc 1.2BcGc=,kg Gmc= ,VAAc=,cm2Nc=铁轭Gy=,kgAy=,cm2Ny=S2n2=

Ajc= ,VANpc= ,wBy ,GSGmy= Ajy= ,VANpy= ,w

0.8By By 1.2By(Qmc+Qmy+Qjc+Qjy)/(0.82×S2n)=(Qpc+Qpy)/(0.82×S2n)=第五节 阻抗压降计算一、双绕组电压互感器阻抗压降计算电阻压降计算〔1〕电阻计算—次绕组电阻：R

L N1a 1

, Ω 二次绕组电阻：R 2

1 S1L N,Ω2a 2 R,ΩS 2y式中 -导线电阻系数,m2m;L ,L1a 2a

--- 一、二绕组的平均匝长，m2S，S1 2R

---- 一、二绕组的导线载面积,mm----- 二次绕组引线电阻 ,Ω2y一次绕组电阻压降：U

S2nR1

100 〔〕r1 (U 2)1n二次绕组电阻压降：U

100 〔〕r2 (U 2)一、二次绕组短路电阻压降：2n=1U2 式中 S2n-----二次绕组额定负荷 ,VA漏抗压降计算漏电抗计算6－7，只有纵穿的磁力线，即所谓的纵向漏磁场。圆筒式绕组，一、二次绕组短路的漏电抗〔折算至二次绕组：0.248f(N )2KX 2n R12

[1(d 1)d

(D 2)] ,Ω12 H108

3 1

0 0 3 2 2H式中洛氏系数 K

R12

1

12 (1eH

12 ) 可由图6－8曲线查到。δ0、δ1、δ2、d0、d1、D2、Hcm.漏电抗简化计算公式：X

” 0.248 f(N

)2K2n

R12 d12 H

18 p 0p 0式中，折合后的主空隙宽度 p 0

1 3 2 ,cm、二绕组的短路漏电抗〔折算至二次绕组：7.9f(N )2K

,X ” 2n

[ 1(2l 2b 2 ) L 2(2l 2b 2 )]1、2、、112 H1081、2、、1

3 1 1 1 0 0 3 2 2 2Ω式中，主空隙平均周长Ld 02cm。

2l2

2b2

40

,cm l l d漏电抗简化计算公式：X

” 7.9f(N

)2K2n

R12

pL12 H 108 035KV承受简化计算公式计算漏电抗。对于35KV及以上的电压互感器，由于由于绕组的厚度与其直径比值较大，推举承受常用计算公式计算漏电抗。即所谓横向漏磁场。横穿磁力线产生杂散漏电抗，一、二绕组的短路漏电抗按以下公式计算。X

0.248f(N2n

)2K

R12[ 1(d

1)d

2(D

2)](112

〕,Ω12 H108

3 1

0 0

2 2 10012式中 - 杂散电抗〕12 12 ;

h H 100 ,12〔%〕

k Kp

R12

10 3

12 Hk--- 6－9a0.756－9b,c3.C.一次绕组和二次绕组漏电抗近似认为：X1 X1 X12 ”/2漏抗压降计算一次绕组漏抗压降：U

S2nX1

100 〔〕s1 (U )22n二次绕组漏抗压降：U

S2nX2

100

〔〕s2 (U )22n一、二次绕组短路漏抗压降：Ux12阻抗压降计算U z12

U U〔〕x1 〔〕(U)(U)2(U)2r12 x12二、三绕组电压互感器阻抗压降计算6－10三个绕组电磁相互关联。因此三绕组电压互感器阻抗压降计算较简单。电阻压降计算〔1〕电阻计算

R

L N1a 1

, Ω 二次绕组电阻：R 2

1 S1,ΩL2aN2 R,ΩS 2y23剩余电压绕组电阻：R 3

LaN3RS 333式中R3y

----- 剩余电压绕组引线电阻 ,ΩRS3 ------ 剩余电压绕组导线截面，mm2R一次绕组电阻等值电阻：R

R R213 23,Ω21d式中 R R(K )2R, R R(K )2R1d12 1 12 2 13 1 13 3〔2〕电阻压降计算二次绕组负荷 S2n 下，一次绕组电阻压降：S RU 2n

100,(%)r1(2)

(U )21n剩余电压绕组负荷 S3n 下，一次绕组电阻压降：1U S3nR1

100

,(%)r1(3)

