【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 rator and the distribution circuits and are usually rated at 500 kVA and above. The plexity of the system leads to a variety of transmission and distribution voltages. Power transformers must be used at each of these points where there is a transition between voltage levels. Power transformers are selected based on the application. Power transformers are available for stepup operation, primarily used at the generator and referred to as generator stepup (GSU) transformers, and for stepdown operation, mainly used to feed distribution circuits. Power transformers are available as a single phase or three phase apparatus. The construction of a transformer depends upon the application, with transformers intended for indoor use primarily drytype but also as liquid immersed and for outdoor use usually liquid immersed. 53 2022/5/27 ? 變壓器有雙繞組變壓器 、 三繞組變壓器 、自耦變壓器 、 分裂變壓器等 。 變壓器的參數(shù)包括電阻 、 電導(dǎo) 、 電抗和電納 ， 這些參數(shù)要根據(jù)變壓器銘牌上廠家提供的 短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)和空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)求取 。 變壓器一般都是三相的 ， 在正常運(yùn)行的情況下 ， 由于三相變壓器是 均衡對(duì)稱 的電路 ， 因此等值電路可以只用一相代表 。 下面以電機(jī)學(xué)為基礎(chǔ) ， 討論變壓器的參數(shù)和等值電路 。 54 2022/5/27 短路電阻 Rk 短路電抗 Xk 勵(lì)磁電導(dǎo) Gm 勵(lì)磁電納 Bm 51頁(yè) 短路阻抗 Zk= Rk+jXk， 短路實(shí)驗(yàn) (shortcircuit test)：一般高壓側(cè)加電源 ， 低壓側(cè)短路 。 使一二次電流達(dá)到額定值為止 ， 外加 一次側(cè)電壓很低 ， 與其額定電壓的百分比稱為短路電壓百分比 。 勵(lì)磁阻抗 Zm= Rm+jXm， 空載實(shí)驗(yàn) (opencircuit test)： 一次側(cè)加交流電源 ， 二次側(cè)開路 。 55 2022/5/27 雙繞組變壓器等值電路如圖所示 11m m mm m mY G jBZ R jX? ? ? ?? T 形等效電路 ?形等效電路 1．雙繞組變壓器（三相 → 每相計(jì)算） 勵(lì)磁支路 折算后的一二次繞組 56 2022/5/27 雙繞組變壓器采用 Γ型等效電路，如圖所示。 35kV及以下的變壓器， 勵(lì)磁支路 可忽略不計(jì)，可用簡(jiǎn)化等效電路。 圖 雙繞組變壓器的等效電路 a） Γ型等效電路 b）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路 c）簡(jiǎn)化等效電路 注意： 變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相反 ， 前者為負(fù) ， 后者為正；因?yàn)榍罢邽楦行?， 后者為容性 。 57 2022/5/27 ?短路電阻 Rk：高低繞組總電阻 在變壓器短路試驗(yàn)中所測(cè)得的 短路損耗 △ PK， 近似等于額定電流流過(guò)變壓器時(shí)一 、 二次繞組中的 總銅耗 （ 負(fù)載損耗 ） copper losses（ 短路時(shí)變壓器從電源的輸入功率 ） ， 即 23Cu223323 1 03 1 0 1 03k N kNNkkNNP P I RSSRRUU???? ? ? ? ???? ? ? ?????232 10kNkNPURS???所以 每相短路電阻為 （ Ω） PK用 KW， 額定容量 SN用 kVA， UN用千伏 。 額定線（相）電流 三相額定容量 58 2022/5/27 ?短路電抗 Xk： 即經(jīng)折算后一 、 二次繞組的總漏抗 leakage flux，它可以直接按 短路電壓百分比 Uk%求得 。 在短路試驗(yàn)中 ， 短路電壓等于變壓器阻抗在額定電流下產(chǎn)生的壓降 ， 即 由于 323% 1 0 01 0 1 0NkNkNNkI Z SUZUU? ? ??221 0 %(1 0 %)()N k N kkNNkkU U U UZSSXZ? ? ??大 型 變 壓 器 ， 繞 組 電 抗 繞 組 電 阻 ，對(duì)小容量變壓器， 則 21 0 %NkkNUUZS?22k k kX Z R??所以 SN用 kVA， UN用千伏 。 Uk%是變壓器通過(guò)額定電流時(shí)在阻抗上產(chǎn)生的電壓降與額定電壓之比的百分比 。 59 2022/5/27 ?勵(lì)磁電導(dǎo) Gm： 變壓器 空載試驗(yàn)時(shí) ，繞組銅損耗很小，所得變壓器 空載損耗△ P0近似等于鐵芯損耗 ，因此，勵(lì)磁電導(dǎo)可由空載損耗求得 (空載時(shí)的輸入功率 ) 3233 02213101()310 10 ( )FemNFeNNPGUPPsUU????????? ? ? ?