变压器的Π型等值电路知识分享
3-4变压器的等效电路
3-4 变压器的等效电路 一、T形等效电路
《电机学》 第三章 变压器
1
E E 2 1
由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用， 由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一 般可达额定电流的10～20倍。
I R jX ） ' U （ U 1 1 k k 2
《电机学》 第三章 变压器
6
3-5
变压器参数测量
一、空载实验
目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率 来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。
《电机学》 第三章 变压器
13
4）参数计算
Uk Uk Zk Ik Ik Pk Rk 2 Ik Xk Z R
2 k 2 k
对T型等效电路：
1 R1 R Rk 2 1 ' X1 X 2 X k 2
' 2
5）记录实验室的室温；
《电机学》 第三章 变压器
14
6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。
上式表明，阻抗电压就是变压器短路并且短路电流达额定 值时所一次侧所加电压与一次侧额定电压的比值，所以称 为短路电压。
短路电压电阻 (有功)分量百分值: u kR %
短路电压电 抗(无功)分量百分值:
I1N Rk 750 C U1N
100%
I1 N X k u kX % 100% U1 N
I I I 1 2 0
变压器等值电路总结
变压器总结
首先看变压器的序电抗及等值电路
1：变压器负序电抗及等值电路与正序相同
2：零序电抗及等值电路与变压器的结构以及接线方式,需要按每一种结构，每一种接线仔细分析后确定，要特别注意零序等值电路的画法
3:画变压器零序等值电路时将变压器正序等值电路中的激磁电抗Xm以零序激磁电抗Xmo代替
4：在分析经电抗接地情况时，注意接地电抗中流过的是三倍零序电流，故在等值电路中接地电抗值应以三倍表示，电阻也是三倍
电力系统各序网络的制定
对应对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须做出电力系统的各序网络.为此，应根据电力系统的接线图，中性点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势,从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。
凡是某一序电流能流通的元件,都必须包括在该网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。
例如
在这里要看懂这个复合序网图，首先分解两卷变和三卷变的各序等值电路
1:两卷
(母线端）
Jx1 jx2
正序负序零序有四种接线方式
一：三角形连接
（母线端）
Jx0
母线端
二：星行连接jx0
三：星行接地连接
Jx0
四:星形带阻抗接地
J3Xg jx0
上面的四种零序接线图简化后,就很容易整理出两两接线图
表2。
1 双绕组变压器零序等值电路
同理：）三绕组变压器
jx1 jx2
三jx3绕组正（负）序等值电路
零序与二卷变一样,所以组合方式如下图
表2。
2 三绕组变压器零序等值电路。
三绕组变压器等值电路
三绕组变压器等值电路简介三绕组变压器是一种常见的电力设备，用于将电网的电压转换为适合使用的电压。
在电力系统中，变压器扮演着重要的角色。
了解三绕组变压器的等值电路对于分析和设计电力系统至关重要。
三绕组变压器等值电路是将三绕组变压器简化为等效电路的过程。
通过等值电路，可以更好地理解和分析变压器的行为和性能。
本文将详细介绍三绕组变压器等值电路的原理、计算方法和实际应用。
原理三绕组变压器包含三个绕组，分别称为高压侧（H）、中压侧（M）和低压侧（L）。
当电流通过变压器的一个绕组时，将在其他绕组中感应出电动势。
根据法拉第定律和楞次定律，可以得出以下关系：V H N H =V MN M=V LN L=k其中，V H、V M和V L分别代表高压侧、中压侧和低压侧的电压，N H、N M和N L分别代表高压侧、中压侧和低压侧的匝数，k代表变压器的变比。
等值电路为了更好地分析和计算变压器的性能，可以将三绕组变压器等效为一个简化的等效电路。
常见的等效电路包括PI型等效电路和T型等效电路。
PI型等效电路PI型等效电路使用一个并联的电感元件（L1）、一个串联的电感元件（L2）和一个串联的电阻元件（R），如下图所示：其中，L1和R1代表高压侧的电感和电阻，L2和R2代表低压侧的电感和电阻。
等效电路中的参数可以通过实际测量或计算获得。
T型等效电路T型等效电路使用一个串联的电感元件（Lt）和一个并联的电阻元件（Rt），如下图所示：其中，Lt代表总的电感，Rt代表总的电阻。
T型等效电路的参数也可以通过实际测量或计算获得。
计算方法三绕组变压器的等效电路可以通过实际测量或计算获得。
以下是一种常用的计算方法：1.测量高压侧短路阻抗（Z H）和短路电压（U H）；2.测量低压侧短路阻抗（Z L）和短路电压（U L）；3.按比例关系计算中压侧短路阻抗（Z M）和短路电压（U M）：Z M=Z L k2U M=U L k4.根据测量结果或计算结果，选择合适的等效电路（PI型或T型）；5.根据等效电路的特性，计算出等效电路中的电感和电阻。
电力线路变压器的参数与等值电路
0.0157
0.1014 0.0157 0.41 / km
（2）三相导线等边三角形布置时
Dm D 6m
x1
0.1445lg
Dm r
0.0157
