變壓器阻抗計算

1、 設(shè) 計 手 冊 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算 油 浸 電 力 變 壓 器阻 抗 計 算0101 共 頁第 頁 目 錄1概述SB1-007.5第1頁1.1漏磁通及漏抗電勢SB1-007.5第1頁1.2短路阻抗SB1-007.5第1頁1.3短路阻抗允許偏差SB1-007.5第2頁2電抗分量計算SB1-007.5第2頁2.1電抗計算公式中的符號代表意義SB1-007.5第2頁2.2雙繞組變壓器電抗計算SB1-007.5第5頁2.3雙繞組有載變壓器電抗計算SB1-007.5第6頁2.4雙繞組變壓器 (高低高) 電抗計算SB1-007.5第7頁雙繞組變壓器(高低高)電抗計算方法之一SB1

2、-007.5第7頁雙繞組變壓器(高低高)電抗計算方法之二SB1-007.5第8頁2.5雙繞組變壓器 ( 高低高低 ) 電抗計算SB1-007.5第9頁2.6三繞組變壓器電抗計算SB1-007.5第10頁2.7三繞組自耦變壓器電抗計算SB1-007.5第11頁2.8雙繞組變壓器 ( 低壓Z形聯(lián)結(jié)) 電抗計算SB1-007.5第12頁2.9分裂變壓器電抗計算SB1-007.5第13頁單相分裂變壓器電抗計算SB1-007.5第13頁三相徑向分裂變壓器電抗計算SB1-007.5第14頁三相軸向分裂變壓器電抗計算SB1-007.5第15頁2.10單相旁軛有載調(diào)壓自耦變壓器（低壓勵磁）電抗計算SB1-00

3、7.5第16頁3電阻分量計算SB1-007.5第17頁4短路阻抗計算SB1-007.5第17頁 資 料 來 源 編 制 校 核 標(biāo) 審 提出部門 審 定 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 實施日期 批 準(zhǔn) 代替共 17 頁第 1 頁 設(shè) 計 手 冊 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算1 概述1.1 漏磁通及漏抗電勢 在變壓器中 , 凡沒有全部鏈著所有繞組及所有匝數(shù)的磁通稱為漏磁通。在雙繞組變壓器中, 如果其中一繞組內(nèi)有電流流過, 并產(chǎn)生磁勢, 而與其相平衡的另一繞組內(nèi)也會產(chǎn)生電流和磁勢, 從而產(chǎn)生漏磁通。并在兩個繞組中分別感應(yīng)出漏抗電勢。 雙繞組變壓器一相的漏磁分布如圖5.1所示

4、。 根據(jù)電磁感應(yīng)定律, 繞組的漏抗電勢正比于該繞組的漏磁鏈。因此, 繞組的漏抗電勢也正比于漏圖5.1 雙繞組變壓器一相的漏磁分布磁通, 即正比于產(chǎn)生它的磁勢 (安匝) , 反比于磁路的磁阻。故它取決于繞組的電流和匝數(shù), 同時也取決于繞組的幾何尺寸。 漏磁通在繞組所占據(jù)空間里流動的方向是與繞組軸向方向平行的, 常稱為縱向漏磁通。相應(yīng)的縱向漏磁通所產(chǎn)生的漏抗電勢, 稱為縱向漏抗電勢。 由于變壓器的一次、二次繞組的磁勢(安匝)總是平衡的, 但由于絕緣結(jié)構(gòu)及調(diào)壓線段等緣故, 從而沿繞組整個高度上一次、二次繞組的安匝數(shù)并不完全處于平衡狀態(tài), 即在一些區(qū)域里, 一次、二次繞組的安匝數(shù)不相等, 各等效繞組的

