第二章電力系統(tǒng)各元件的特性20100826

1、第二章第二章 電力系統(tǒng)各元件的特性和電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型目目 錄錄v第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行特性和數(shù)學(xué)模型的運(yùn)行特性和數(shù)學(xué)模型v第二節(jié)第二節(jié) 變壓器變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v第三節(jié)第三節(jié) 電力線路電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v第四節(jié)第四節(jié) 負(fù)荷負(fù)荷的運(yùn)行特性和數(shù)學(xué)模型的運(yùn)行特性和數(shù)學(xué)模型v第五節(jié)第五節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型約定約定v電壓是指線電壓電壓是指線電壓v電流是指線電流電流是指線電流v功率是三相功率功率是三相功率v阻抗、導(dǎo)納是單相的阻抗和導(dǎo)納阻抗、導(dǎo)納是單相的阻抗和導(dǎo)納U I標(biāo)幺制：S3U I有名制：S333(cos

2、sin )uiSU IUIUISPjQ S=U=I -=, ,-uiuiUUIIS P Q 復(fù)功率電壓相量，電流相量的共軛值，功率因數(shù)角，分別為視在功率、有功功率、無(wú)功功率無(wú)功功率方向的規(guī)定無(wú)功功率方向的規(guī)定v負(fù)荷負(fù)荷以以滯后滯后功率因數(shù)運(yùn)行所功率因數(shù)運(yùn)行所吸取吸取的無(wú)功功率為的無(wú)功功率為正正；以以超前超前功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)所功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)所吸取吸取的無(wú)功功率為的無(wú)功功率為負(fù)負(fù)。v發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)以以滯后滯后功率因數(shù)運(yùn)行所功率因數(shù)運(yùn)行所發(fā)出發(fā)出的無(wú)功功率為的無(wú)功功率為正正；以以超前超前功率因數(shù)運(yùn)行所功率因數(shù)運(yùn)行所發(fā)出發(fā)出的無(wú)功功率為的無(wú)功功率為負(fù)負(fù)。什么是無(wú)功？什么是無(wú)功？v無(wú)用的功？無(wú)用的功？v學(xué)習(xí)

3、什么知識(shí)時(shí)，接觸過(guò)無(wú)功？學(xué)習(xí)什么知識(shí)時(shí)，接觸過(guò)無(wú)功？v無(wú)功和有功的關(guān)系？無(wú)功和有功的關(guān)系？v無(wú)功與電力系統(tǒng)的關(guān)系？無(wú)功與電力系統(tǒng)的關(guān)系？關(guān)于無(wú)功功率的解釋關(guān)于無(wú)功功率的解釋v無(wú)功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與無(wú)功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。v無(wú)功和電壓無(wú)功和電壓關(guān)系密切（第六章的內(nèi)容）關(guān)系

4、密切（第六章的內(nèi)容）:感性感性無(wú)功不足無(wú)功不足,電壓降低電壓降低;感性無(wú)功過(guò)剩感性無(wú)功過(guò)剩,電壓升高電壓升高. 純電感元件電路純電感元件電路iuL+- - t iOuLpL電感元件在上半個(gè)周期將電能變成磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái)電感元件在上半個(gè)周期將電能變成磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái),在下半個(gè)周期將儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能釋放出來(lái)還給電源在下半個(gè)周期將儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能釋放出來(lái)還給電源.瞬時(shí)有功功率的最大值就是無(wú)功功率瞬時(shí)有功功率的最大值就是無(wú)功功率純電容元件電路純電容元件電路iuC+- - t iCOupC電容元件在上半個(gè)周期將電能變成電場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái)電容元件在上半個(gè)周期將電能變成電場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái),在下半個(gè)周期將儲(chǔ)存的電場(chǎng)能釋放出來(lái)還給

5、電源在下半個(gè)周期將儲(chǔ)存的電場(chǎng)能釋放出來(lái)還給電源瞬時(shí)有功功率的最大值就是無(wú)功功率瞬時(shí)有功功率的最大值就是無(wú)功功率RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路LCRuuLuCi+- -+- -+- - tOpLpC電感上和電容上的瞬時(shí)有功功率電感上和電容上的瞬時(shí)有功功率反向反向；電感上的無(wú)功叫做消耗感性無(wú)功，或發(fā)出容性無(wú)功；電感上的無(wú)功叫做消耗感性無(wú)功，或發(fā)出容性無(wú)功；電容上的無(wú)功叫消耗容性無(wú)功，或發(fā)出感性無(wú)功。電容上的無(wú)功叫消耗容性無(wú)功，或發(fā)出感性無(wú)功。v無(wú)功功率是電感或電容吞吐有功功率的最大無(wú)功功率是電感或電容吞吐有功功率的最大值值,是標(biāo)量是標(biāo)量,相當(dāng)于容器的容量相當(dāng)于容器的容量;v但是但是,由于電感與電容吞吐有功

