第3节 电力变压器的电气参数和等值电路

S , Pk ( 23) Pk' ( 23) N Pk (13) P S 3 SN SN ' ' U k (13) % U k (13) % S ,U k ( 23) % U k ( 23) % S 3 3
2 Uk % U N ZT 103 100 S N 2 U k %U N 10 SN
2 U k %U N XT 10 SN
SN 2 100 UN
RT X T
式中ＵN ——变压器额定电压，kV； ＳN ——变压器额定容量，kVA； ＺT、ＸT ——Ω
空载试验 空载试验是把变压器的一侧开路，另一侧加额定电压。 这时测的的空载损耗包括一次绕组中的铜耗和铁心中的损耗。 由于空载电流很小，绕组中的铜耗也很小， 所以，可以近似认为空载损耗等于铁芯损耗。 空载损耗 ΔP0 空载有功损耗
' k (13)
SN S 3
2
2

1. 电阻
由于容量的不同，对所提供的短路损耗要做些处理 • 对于100/100/100 1 Pk 1 (Pk12 Pk13 Pk 23 ) 2 1 Pk 2 (Pk 12 Pk 23 Pk13 ) 2 1 Pk 3 (Pk13 Pk 23 Pk12 ) 2 然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻
式中Ｉ0%——空载电流百分数； Ｉ0——变压器空载电流，A； ＵN ——变压器额定电压，kV； ΔQ0 ——变压器空载无功损耗， kvar ； 励磁无功损耗 ＳN ——变压器额定容量，kVA； ＢT ——变压器励磁电纳，S
短路试验：负载损耗ΔPk；阻抗电压百分数Uk%
2 PkU N RT 103 2 SN
4. 电纳 在变压器中，流经电纳的电流和空载电流在 数值上接近相等，其求解如下：
I0 I0 % 100 IN
I 0 %S N Q0 100
3U N I 0 Q0 100 100 SN 3U N I N
Q0 I 0 %S N 3 BT 10 BT 103 2 UN 100 N U2
然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻 2 2 2 U k1 %U N U k 2 %U N U k 3 %U N X T1 10，X T 2 10，X T 3 10 SN SN SN 一般来说，所提供的短路电压百分比都是经过归算的
三.自耦变压器的参数和数学模型
就端点条件而言，自耦变压器可完全等值于普通变压 器，但由于三绕组自耦变压器第三绕组的容量总小于变 压器的额定容量，因此需要进行归算。 对于旧标准：
GT
空载电流百分数
Ｉ 0%
表示变压器空载电流占额定电流的百分数。
Ｉ0%
ΔQ0
BT
3. 电导 变压器电导对应的是变压器的铁耗，近似等 于变压器的空载损耗，因此变压器的电导可 如下求解：
P 3 0 GT 10 2 UN
式中ＵN ——变压器额定电压，kV； ΔＰ0 ——变压器空载损耗， kW ； 励磁有功损耗 GT ——变压器的励磁电导，S。
短路 试验 短路试验是把变压器的一侧短接，另一 侧加电压，直到短路侧的电流为额定值。
测得变压器的有功损耗为短路损耗 ΔPk 负载损耗
短路阻抗百分数， 在数值上与变压 器短路电压百分 数相等
RT
将变压器二次绕阻短路，在一次绕阻 施加电压，当二次绕阻通过额定电流 时，一次绕阻施加的电压与额定电压 之比的百分数。
Pk 31 Pk 23 IN 2 P ( ) 4 Pk'31 IN / 2
' k 31
IN 2 P ( ) 4 Pk' 23 IN / 2
' k 23
然后，按照100/100/100计算电阻的公式计算各绕组电 阻。
2. 电抗
• 根据变压器排列不同，对所提供的短路电压做些处理：
1 U k1 % (U k12 % U k13 % U k 23 %) 2 1 U k 2 % (U k12 % U k 23 % U k13 %) 2 1 U k 3 % (U k13 % U k 23 % U k12 %) 2