5、有效安匝數(shù)等于各區(qū)域內(nèi)一次、二次繞組的安匝數(shù)之差。這樣, 相當(dāng)于在繞組整個高度上交錯地排列著幾個等效繞組。某等效繞組的有效安匝數(shù)必然與其相鄰的一個或幾個區(qū)域的等效繞組的有效安匝數(shù)相平衡。而相互平衡的磁勢將產(chǎn)生漏磁通。此漏磁通在繞組所占據(jù)空間里流動的方向是與繞組軸向方向相垂直的, 稱為橫向漏磁通。橫向漏磁通所產(chǎn)生的漏抗電勢,稱為橫向漏抗電勢。 因此, 繞組的漏抗電勢, 實際上是由縱向漏抗電勢與橫向漏抗電勢兩部分組成。不過一般橫向漏抗電勢比縱向漏抗電勢小得多, 所以, 在變壓器計算中, 往往僅計算縱向漏抗電勢。但在某些大型變壓器中, 當(dāng)橫向漏抗電勢占一定比例時, 才需要計算橫向漏抗電勢。1.2 短

6、路阻抗 變壓器的短路阻抗是指在額定頻率和參考溫度下, 一對繞組中某一繞組端子之間的等效串聯(lián)阻抗 Z = R + j X()。確定此值時，另一繞組的端子短路，而其他繞組（如果有）開路。短路阻抗，它是由折到某一繞組同一匝數(shù)的兩個繞組的漏電抗之和的電抗分量及由變壓器的負(fù)載損耗計算而得的電阻分量組成。在變壓器的阻抗中, 電抗分量所占比例較大, 隨著變壓器容量的增大, 此比例也將增大。在大型變壓器中, 完全可用電抗值來代替阻抗值。對于三相變壓器, 表示為每相的阻抗。短路阻抗一般常以無量綱的相對值來表示, 即表示為該對繞組中同一繞組的參考阻抗Zref = U2Pr的分?jǐn)?shù)值(標(biāo)么值)或百分?jǐn)?shù)表示,則有: Z

7、 % = 100 Z Zref Zref = U2Pr式中: UZ和Zref 所屬的繞組的電壓(額定電壓或分接電壓) ; Pr額定容量基準(zhǔn)值。此相對值也等于短路試驗中為產(chǎn)生相應(yīng)額定電流(或分接電流)時所施加的電壓與額定電壓之比或化成百分?jǐn)?shù)表示。 第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算217 1.3 短路阻抗允許偏差 短路阻抗允許偏差, 國家標(biāo)準(zhǔn)GB 1094.1-1996 電力變壓器規(guī)定如表5.1 所示, 考慮到制造和試驗的偏差, 其短路阻抗計算值的允許偏差, 一般不超過3 %。 表5.1 短路阻抗允許偏差表項 目允許偏差 有兩個獨立繞組的變壓器，或 多繞組變壓器中規(guī)定的第一

8、對獨立繞組主 分 接 當(dāng)阻抗值10%時, 7.5 % 當(dāng)阻抗值10%時, 10 %其他分接 當(dāng)阻抗值10%時, 10 % 當(dāng)阻抗值10%時, 15 % 自耦聯(lián)結(jié)的一對繞組，或 多繞組變壓器中規(guī)定的第二對獨立繞組主 分 接 10 %其他分接 15 % 其他繞組對 15 %按協(xié)議正偏差可加大注: 第一對獨立繞組:升壓變壓器指高壓中壓繞組; 降壓變壓器指高壓低壓繞組。2 電抗分量計算2.1 電抗計算公式中的符號代表意義 f 額定頻率(Hz); IW分接的每相安匝(A); 如是單相兩柱式取每柱安匝; DR 漏磁等值總面積(cm2); 按后面相關(guān)的公式計算; 漏磁總寬度(cm); 見后面相關(guān)的圖及按相關(guān)

9、的公式計算; et 每匝電勢(V); 見線圈計算; 可按公式(2.13)計算; Hk 平均電抗高度(cm); 先按線圈計算中公式(2.21)及公式(2.24)分別計算各線圈 電抗高度, 然后再計算平均電抗高度; 按后面相關(guān)的公式計算; Bq1, Bq2, Bq3 各線圈的輻向尺寸(cm); 按線圈計算中公式(2.17)及公式(2.22)計算; A12, A13,A23, 各對線圈間主空道尺寸(cm); 按線圈計算中公式(2.26)及公式(2.27) 計算及見后面相關(guān)的圖; Rp1, Rp2, Rp3 各線圈的平均半徑(cm); 按線圈計算中公式(2.26)及公式(2.27)計算 及見后面相關(guān)的