6、功率步調(diào)相反由于電感與電容吞吐有功功率步調(diào)相反,因此將無(wú)功功率賦予方向因此將無(wú)功功率賦予方向:電容元件吞吐有功功率的過(guò)程電容元件吞吐有功功率的過(guò)程,稱為發(fā)出感性無(wú)稱為發(fā)出感性無(wú)功功率功功率,是感性無(wú)功功率電源是感性無(wú)功功率電源;電感元件吞吐有功功率的過(guò)程電感元件吞吐有功功率的過(guò)程,稱為吸收感性無(wú)稱為吸收感性無(wú)功功率功功率,是感性無(wú)功功率負(fù)荷是感性無(wú)功功率負(fù)荷.v有發(fā)出有發(fā)出,有吸收有吸收,構(gòu)成無(wú)功功率平衡構(gòu)成無(wú)功功率平衡.v同步電機(jī)發(fā)出感性無(wú)功同步電機(jī)發(fā)出感性無(wú)功,異步電機(jī)吸收感性無(wú)異步電機(jī)吸收感性無(wú)功功.v如果發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)都做出異步的，或都做如果發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)都做出異步的，或都做出同步的會(huì)

7、怎么樣？出同步的會(huì)怎么樣？電力系統(tǒng)各元件？電力系統(tǒng)各元件？v是電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能是電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能的四大元件：的四大元件：v 1.1.發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組 2.2.變壓器變壓器v 3.3.電力線路電力線路 4.4.負(fù)荷負(fù)荷各元件的特性？各元件的特性？v四個(gè)元件的電氣現(xiàn)象四個(gè)元件的電氣現(xiàn)象v四個(gè)元件在電路里，四個(gè)元件在電路里，電壓、電流、功角電壓、電流、功角、頻頻率、功率率、功率之間的關(guān)系之間的關(guān)系各元件的數(shù)學(xué)模型？各元件的數(shù)學(xué)模型？v將四個(gè)元件的電氣特性將四個(gè)元件的電氣特性用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)用電路圖表達(dá)用電路圖表達(dá)第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行特性

8、和數(shù)學(xué)模發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行特性和數(shù)學(xué)模型型v一、發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的相量圖和功角特性一、發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的相量圖和功角特性v二、隱極式發(fā)動(dòng)機(jī)組的運(yùn)行限額和數(shù)學(xué)模型二、隱極式發(fā)動(dòng)機(jī)組的運(yùn)行限額和數(shù)學(xué)模型1.發(fā)電機(jī)的運(yùn)行限額發(fā)電機(jī)的運(yùn)行限額2.發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型1.發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的相量圖發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的相量圖 QP, P q qE dx I j 0 2/ U I Q d 圖2-1 隱極式發(fā)電機(jī)的相量圖 圖2-2 隱極式發(fā)電機(jī)的功角特性曲線圖 電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的關(guān)系功角與有功，無(wú)功的關(guān)系功角與有功，無(wú)功的關(guān)系隱極式發(fā)電機(jī)功率特性方程：隱極式發(fā)電機(jī)功率特性方程： ddqdqxUx

9、UEQxUEP2cossin二隱極發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行限額和數(shù)學(xué)二隱極發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行限額和數(shù)學(xué)模型模型 P B C qNE N dNxI j N NU O N O b Q NI 圖2-3 隱極式發(fā)電機(jī)組相量圖 P B T S )(dNqNxUE )(dNdNxUxI F )(dNNxUU O O Q NI 圖2-4 隱 極 式 發(fā) 電 機(jī) 組 運(yùn) 行 極 限 圖 決定隱極式發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限的因素決定隱極式發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限的因素v定子繞組溫升約束。定子繞組溫升約束。取決于發(fā)電機(jī)的視取決于發(fā)電機(jī)的視在功率。以在功率。以O(shè)點(diǎn)為圓點(diǎn)為圓心，以心，以O(shè)B為半徑的為半徑的圓弧圓弧S。 P B T S )(dNq