磁滯損耗 +渦流損耗 Hysteresis losses+ eddy current losses 所消耗的有功功率 60 2022/5/27 ?勵(lì)磁電納 Bm： 302 10mNQBU????10010033100% 0000 ???????NNNNN SQIUIUIIINSIQ100%00 ??502% 10NmNISBU???變壓器的 電納是用來(lái)表征變壓器的勵(lì)磁特性的 。 由于變壓器的空載電流包含有功分量和無(wú)功分量，與勵(lì)磁功率對(duì)應(yīng)的是無(wú)功分量。 由于有功分量很小 ，無(wú)功分量和空載電流在數(shù)值上幾乎相等， Ib＝ I0，而 所以 （ S） 由 得： 因此 （ S） 說(shuō)明： 以上各式中， U 、 S、 P、 Q、的單位分別為 kV、 kVA、kW和 kvar。 03, 3()3Nbb m mNbNUII B BU Q I U?? ?? 勵(lì) 磁 功 率61 2022/5/27 【 例 52】 有一臺(tái) 110/10千伏 、 容量 SN為 20220千伏安的三相雙繞組變壓器 ， 其短路損耗 △ Pk為 135千瓦 ， 空載損耗△ P0為 22千瓦 ， 短路電壓百分比為 Uk%=， 空載電流百分比 I0%=， 試計(jì)算變壓器等值阻抗與導(dǎo)納 。 解：計(jì)算變壓器阻抗 （ 歸算到 110千伏電壓側(cè) ） 1） 串聯(lián)短路電阻 23 232210 13 5 11 0 10 4. 0820220kNkNPURS?? ??? ? ? ?2） 串聯(lián)短路電抗 ? ?221 0 1 0 .5 1 1 01 0 %6 3 .5 2 520220NkkkNkUUXSXR????????62 2022/5/27 3）勵(lì)磁回路（并聯(lián)）導(dǎo)納 ? ? ? ?3360222 2 1 01 0 1 .8 2 1 0110T NPGSU???? ?? ? ? ? ?高? ? ? ?555022% 2 .8 2 0 0 0 0 1 01 0 4 .6 3 1 0110NTNISBSU?????? ? ? ? ?高4)勵(lì)磁回路（并聯(lián)）電納 63 2022/5/27 ? 在工程計(jì)算中 ， 因變壓器的電壓變化不太大 ，往往將變壓器的勵(lì)磁支路以額定電壓下的勵(lì)磁功率來(lái)代替 （ 便于進(jìn)行潮流計(jì)算 ） ， 于是變壓器的等值電路又可用下圖表示 。 00300MW1000%1 0 M v a r100NPPISQ???? ????? ? ???（ ）（ ）其中勵(lì)磁功率損耗為： 64 2022/5/27 Summary（專業(yè)英語(yǔ)教材變壓器 part 3） 65 2022/5/27 The easiest effect to model is the copper losses. Copper losses are resistive losses in the primary and secondary windings of the transformer core. They are modeled by placing a resistor Rp in the primary circuit of the transformer and a resistor Rs in the secondary circuit. The leakage flux will be modeled by primary and secondary inductors. How can the core excitation effects be modeled? The magization current im is a current proportional (in the unsaturated region) to the voltage applied to the core, and lagging the applied voltage by 90176。 ， so it can be modeled by a reactance Xm connected across the primary voltage source. The coreloss current in+e is a current proportional to the voltage applied to the core that is in phase with the applied voltage, so it can be modeled by a resistance Rc connected across the primary voltage source. 66 2022/5/27 ２．三繞組變壓器 三繞組變壓器的等效電路如圖所示。 圖 三繞組變壓器的等效電路 a）勵(lì)磁回路用導(dǎo)納表示 b）勵(lì)磁回路用功率表示 67 2022/5/27 按三個(gè)繞組容量比的不同有三種不同的類型： 100/100/100、 100/50/100、 100/100/50 按三個(gè)繞組排列方式的不同有兩種不同的結(jié)構(gòu)： 降壓結(jié)構(gòu)：高壓外，中壓中，低壓內(nèi) 升壓結(jié)構(gòu)：高壓外，低壓中，中壓內(nèi) 低壓 中壓 高壓 降壓變壓器 中壓 低壓 高壓 升壓變壓器 68 2022/5/27 輸電線的等值電路 Equivalent circuit of Transmission Line 69 2022/5/27 ?電力線路的數(shù)學(xué)模型是以 電阻 、 電抗 、 電納和電導(dǎo)來(lái)表示線路的等值電路 。 ?均勻分布 ?對(duì) 300km以下架空線路可采用集中參數(shù)簡(jiǎn)化 1 1 1 1 R r l X x l G g l B b l? ? ? ?70 2022/5/27 2．輸電線路的等效電路 ?一字型等效電路 ： 用 于 長(zhǎng) 度 不 超 過(guò) 100km 的架空線路（ 35kV及以下 ） 和線路不長(zhǎng)的電纜線路 （ 10kV及以下 ） 。 不考慮線路的分布參