10、圖; Rp12, Rp13, Rp23 各主空道平均半徑(cm); 按線圈計算中公式(2.26)及公式(2.27)計算 及見后面相關(guān)的圖。 Kx電抗修正系數(shù), 見表5.2表5.2 電抗修正系數(shù) ( Kx )低壓繞組聯(lián)結(jié)yn (低壓額定電壓0.4 kV)d (低壓額定電壓3kV)低壓繞組型式圓筒式(層式)雙螺旋式雙螺旋(單面出線)四螺旋(雙面出線)螺旋式連續(xù)式連續(xù)式螺旋式額定容量(kVA)301251603154005006308001000125016002000630063008000高壓額定電壓(kV)100.971.001.031.081.121.151.031.021.00 35 0.

11、930.960.991.041.081.111.031.021.00 660.90.930.961.011.051.081.031.011.001102201.00 第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算173 洛氏系數(shù); 按下式計算或查表5.3 ( , 可用等號后的近似公式計算 ) : ( 5 . 1 ) 其中: 表5.3 洛氏系數(shù).u = Hk /0.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.7.1.81.90.4960.550.5960.6340.6670.6950.7200.7410.7590.7750.7900.8020.8140.82

12、40.833.u = Hk /2.02.53.03.54.05.06.07.08.09.010152030400.8410.8730.8940.9090.9200.9360.9470.9550.9600.9650.9680.9790.9840.9890.992 s 橫向洛氏系數(shù); 線圈一側(cè)有鐵心時:按公式(5.2)計算; 線圈兩側(cè)都有鐵心時: (如殼式變壓器)按公式(5.3)計算; 圖5.2 橫向漏磁組尺寸圖s鐵心a) 線圈一側(cè)有鐵心hssb) 線圈兩側(cè)有鐵心s2鐵心s1鐵心shs 線圈一側(cè)有鐵心時: ( 5 . 2 )其中: 其它尺寸見圖5.2 線圈兩側(cè)都有鐵心(如殼式變壓器)時: ( 5

13、. 3 )其中: t導(dǎo)線絕緣(兩邊)厚度(cm); 其它尺寸見圖5.2 第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算174u 3010.51.522.5v = 0.8 v = 0.4v = 0.3v = 0.8 v = 0.2v = 0.3v = 0.2v = 0.4v = 0.05v = 0v = 0.1v = 0v = 0.1v = 0.05su 圖5.3 線圈一側(cè)有鐵心時的橫向洛氏系數(shù)s = f ( u , v )曲線 175第 頁共 頁油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算2.2 雙繞組變壓器電抗計算名 稱a)高低壓輻向均無縱向油道b)高低壓輻向均有縱向油道GYW1DY

14、W2Bq2Bq1A12I2W2I1W1Hk2Rp1Rp12Rp2Hk1DY(I)W2(I)GY(II)W1(II)DY(II)W2(II)GY(I) W1(I)Ac22A12Ac11Bq1(II)Bq2(II)Bq2(I)Bq1(I)Hk1Hk2Rp12Rp2(I)Rp22Rp2(II)Rp1(I)Rp11Rp1(II)I2W2 I1W1 線圈尺寸及磁勢圖其它符號見2.1節(jié)說明匝 數(shù) W1 = W1(I) + W1(II) ; W2 = W2(I) + W2(II)電抗高度( cm )漏磁寬度 = Bq1 + A12 + Bq2 = Bq1(I) + Ac11 + Bq1(II) + Bq2(

15、I) + Ac22 + Bq2(II) +A12洛氏系數(shù) 按公式(5.1)計算或查表5.3 按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總 面 積( cm2 )電抗 ( % ) c )高壓輻向有多個縱向油道Rp1GY(I)W1(I)GY(II)W1(II)GY(n-1)W1(n-1)GY(n)W1(n)I1W1 Bq1(n-1)Bq1(n)DY W2A12Ac11(n-1)Ac11(I)Bq2Rp12Rp2Bq1(I)I2W2Hk2Bq1(II)Hk1線圈尺寸及磁勢圖其它符號見2.1節(jié)說明 當(dāng) W 1(I) = W1(II) = W1(n)時: W1 = W1(I) + W1(II) + + W1