10、NxUE )(dNdNxUxI F )(dNNxUU O O Q NI 圖 2-4 隱極式發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限圖 2.勵(lì)磁繞組溫升約束勵(lì)磁繞組溫升約束。取決。取決于發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)。以于發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)。以O(shè)點(diǎn)為圓心，以點(diǎn)為圓心，以O(shè)B為半為半徑的圓弧徑的圓弧F。 P B T S )(dNqNxUE )(dNdNxUxI F )(dNNxUU O O Q NI 圖 2-4 隱極式發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限圖 3.原動(dòng)機(jī)功率約束原動(dòng)機(jī)功率約束。即。即發(fā)電機(jī)的額定功率。發(fā)電機(jī)的額定功率。直線直線BC。 P B T S )(dNqNxUE )(dNdNxUxI F )(dNNxUU O O Q NI 圖 2-4

11、隱極式發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限圖 C4.其他約束其他約束。當(dāng)發(fā)電。當(dāng)發(fā)電機(jī)以超前功率因數(shù)機(jī)以超前功率因數(shù)運(yùn)行的場(chǎng)合。綜合運(yùn)行的場(chǎng)合。綜合為為圓弧圓弧T。 P B T S )(dNqNxUE )(dNdNxUxI F )(dNNxUU O O Q NI 圖 2-4 隱極式發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限圖 發(fā)電機(jī)運(yùn)行極限總結(jié)發(fā)電機(jī)運(yùn)行極限總結(jié) P B T S )(dNqNxUE )(dNdNxUxI F )(dNNxUU O O Q NI 圖 2-4 隱極式發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限圖 發(fā) 電 機(jī) 運(yùn) 行 極 限是:OA,AB,BC,虛線TACv電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型：發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型： 通常以

12、兩個(gè)變量表示，通常以兩個(gè)變量表示，(1)即發(fā)出的有功功率即發(fā)出的有功功率P和端電壓和端電壓U的大小的大小,在潮流計(jì)在潮流計(jì)算中叫算中叫PV節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)；(2)發(fā)出的有功功率發(fā)出的有功功率P和無(wú)功功率和無(wú)功功率Q的大小，在潮流的大小，在潮流計(jì)算中叫計(jì)算中叫PQ節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)。第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v在穩(wěn)態(tài)分析中變壓器如何建模在穩(wěn)態(tài)分析中變壓器如何建模v如何將變壓器磁路轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐啡绾螌⒆儔浩鞔怕忿D(zhuǎn)變?yōu)殡娐穠變壓器等值參數(shù)如何求取變壓器等值參數(shù)如何求取第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v三

13、繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu)v變壓器的主要結(jié)構(gòu)：變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵芯鐵芯和和繞組繞組。v鐵芯是變壓器的磁路部分；鐵芯是變壓器的磁路部分；v繞組是變壓器的電路部分。繞組是變壓器的電路部分。鐵芯，通常用鐵芯，通常用0.35mm厚表面涂有絕緣漆的厚表面涂有絕緣漆的硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。繞組，一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞繞組，一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞線模上繞制而成線模上繞制而成三者關(guān)系：NNNNNNNNNNIUIUS:IUIUS:221122113

14、3三相單相)kV(UUNN21和額定電壓指長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓指長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓.,UU,U1NN1N電壓對(duì)三相變壓器指的是線二次的開(kāi)路電壓是指一次側(cè)加電壓是指加在一次側(cè)的額定2)kVA(SN額定容量指銘牌規(guī)定的額定使用條指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。件下所能輸出的視在功率。)A(IINN21和額定電流指在額定容量下，允許長(zhǎng)期通過(guò)指在額定容量下，允許長(zhǎng)期通過(guò)的額定電流。在三相變壓器中指的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流。的是線電流。變壓器額定值 變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒(méi)電聯(lián)系。在

15、一兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒(méi)電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZdtdNedtdNe2211 只要一、二只要一、二次繞組的匝數(shù)不次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改同，就能達(dá)到改變壓的目的。變壓的目的。變壓器工作原理1U1E1E20U0I)(2I11U2U1u2u02E10RI1U0I100NIF1E011E2E單相變壓器空載運(yùn)行單相變壓器空載運(yùn)行變壓器等值電路變壓器等值電路v變壓器一、二次側(cè)沒(méi)有電路關(guān)系，只有磁路變壓器一