ห้องสมุดไป่ตู้
一、双绕组变压器 Ｔ形等 值电路 原边阻抗
双圈变 Γ形等 值电路 将励磁阻抗 用移至电源 侧，用导纳 或三相励磁 功率表示。
副边阻抗
励磁阻抗
激磁阻抗
高压侧电压在35kV及以下的配网变压器，励 磁导纳中的功率损耗较小，可以忽略不计。
在变压器铭牌或试验报告中，一般给 出短路试验和空载试验的四个参数：
空载试验：空载损耗ΔP0；空载电流百分数I0%
GT P0 103 2 UN (S) Q0 BT 103 2 UN
() 2 U %U N XT K 10 SN
式中， IN——变压器额定电流，A；UN——变压器额定电压，kV； ΔPk——变压器负载损耗，kW；SN——变压器额定容量，kVA； RT——变压器一、二次绕组的总电阻，Ω ΔP0、ΔQ0——变压器空载有功损耗和空载无功损耗，kW、kvar； I0、I0%——变压器空载电流及空载电流百分数；
二、三绕组变压器
三绕组变压器的每相有3个绕组，当1个绕组接到交流电 三绕组变压器参数的求法与双绕组基本相同， 源后，另外2个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于需 用变压器空载和短路试验结果来计算。 要2种不同电压等级的负载。发电厂和变电所通常出现3种不 三绕组的短路试验在两两绕组间进行。 同等级的电压，所以三绕组变压器在电力系统中应用比较广泛。
2 2 2 Pk1U N Pk 2U N Pk 3U N 3 3 RT 1 10 ，RT 2 10 ，RT 3 103 2 2 2 SN SN SN
• 对于100/100/50或100/50/100 首先，将含有不同容量绕组的短路损耗数据归算为额 定电流下的值。 例如：对于100/100/50
三绕组变压器等值电路，其励磁回路仿照双绕 组变压器的简化方法，可用导纳或者功率表示。 高 压 侧 中 压 侧
低 压 侧
• 按三个绕组容量比的不同有三种不同的类型： 100/100/100、100/50/100、100/100/50 • 按三个绕组排列方式的不同有两种不同的结构：
升压结构：中压内，低压中，高压外 降压结构：低压内，中压中，高压外
2 N
式中ＩN ——变压器额定电流，A； ＵN ——变压器额定电压，kV； ΔＰk ——变压器负载损耗， kW ； ＳN ——变压器额定容量，kVA； ＲT ——变压器一、二次绕组的总电阻，Ω
2.
电抗
在电力系统计算中认为，大容量变压器的电抗和阻 抗在数值上接近相等，可近似如下求解：
Uk %
3I N Z T 100 UN
第一节 电力线路的电气参数计算
变压器
是一种静止的电器，是输送交流电时所使用的一种变 电压和变电流的设备。 它通过磁路的耦合作用把交流电从 原边输送到副边，利用绕制在同一铁心上的原边绕组和副 边绕组匝数的不同，把原边绕组的电压和电流从某种数量 等级改变为副边绕组的另外一种等级。 • 变压器是电力网的主要元件之一，按其结构可以分为单相、 三相；按绕组可分为双绕组、三绕组及自耦变等；按调压 方式可分为无励磁调压和有载调压等类型。电力变压器为 三相对称元件，其等值电路和参数可以只讨论一相的。
1 某降压变压所装有一台型号为SFL1-31500/110 的变压器、变比为110/11，铭牌给出的试验数据 为：ΔPk=190kW，Ｕk％=10.5，ΔP0=31kW，Ｉ0 ％=0.7。试求该变压器折算到高压侧的参数，并 画出等值电路。
两 2 一台型号为SFL1-20000/110的电力变压器向 10kV网络供电，变压器铭牌给出的试验数据为： ΔPk=135kW，Ｕk％=10.5，ΔP0=22kW，Ｉ0％ =0.8。试求该变压器折算到高压侧的参数，并画 出等值电路。
XT
Ｕ k%
RT X T
1. 电阻
变压器的电阻是通过变压器的短路损耗，其近似等 于额定总铜耗。 我们通过如下公式来求解变压器电阻：
2 P 3I N RT 103 k
3(
SN ) 2 RT 103 3U N
2 SN RT 103 2 UN
PkU 3 RT 10 2 SN