16、(n) = n W1(I)匝 數(shù) 當(dāng) W 1(I) = W1(II) = W1(n) ; H k1(I) = Hk1(II) = Hk1(n) 時: H k =（ HK2 + Hk1(I ) ）/ 2電抗高度 ( cm )漏磁寬度 = Bq1 + A12 + Bq2洛氏系數(shù) 按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總 面 積( cm2 )當(dāng)W 1(I) = W1(II) = = W1(n) ; B q1(I) = Bq1(II) = Bq1(n) ; H k1(I) = Hk1(II) = Hk1(n) 時 : 電抗 (%) 176第 頁共 頁油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算2.3

17、雙繞組有載變壓器電抗計算名 稱a) 有載變壓器主分接b) 有載變壓器正分接Rp1(II)Rp1(I)GY W1 (I)Hk1(I)I1W1Hk1(II)GTW1(II)DY W2A12Bq1(I)I2W2Ac11Bq1(II)Bq2Hk2Rp12Rp2Rp11GYW1DYW2Bq2Bq1A12I2W2I1W1Hk2Rp1Rp12Rp2Hk1W1 = W1(I) + W1(II)線圈尺寸及磁勢圖其它符號見2.1節(jié)說明電抗高度( cm ) 漏磁寬度 = Bq1 + A12 + Bq2 = Bq1(I) + A c11 + Bq1(II) + A12 + Bq2 洛氏系數(shù) 按公式(5.1)計算或查表

18、5.3按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總 面 積( cm2 )電抗 ( % )c) 有載變壓器負(fù)分接 I1W1 = I2W2 W2 低壓匝數(shù) W1 高壓總匝數(shù) I1W1 = I1W1(I)I1W1(II) W1 = W1(I)W1(II) W1(I)高壓I匝數(shù) W1(I) = W1(I) + W1”(I) W1(I) = W1 (II) W1”(I) = W1(I) W1(I) Bq”1(I) = B q1(I)Bq1(I)Bq1(I)Bq”1(I)A11A12Bq1(II)Bq2I1W1(I) I1W1(I) = I1W1(II)I1W1”(I) = I2W2 B q1(I)Rp1(

19、I)Rp11 Rp12Rp2Rp”1(I)Rp1(II)I2W21211Hk1(I)GT(高調(diào))W1(II) Hk1(II)DY(低壓)W2Hk2 G Y(高壓I)線圈尺寸及磁勢圖其它符號見2.1節(jié)說明電抗高度 H k11 = ( H k1 (I) H k1 (II) ) / 2 H k12 = ( H k1 (I) H k2 ) / 2 漏磁寬度 11 = Bq1 (II) + A11 + Bq1 (I) 12 = Bq”1 (I) + A12 + Bq2洛氏系數(shù) 11; 12 分別按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總面積 各對繞組電抗( % ) 總的電抗( % ) X k % = X

20、 11 % + X 12 %第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算7172.4 雙繞組變壓器 (高低高) 電抗計算雙繞組變壓器(高低高)電抗計算方法之一名 稱兩 個 漏 磁 組( 如: 高低高 結(jié) 構(gòu))I1W1 I1WG Rp12Rp13Rp3I1W3 = I2W2”I2W2GY II(高壓II)W3GY I(高壓I)W1 2312D Y (低 壓)W 2W2”W2 A12A23Bq3Bq”2Bq2Hk1Hk3Rp2Rp”2Bq1Rp1Hk2B q2線 圈 尺 寸及 磁 勢 圖其 它 符 號 見2.1 節(jié) 說 明 匝 數(shù) WG高壓總匝數(shù) WG = W1 + W3 W1 高壓I

21、匝數(shù) W3高壓 II匝數(shù) W2低壓總匝數(shù)W2 = W2 + W2” W2低壓I匝數(shù) W2”低壓II匝數(shù) 電抗高度( cm ) Hk12 = (Hk1Hk2 ) / 2 Hk23 = (Hk2Hk3 ) / 2漏磁寬度( cm ) 12 = Bq1 + A12 + Bq2 23 = Bq”2 + A23 + Bq3 洛氏系數(shù) 12; 23 分別按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總面積 (cm2 ) 各對繞組電抗 ( % ) 總的電抗 ( % ) 第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算8172.4.2 雙繞組變壓器 (高低高) 電抗計算方法之二名 稱兩 個 漏 磁 組 (