16、、二次側(cè)沒(méi)有電路關(guān)系，只有磁路關(guān)系。關(guān)系。v關(guān)鍵：如何將磁路關(guān)系用電路來(lái)代替？關(guān)鍵：如何將磁路關(guān)系用電路來(lái)代替？雙繞組變壓器雙繞組變壓器T型等值電路型等值電路2r1I1U1x1rLZ2x12EE2UmI2Imrmx雙繞組變壓器雙繞組變壓器型等值電路型等值電路2r1I1U1x1rLZ2x2UmI2Imrmx電力系統(tǒng)分析中的變壓器模型電力系統(tǒng)分析中的變壓器模型1I1UTRLZTjX2UmITGTjB2I12121TTTTTmmRrrXxxYGjBrjx變壓器的參數(shù)變壓器的參數(shù):,.?TTTTRXGB變壓器的參數(shù)如何計(jì)算這四個(gè)參數(shù)通過(guò)短路實(shí)驗(yàn)和空載實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)計(jì)算一、一、高壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)加電壓，低

17、壓側(cè)短路；低壓側(cè)短路；二、接線圖WAV*KK,P ,UNI三、通過(guò)調(diào)節(jié)高壓側(cè)電壓讓低壓側(cè)電流達(dá)到額定值 ，此時(shí)讀功率表，得到短路損耗讀電壓表，得到短路電壓由于外加電壓很小，主磁通由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為短路損耗就是銅損損，認(rèn)為短路損耗就是銅損變壓器的短路實(shí)驗(yàn)由短路實(shí)驗(yàn)的短路功率求電阻由短路實(shí)驗(yàn)的短路功率求電阻221000 kNTNPURS如果單位用kW,kV,MVA,則1UNIbI1ITRTjX0ITGTjBgI2222222233()3 NNCuNTTTNNNkNkTTNNSSPI RRRUUSPUPRRUS如果是基本單位：由短路實(shí)驗(yàn)的

18、短路電壓求電抗由短路實(shí)驗(yàn)的短路電壓求電抗1UNIbI1ITRTjX0ITGTjBgI3%100100 NTKkNNIXUUUU短 路 電 壓 百 分 比 的 含 義 ：NNkkNNTSUUUIUX100%100%32在電力系統(tǒng)計(jì)算中認(rèn)為，在電力系統(tǒng)計(jì)算中認(rèn)為，大容量變壓器的電抗和大容量變壓器的電抗和阻抗在數(shù)值上接近相等，阻抗在數(shù)值上接近相等，可近似如下求解：可近似如下求解：一、一、低壓側(cè)施加電壓，低壓側(cè)施加電壓， 高壓側(cè)開(kāi)路。高壓側(cè)開(kāi)路。二、接線圖WAV*100=P,INU U三、低壓側(cè)的電壓時(shí)，讀功率表得到空載損耗讀電流表，得到空載電流變壓器空載實(shí)驗(yàn)由空載實(shí)驗(yàn)的空載損耗求電導(dǎo)由空載實(shí)驗(yàn)的空載

19、損耗求電導(dǎo)NUbI1ITRTjX0ITGTjBgI變壓器電導(dǎo)對(duì)應(yīng)的是變壓器的變壓器電導(dǎo)對(duì)應(yīng)的是變壓器的鐵耗，近似等于變壓器的空載鐵耗，近似等于變壓器的空載損耗，因此變壓器的電導(dǎo)可如損耗，因此變壓器的電導(dǎo)可如下求解：下求解：201000NTUPG由空載實(shí)驗(yàn)的空載電流求電納由空載實(shí)驗(yàn)的空載電流求電納NUgI1ITRTjX0ITGTjBbI在變壓器中，流經(jīng)電納的在變壓器中，流經(jīng)電納的電流和空載電流在數(shù)值上電流和空載電流在數(shù)值上接近相等，其求解如下：接近相等，其求解如下：00002%,1003%= 10010033NbTbgNbNNNNTNTNNUIIBIIIIIIUSISIBIBUU電納中的電流則將