(U )21nS R一次绕组等值电阻压降:Und

2n(U1n

1d 100,(%))2二次绕组电阻压降:U

S2nR2 100,(%)r2 (U )22nS R剩余电压绕组阻压降:U r3

3n 3(U 3n

100,(%)式中 ---- S3n剩余电压绕组额定负荷，VAr1s r(2) r1s r(2) 一次绕组和剩余电压绕组短路电阻压降：Ur13

U U,(%)r1(3) r3,(%)空载电阻压降：Ur10漏抗压降计算〔1〕漏电抗计算

U,(%)r1(2),(%)折算至二次绕组的一、二次绕组短路漏电抗：X

0.248f(N2n

)2K

R12[1(d

d

2(D

2)](112〕12 H2Ω

108

3 1

11 12 X

2 2 100折算至二次绕组的一次绕组漏电抗：X”1

12,Ω2折算至二次绕组的一、三次绕组短路漏电抗：X

0.248f(N2n

)2K

R13[1(d

1)d

3(D

3)](1

13〕13 H3Ω

108

3 1

13 13

3 2 100折算至二次绕组的二、三次绕组短路漏电抗：X

0.248f(N2n

)2K

[ 2(d

2) d

3(D

3)]Ω23 H2

108

3 2 H (h )2

23 23 3 3 2式中 12

k 2Kp12K

12R12

10

,(%)

(h )23 13

,(%)13 k

Kp13

R13

10 3100,(%)100100,(%)100,(%)h 2 1H2h H 3 H1Hp12

3 12

1 3 2 ,cmp13

23 2

1 3 3 ,cm一次绕组等值漏电抗：X

X ”X12

”X ”23 ,Ω漏抗压降计算

1d 2

S X ”一次绕组和二次绕组短路漏抗压降： U〔%〕

s12

2n 12(U 2n

100 ，— 次 绕 组 和 剩 余 电 压 绕 组 短 路 漏 抗 压 降 ：313U SnX313

”100

〔〕s13

(U )23nS X一次绕组等值漏抗压降：U

s1d

2n (U )22n

100

〔〕S X ”一次绕组漏抗压降：U

3n

100

〔〕n1 (U )22nUs10阻抗压降计算— 次 绕 组 和(Ur(Ur12)2(Ux12)2z12

U 〔〕— 次 绕 组 和 剩 余 电 压 绕 组 短 路 阻 抗 压 降 ：(Ur(Ur13)2(Ux13)2z13三、串级式电压互感器阻抗压降计算串级式电压互感器相当于几个三绕组电压互感器串联在一起。不同的是串级式电压互感器二次绕组和剩余电压绕组只绕在最下面一个铁心柱上，最上面一级铁心柱有两个绕组，最下面一级铁心柱有四个绕组，见图2－51。它的阻抗压降计算与上述颇为不同。图6－11排列状况。电阻压降计算电阻计算折算至二次绕组的最下面一级各绕组的电阻计算：一次绕组：R”1

L N1n S1

NN2n)2式中N1每一级一次绕N1组的匝数。二次绕组：R 2

L N2 R ，Ω12S 2y122L NK N2n .

R”[3

n 3S3

R ]〔K )3y 23

，Ω 式中―――23 N3nL NR”4

[

n 4S4

R ]K )2，Ω4y 24式中 S4----- 平衡绕组导线截面积，mm2 。24NR4y --- 平衡绕组引线电阻，Ω 。 K N2n24N4n串级式电压互感器各级的一次绕组匝数均为N1，因此各级一次绕组电阻相等。同理各级平衡绕组匝数为N4，电阻也相等。由于计算需要，应计算出一级的连耦绕组电阻：R ” 6

Lc6N6 RS 6y6

]K26

)2，Ω―――式中S6 连耦绕组导线截面积，mm2 。―――R6y

――连耦绕组引线电阻，Ω 。 K 2nN26 NN6n各级连耦绕组的电阻也相等。折算至二次绕组的串级绕组的电阻计算 空载电阻：，ΩR 1 R ”，Ω10 n 1式中 n ――串级级数即铁心柱数。— 次 绕 组 等 值 电 阻 ：R 1R1d n 1

”1

n21R3n

”(n1)(n2)R”3n 6，Ω 式中 β＝0.2.一次绕组和二次绕组短路电阻： R R R ，Ω12 1d 2一次绕组和剩余电压绕组短路电阻：

R R R”，Ω13 2d 2”，Ω空载电阻压降：U

S

R10 100〔〕r10

(U )2xnS R

〔%〕一次绕组等值电阻压降：U

r1d

2n 1d(U )22n

100，一次绕组和二次绕组短路电阻压降：U

SR R

12 100 〔〕r12一次绕组和剩余电压绕组短路电阻压降：U