22、如: 高低高 結(jié) 構(gòu))DY (低壓)W2GY II(高壓II)W3GY I(高壓I)W1Rp13Rp12Rp23Rp3Rp2Rp1A13A12A23Bq3Bq2Bq1Hk1132312Hk3I1W1I3W3I2W2線 圈 尺 寸及 磁 勢 圖其 它 符 號 見2.1 節(jié) 說 明 匝 數(shù) 高壓總匝數(shù) WG = W1 + W3電抗高度( cm ) Hk12 = (Hk1Hk2 ) / 2 Hk13 = (Hk1Hk3 ) / 2 Hk23 = (Hk2Hk3 ) / 2漏磁寬度( cm) 12 = Bq1+ Bq2 + A12 13 = Bq1+ Bq2+ Bq3 + A12 + A23 23 =

23、 Bq2+ Bq3 + A23 洛氏系數(shù) 12; 13 ; 23 分別按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總面積 (cm2 ) 各對繞組電抗( % ) 總的電抗 ( % ) 第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算1792.5 雙繞組變壓器 (高低高低) 電抗計算G Y II (高壓II)W 3D Y I (低壓I)W 2GY I(高壓I)DY II(低壓II)W3B q3B q”3B q3 34 23 12A 34A 12A 23B q4B q2Rp34Rp4Rp1Rp2Rp”2Rp”3Rp3Rp23Rp12Hk1Hk3Hk2Hk4Bq1W2”W1W4W3”W2B q2B

24、 q”2 I3W3 I2W2I1W1 = I2W2I2W2” = I3W3”I4W4 = I3W3I3W3” = I2W2”名 稱三 個 漏 磁 組 ( 如: 高低高低 結(jié) 構(gòu))I1 = I3I2 = I4線 圈 尺 寸及 磁 勢 圖其 它 符 號 見2.1 節(jié) 說 明 匝 數(shù)高壓總匝數(shù)WG = W1 + W3 W1高壓I匝數(shù)(約為5 0% WG 左右) W3高壓II匝數(shù)(約為5 0% WG 左右) 低壓總匝數(shù)WD = W2 + W4W2 低壓I 匝數(shù)(約為7 0% WD 左右) W4 低壓II 匝數(shù)(約為3 0% WD 左右) 電抗高度( cm ) Hk12 = (Hk1Hk2 ) / 2

25、Hk23 = (Hk2Hk3 ) / 2 Hk34 = (Hk3Hk4 ) / 2漏磁寬度( cm )12 = Bq1 + A12 + Bq2 23 = Bq”2 + A23 + Bq”3 34 = Bq3 + A34 + Bq4 洛氏系數(shù)12; 23; 34 分別按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總面積 (cm2 ) 各對繞組電抗( % ) 總的電抗 ( % ) 第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算17102.6 三繞組變壓器電抗計算名 稱各對繞組均為兩個漏磁組 (如: 高中低 或 高低中 結(jié)構(gòu))Hk1Rp13Rp12Rp23Rp3Rp2Rp1GYW1ZY(DY)W

26、2DY(ZY)W3A13A12A23Bq3Bq2Bq1132312Hk3Hk2線 圈 尺 寸及 磁 勢 圖其 它 符 號 見2.1 節(jié) 說 明 電抗高度( cm ) Hk12 = (Hk1Hk2 ) / 2 Hk13 = (Hk1Hk3 ) / 2 Hk23 = (Hk2Hk3 ) / 2漏磁寬度( cm ) 12 = Bq1+ Bq2 + A12 13 = Bq1+ Bq2 + Bq3+ A12 + A23 23 = Bq2+ Bq3 + A23 洛氏系數(shù) 12; 13 ; 23 分別按公式(5.1)計算或查表5.3漏磁等值總面積 (cm2 ) 各對繞組電抗(%) 第 頁共 頁 油 浸 電 力 變 壓 器 阻 抗 計 算17112.7 三繞組