20、帶入，得需要注意的問(wèn)題需要注意的問(wèn)題v各變量和參數(shù)的單位：各變量和參數(shù)的單位：kV,kW,MVA, ,S,S；vU UN N選哪一側(cè)，則參數(shù)就是那一側(cè)的參數(shù)；選哪一側(cè)，則參數(shù)就是那一側(cè)的參數(shù)；v參數(shù)都是單相參數(shù)；參數(shù)都是單相參數(shù)；v變壓器等值電路中變壓器等值電路中Y YT T=G=GT T- -jBjBT T有減號(hào)，而輸電有減號(hào)，而輸電線路的導(dǎo)納線路的導(dǎo)納Y=G+jBY=G+jB有加號(hào)；有加號(hào)；v可用三相勵(lì)磁功率代表勵(lì)磁支路，可用三相勵(lì)磁功率代表勵(lì)磁支路，P P0 0由銘牌由銘牌給出；給出；v勵(lì)磁支路放在電源側(cè)；勵(lì)磁支路放在電源側(cè)；二二.三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型

21、3TZTY2TZ1TZ問(wèn)題：1.如何做短路和空載實(shí)驗(yàn)?2.做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)?3.如何求取參數(shù)變壓器的容量與繞組的容量變壓器的容量與繞組的容量v變壓器容量變壓器容量(SN)與繞組容量與繞組容量(SN1/ SN2/ SN3)不不一定相等一定相等.v若變壓器容量若變壓器容量100(%),則繞組額定容量比有則繞組額定容量比有: 100/100/100、100/50/100、100/100/50等等100/100/100僅供僅供升壓升壓變壓器選用變壓器選用.變壓器的容量與繞組的容量變壓器的容量與繞組的容量v三個(gè)繞組容量搭配關(guān)系三個(gè)繞組容量搭配關(guān)系,并不是說(shuō)三繞組變壓并不是說(shuō)三繞組變壓器按此比例傳遞功率器按此比

22、例傳遞功率,而只是代表每個(gè)繞組而只是代表每個(gè)繞組傳傳遞功率的能力遞功率的能力.v在具體運(yùn)行時(shí)在具體運(yùn)行時(shí),遵守能量守恒定律遵守能量守恒定律v如如100/100/50,當(dāng)高壓輸入當(dāng)高壓輸入100%額定容量時(shí)額定容量時(shí),中、低壓各輸出中、低壓各輸出50%,或中壓輸出或中壓輸出100%，低，低壓不輸出。壓不輸出。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)3TZTY2TZ1TZ空載實(shí)驗(yàn)：在一次側(cè)加空載實(shí)驗(yàn)：在一次側(cè)加電源電源UN，二、三次側(cè)開(kāi)，二、三次側(cè)開(kāi)路，得到路，得到P0和和I0%.導(dǎo)納導(dǎo)納的求法的求法與雙繞組與雙繞組相同相同短路實(shí)驗(yàn)：一側(cè)加電源，一側(cè)短路，一側(cè)開(kāi)路。做短路實(shí)驗(yàn)：一側(cè)加電源，一側(cè)短路，一側(cè)開(kāi)路。做三個(gè)短三個(gè)

23、短路路實(shí)驗(yàn)，得到三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下實(shí)驗(yàn)，得到三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下,如何求阻抗如何求阻抗?(1 2)(1 2)(2 3)(2 3)(3 1)(3 1),%;,%;,%KKKKKKPUPUPU求電阻求電阻R1, R2, R3(繞組容量繞組容量100/100/100)123,KKKPPP如何求各繞組對(duì)應(yīng)的短路損耗？1()1(1 2)(1 3)(2 3)(1 2)1221()(2 3)232(1 2)(2 3)(3 1)21()(3 1)313(3 1)(2 3)(1 2)2PPPPkkkkKKKPPPPKKKkkkkPPPPKKKkkkkPPPPPPPPP由得到求電阻求電阻R1, R2, R3(繞組容量繞

24、組容量100/100/100)211222222332, 1000 , 1000 1000kNTNkNTNkNTNP URSP URSP URS求電阻求電阻R1, R2, R3(繞組容量繞組容量100/100/50或或100/50/100)v做短路實(shí)驗(yàn)時(shí)做短路實(shí)驗(yàn)時(shí),是一對(duì)繞組中容量較小的一方達(dá)到它是一對(duì)繞組中容量較小的一方達(dá)到它本身的額定電流，即本身的額定電流，即IN/2時(shí)的值。時(shí)的值。v要?dú)w算為額定電流時(shí)的短路損耗。要?dú)w算為額定電流時(shí)的短路損耗。)32(2)32()32()21(2)21()21(4)2/(4)2/(kNNkkkNNkkPIIPPPIIPPv按最大短路損耗求解（與變壓器容量

