第3章電力系統(tǒng)主設(shè)備元件(3-1)

第三章電力系統(tǒng)主設(shè)備元件

變壓器：等值電路及參數(shù)計(jì)算輸電線路：結(jié)構(gòu)及參數(shù)開關(guān)電器：種類和工作原理互感器：誤差及接線方式第1節(jié)電力變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算

雙繞組三繞組自耦按每相繞組的結(jié)構(gòu)分類1.1雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算

雙繞組變壓器Г型等值電路

雙繞組變壓器的T型等值電路變壓器額定容量SN變壓器額定電壓UN短路損耗ΔPs阻抗電壓百分?jǐn)?shù)Us%

空載損耗?P0空載電流百分?jǐn)?shù)I0%等值電路計(jì)算所用參數(shù)雙繞組變壓器Г型等值電路

說明關(guān)于參數(shù)變壓器容量為三相的總?cè)萘孔儔浩縻懪粕系碾姎鈪?shù)：損耗是三相總損耗、百分?jǐn)?shù)是相對(duì)于相電壓（電流）的百分比計(jì)算所得變壓器等值電路中的參數(shù)指的是每一相的參數(shù)等值電路：Г型和Π型。重點(diǎn)為Г型僅討論三相對(duì)稱運(yùn)行的情況1.1.1電阻計(jì)算

試驗(yàn)條件：一側(cè)短路，另一側(cè)加壓直到其電流達(dá)到額定值試驗(yàn)結(jié)果：外施電壓（阻抗壓降）Us

輸入功率（即短路損耗）ΔPs

短路試驗(yàn)接線示意圖短路試驗(yàn)等值電路等值電路計(jì)算電路電阻的計(jì)算公式IN為變壓器的額定電流，AUN為變壓器的額定電壓，kVSN為變壓器的額定容量，kVA

RT為變壓器的短路電阻，?1.1.2電抗計(jì)算

IN為變壓器的額定電流，AUN為變壓器的額定電壓，kVSN為變壓器的額定容量，kVAXT為變壓器的短路電抗，?注意：短路電阻、電抗都是指歸算到某一側(cè)額定電壓的兩側(cè)繞組的總電阻、總電抗，表征繞組的特性

短路試驗(yàn)等值電路1.1.3電導(dǎo)計(jì)算

試驗(yàn)條件：一側(cè)開路，在另一側(cè)加額定電壓試驗(yàn)結(jié)果：有功損耗（即空載損耗）?PO（kW）空載電流百分?jǐn)?shù)IO%空載試驗(yàn)接線圖

空載試驗(yàn)等值電路等值電路計(jì)算電路電導(dǎo)的計(jì)算公式∵?PO≈?PFe1.1.4電納計(jì)算

空載試驗(yàn)等值電路∴I0≈IB

空載電流相量圖電納計(jì)算公式電納和電導(dǎo)是反應(yīng)鐵心（激磁）特性的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問題各參數(shù)的單位等值電路中各參數(shù)的物理意義額定電流IN，A額定電壓UN，kV額定容量SN，kVA損耗，kW電阻、電抗，?電導(dǎo)、電納，S1.2三繞組變壓器參數(shù)計(jì)算

作用：用于連接三個(gè)不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：代替兩臺(tái)雙繞組變壓器，降低設(shè)備成本，提高供電的可靠性與靈活性。等值電路三繞組變壓器的等值電路三繞組變壓器的繞組布置示意圖（a）升壓布置（b）降壓布置1-高壓繞組；2-中壓繞組；3-低壓繞組1.2.1繞組布置與額定容量額定容量各電壓等級(jí)的容量配置可以不同

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容量比有三種類型：100（高）/100（中）/100（低）100（高）/100（中）/50（低）100（高）/50（中）/100（低）

三繞組變壓器的額定容量：三個(gè)繞組中容量最大的一個(gè)繞組的容量

1.2.2電阻計(jì)算短路試驗(yàn)時(shí)，可以通過分別在兩繞組間進(jìn)行，另一繞組開路。

三繞組變壓器的短路試驗(yàn)

依次令測(cè)得的短路損耗為△PS1-2、△PS1-3、△PS2-3，各繞組的短路損耗分別為△PS1、△PS2、△PS3

(a)對(duì)100/100/100型三繞組變壓器各個(gè)繞組的電阻為（3-12）

(b)對(duì)于100/100/50和100/50/100型三繞組變壓器

按變壓器的額定容量進(jìn)行折算SN2為繞組2的額定容量；△P’S1-2、△P’S2-3為未折算的繞組間的短路損耗；△PS1-2、△PS2-3為折算到100%繞組額定容量下繞組間的短路損耗；△P’S1-3不用折算。1.2.3電抗

國(guó)標(biāo)規(guī)定，短路電壓百分?jǐn)?shù)已經(jīng)規(guī)算到額定電流時(shí)的值

各繞組之間的短路電壓百分?jǐn)?shù)分別為：

可解得各個(gè)繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)

令各繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)分別為US1%、US2%、US3%可求得各個(gè)繞組的電抗為

（3-16）

1.2.4電導(dǎo)和電納三繞組變壓器的電導(dǎo)和電納的計(jì)算方法完全一樣三繞組變壓器的空載試驗(yàn)例3-2所得等值電路

等效電路只是數(shù)學(xué)模型，而不是物理模型

出現(xiàn)負(fù)值不意味著電抗是容性的

1.3自耦變壓器

兩側(cè)繞組間不僅有磁的耦合，而且還有電的直接聯(lián)系

節(jié)省材料，縮小體積，減輕重量，降低成本，損耗小

高壓大容量的電力系統(tǒng)中，當(dāng)電壓變比不大時(shí)常采用自耦變壓器

自耦變壓器的特點(diǎn)1.3.1自耦變壓器的連接方式和容量關(guān)系

三繞組自耦變壓器U1-高壓，U2-中壓，U3低壓

自耦變壓器的電磁關(guān)系

高壓與低壓的關(guān)系與普通變壓器一樣

高-中壓關(guān)系：空載時(shí)的電壓關(guān)系：U1/U2=N1/N2=KA

負(fù)載時(shí)的電流關(guān)系：磁動(dòng)勢(shì)應(yīng)平衡：

額定容量（又稱通過容量）

S=U1I1=U2I2=Se

計(jì)算容量（串聯(lián)繞組的容量）

S串=(U1·)I1=Se(1-)=Se(1-)公共繞組的容量

S公共=U公共I=U2I2(1-)=Se(1-)結(jié)論：串聯(lián)繞組和公共繞組的容量相等，且都小于額定容量

自耦變壓器的輸出功率

S2=U2I2=U公共I1+U公共I=S傳+S電電磁功率（感應(yīng)功率）

傳導(dǎo)功率

阻抗關(guān)系短路試驗(yàn)示意圖

∴ZAT=ZT(1-)1.3.2自耦變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)

計(jì)算容量小于額定容量

阻抗較小，故電壓變化率較小，但短路電流較大原邊遭受過電壓時(shí)會(huì)引起副邊的過電壓

當(dāng)自耦變壓器電壓變比不大時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性才較顯著

1.3.3參數(shù)計(jì)算及等值電路

與普通三繞組變壓器相同

短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)是未經(jīng)折算的數(shù)值

如容量比為100/100/50的自耦變壓器，短路電壓百分?jǐn)?shù)的折算：短路損耗的折算同前習(xí)題3-2參數(shù)OSFPSL-90000/220型自耦變壓器，容量比為100/100/50，?PO=77.7kW，?P’