25、比無(wú)關(guān)）按最大短路損耗求解（與變壓器容量比無(wú)關(guān)） 指兩個(gè)指兩個(gè)100%容量繞組中流過(guò)額定電流，另容量繞組中流過(guò)額定電流，另一個(gè)一個(gè)100%或或50%容量繞組空載時(shí)的損耗。容量繞組空載時(shí)的損耗。 根據(jù)根據(jù)“按同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積按同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積”的變的變壓器的設(shè)計(jì)原則：壓器的設(shè)計(jì)原則： max.kP%)100(%)50(22max.%)100(22000TTNNkTRRSUPR按同一電流密度選擇導(dǎo)線截面積按同一電流密度選擇導(dǎo)線截面積v這是變壓器繞組的選擇原則。流過(guò)的電流大，這是變壓器繞組的選擇原則。流過(guò)的電流大，則繞組的截面積大，電阻?。欢鬟^(guò)的電流則繞組的截面積大

26、，電阻??；而流過(guò)的電流小，則繞組的截面積小，電阻大。小，則繞組的截面積小，電阻大。按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇導(dǎo)線的截面面按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇導(dǎo)線的截面面積積 v選擇導(dǎo)線既要考慮經(jīng)濟(jì)性，又要考慮安全性。導(dǎo)線選擇導(dǎo)線既要考慮經(jīng)濟(jì)性，又要考慮安全性。導(dǎo)線截面大，線損就小，但會(huì)增加投資；導(dǎo)線截面小，截面大，線損就小，但會(huì)增加投資；導(dǎo)線截面小，線損就大，滿足不了今后發(fā)展的需要，而且安全系線損就大，滿足不了今后發(fā)展的需要，而且安全系數(shù)降低。在實(shí)際工作中，最好的辦法就是按經(jīng)濟(jì)電數(shù)降低。在實(shí)際工作中，最好的辦法就是按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇導(dǎo)線的截面面積。流密度來(lái)選擇導(dǎo)線的截面面積。v經(jīng)濟(jì)電流密度就是使輸電導(dǎo)線在運(yùn)行中，

27、電能損耗、經(jīng)濟(jì)電流密度就是使輸電導(dǎo)線在運(yùn)行中，電能損耗、維護(hù)費(fèi)用和建設(shè)投資等各方面綜合起來(lái)是最經(jīng)濟(jì)的。維護(hù)費(fèi)用和建設(shè)投資等各方面綜合起來(lái)是最經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)不同的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，選用不同的材根據(jù)不同的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，選用不同的材質(zhì)和每平方毫米通過(guò)的安全電流值。質(zhì)和每平方毫米通過(guò)的安全電流值。 2. 電抗電抗v根據(jù)變壓器排列不同，對(duì)所提供的短路電壓做些處理：根據(jù)變壓器排列不同，對(duì)所提供的短路電壓做些處理： 然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電阻然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電阻 一般來(lái)說(shuō)，所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過(guò)歸算的一般來(lái)說(shuō)，所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過(guò)歸算的%)%

28、(21%)%(21%)%(21%)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUUNNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX100% ,100% ,100%233222211短路電壓歸算問(wèn)題短路電壓歸算問(wèn)題%2%2%)32()32()13()13(KKKKUUUUv當(dāng)三繞變壓器容量比是當(dāng)三繞變壓器容量比是100/100/50或或100/50/100,如果短路電壓沒(méi)有經(jīng)過(guò)歸算如果短路電壓沒(méi)有經(jīng)過(guò)歸算,則要進(jìn)則要進(jìn)行歸算行歸算:例如例如100/100/50,三繞組變壓器繞組的排列方式三繞組變壓器繞組的排列方式v按三個(gè)

29、繞組排列方式的不同有兩種不同的結(jié)按三個(gè)繞組排列方式的不同有兩種不同的結(jié)構(gòu)：構(gòu)： 升壓結(jié)構(gòu)：中壓內(nèi)，低壓中，高壓外升壓結(jié)構(gòu)：中壓內(nèi)，低壓中，高壓外 降壓結(jié)構(gòu)：低壓內(nèi)，中壓中，高壓外降壓結(jié)構(gòu)：低壓內(nèi)，中壓中，高壓外為什么這樣排列？為什么這樣排列？va.考慮絕緣和分接開(kāi)關(guān)的處理，所以考慮絕緣和分接開(kāi)關(guān)的處理，所以高壓繞高壓繞組在最外層組在最外層 vb.根據(jù)功率傳輸方向或限制短路電流的要求，根據(jù)功率傳輸方向或限制短路電流的要求，中、低壓繞組均可排在中層中、低壓繞組均可排在中層。中低壓繞組的排列中低壓繞組的排列v升壓變壓器：中壓繞組最靠近鐵芯，低壓繞組居中，升壓變壓器：中壓繞組最靠近鐵芯，低壓繞組居中，

30、電能從低壓流向中壓和高壓側(cè)，低電能從低壓流向中壓和高壓側(cè)，低-中，低中，低-高短路高短路阻抗分布均勻。阻抗分布均勻。v降壓變壓器：低壓繞組最靠近鐵芯，中壓繞組居中，降壓變壓器：低壓繞組最靠近鐵芯，中壓繞組居中，電能從高壓流向中壓和低壓，應(yīng)該高壓居中，但由電能從高壓流向中壓和低壓，應(yīng)該高壓居中，但由于考慮絕緣，分解開(kāi)關(guān)的處理的原因，高壓只能在于考慮絕緣，分解開(kāi)關(guān)的處理的原因，高壓只能在最外層。從短路阻抗的大小來(lái)說(shuō)，中，低壓繞組無(wú)最外層。從短路阻抗的大小來(lái)說(shuō)，中，低壓繞組無(wú)論哪個(gè)排在最里面都可以，但從絕緣處理的角度，論哪個(gè)排在最里面都可以，但從絕緣處理的角度，低壓排在最里面更好。低壓排在最里面更好

31、。變壓器銘牌的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？變壓器銘牌的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？v（1）額定容量額定容量：變壓器長(zhǎng)時(shí)間所能連續(xù)輸出的最大功率。：變壓器長(zhǎng)時(shí)間所能連續(xù)輸出的最大功率。單位是單位是kVA。v（2）額定電壓額定電壓：變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電：變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓（銘牌值為中間分接頭的值）。單位是壓（銘牌值為中間分接頭的值）。單位是kV。v（3）額定電流額定電流：變壓器在額定電壓下允許長(zhǎng)期通過(guò)的電：變壓器在額定電壓下允許長(zhǎng)期通過(guò)的電流。單位是流。單位是A。v（4）容量比容量比：變壓器各側(cè)繞組額定容量之比。（各側(cè)的：變壓器各側(cè)繞組額定容量之比。（各側(cè)的額定容量不一定相同）。額

32、定容量不一定相同）。v（5）電壓比電壓比：變壓器各側(cè)額定電壓之比。：變壓器各側(cè)額定電壓之比。v（6）阻抗阻抗（或短路）電壓（或短路）電壓（%）：把變壓器二次繞組短）：把變壓器二次繞組短路，在一次繞組上逐漸升壓到二次繞組的短路電流達(dá)額定路，在一次繞組上逐漸升壓到二次繞組的短路電流達(dá)額定值時(shí)，一次繞組所施加的電壓值。常用額定電壓的百分?jǐn)?shù)值時(shí)，一次繞組所施加的電壓值。常用額定電壓的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。來(lái)表示。變壓器銘牌的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？變壓器銘牌的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？v（7）短路損耗短路損耗（即銅損）：（即銅損）： 把變壓器二次繞組短路，在把變壓器二次繞組短路，在一次繞組通入額定電流時(shí)變壓器消耗的功率。單位是一次繞組通入額定電流時(shí)變壓器消耗的功率。單位是kW。v（8）空載損耗空載損耗（即鐵損）：變壓器在額定電壓下，二次（即鐵損）：變壓器在額定電壓下，二次空載（開(kāi)路）時(shí)變壓器鐵芯（勵(lì)磁和渦流）所產(chǎn)生的損耗?？蛰d（開(kāi)路）時(shí)變壓器鐵芯（勵(lì)磁和渦流）所產(chǎn)生的損耗。單位是單位是kW。v（9）空載電流空載電流（%）：變壓器在額定電壓下，二次空載）：變壓器在額定電壓下，二次空載（開(kāi)路）時(shí)在一次繞組通過(guò)的（勵(lì)磁）電流。常用額定電（開(kāi)路）時(shí)在一次繞組通過(guò)的