6 0.1445lg 12.6 103
0.0157
0.387 0.0157 0.403 / km
4.2.1 输电线路的参数及等值电路
4.2.2 变压器参数及等值电路
（2）试验参数
4）励磁电纳
BT
I0 %SN
U
2 N
10 5
（4-2-15）
式中 BT ——变压器的电纳，S；
I0 % ——变压器额定空载电流的百分
值；
SN ——变压器的额定容量，kVA； U N ——变压器的额定电压，kV。
4.2.2 变压器参数及等值电路
2．三绕组变压器 （1）等值电路
4.2.2 变压器参数及等值电路
（2）试验参数
1）电阻
变压器三个绕组容量比为短路试验可以得到任两
个绕组的短路损耗Pk12、Pk 23 、Pk31。由此算出每
个绕组的短路损耗 Pk1、Pk2 、Pk3 。
Pk1
Pk12
Pk 31 2
Pk 23
RT 1
Pk1U
线与大地间的分布电容所确定的。每相导线的
等值电容
C1
0.0241 106 F／km
lg Dm
（4-2-10）
r
当频率为50Hz时，单位长度的电纳为
b1
2fC1
7.58 lg Dm
106
S／km（4-2-11）
r
4.2.1 输电线路的参数及等值电路
5. 线路每相总电阻、总电抗、总电导和总电 纳
2.2 变压器的参数和等值电路
双绕组变压器的参数和等值电路 三绕组变压器的参数和等值电路 自耦变压器的参数和等值电路
一.双绕组变压器的参数和数学模型
. . U1N Ig . Io
GT
RT .-jBT Ib
jXT
铭牌参数：SN、
UIN／UⅡN、
Pk、Uk％、 P0、I0％
短路实验
Pk RT
Uk % XT
2 Pk1U N 3
86.4 1102
3
4）计算各绕组的电抗：短路电压
1 1 U % ( U % U % U %) （ 10.5 18 6.5） 11 k1 2 k13 k 2 3 k1 2 2 1 1 U % ( U % U % U %) （ 10.5 6.5 18 ） 0.5 k2 k1 2 k 2 3 k 31 2 2 1 1 U % ( U % U % U %) （ 18 6.5 10.5） 7 k 2 3 k 31 k1 2 k3 2 2
若SN2=SN1/2=SN/2，则RT2=RT（50）=2RT（100）
RT (50) 2RT (100)
P U 10 S
N
2
k . m ax N 3 2
()
电抗XT1、 XT2、XT3
U k (12) % U k1 % U k 2 % 由 U k (23) % U k 2 % U k 3 % U k (31) % U k 3 % U k1 %
Pk . max
2 SN 2 2 RT (100) UN
RT (100)
2 UN Pk .max ( ) 2 2S N
上式中—Pk.max(W) 即 Pk.max(kW)
变压器的零序参数和等值电路备课讲稿
路中具有对称性，因此这三点的
电位相等。所以在ea0、eb0、ec0三 个电动势的作用下只能在三角形
绕组中引起零序环流，而不能流
到绕组外面的线路上去。这与变
压器Ⅱ侧三相短路完全一样，其
等值电路如图7-9b所示。
图7-10 三角形绕组中的零序 电动势和电流
∴
X0XX X X X m 0 m 0XX X1 (Xm0X )
➢自耦变压器的特点：它的某两个绕组之间不仅有磁的联 系，而且还有电的联系。在中性点绝缘的情况下，它的 绕组中可能还会有零序电流流过。 ➢为了避免当高压侧发生单相接地短路时，自耦变压器中 性点电位升高而引起中压侧或低压侧过电压，通常将其 中性点直接接地或经电抗接地，且均认为Xm0=∞。
1. 自耦变压器中性点直接接地
X；
U jIN 0j3X n(jII0 0 I0 )3X n(1k)
∴
X X 3 X n(1 k)2
由图7-19(b) ，可得其零序电抗为：
X 0 X X X 3 X n ( 1 k ) 2 X
三绕组YN，yn，d接线自耦变压器（图7-20）
图7-20 中性点经电抗接地时YN,yn,d接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路
在图（a）中，当零序电压加于变压器YN侧时， 零序电流由Ⅰ侧绕组中性点入地形成回路。
图7-9 YN，d接线变压器的零序电流回路及其等值电路
(a)零序电流回路 (b)零序等值电路
由于Ⅰ侧与Ⅱ侧绕组间有耦合关系，将会在Ⅱ侧的 三个绕组中感应出三个大小相等、相位相同的电动势， 如图所示。
由图可见，a、b、c三点在电
当变压器YN侧中性点经电抗Xn接地时（图7-11a）， 将有3I0电流流过Xn ，其零序等值电路如图7-11b所示。
电力变压器的等值电路及参数计算
100（高）/ 50（中）/100（低）
三绕组变压器的额定容量：三个绕组中容量最
大的一个绕组的容量 。
13
➢ 电阻和电抗的计算
依次测得：
PS 1 2
PS 13
PS 23
U S 1 2 %
U Sห้องสมุดไป่ตู้13 %
U S 2 3 %
三绕组变压器的短路试验
BT
2 10 3 (S)
100 U N
三绕组变压器的空载试验
20
例3-2所得等值电路
❖负值都出现在中间位置的绕组上，实际计算中通
常做零处理。
21
3、自耦变压器
➢ 自耦变压器的连接方式和容量关系
三绕组自耦变压器
U1-高压，U2-中压，U3低压
22
➢ 自耦变压器的电磁关系
❖ 高压与低压的关系与普通变压器一样
百分数的折算公式为：
SN
U S13 % U 'S13 %
SN3
SN
U S 23 % U 'S 23 %
SN3
25
➢自耦变压器的运行特点
❖ 当自耦变压器电压变比不大时（<3:1），其经济
性才较显著。
❖ 为了防止高压侧单相接地故障引起低压侧过电压，
中性点必须牢靠接地。
❖ 短路电流较大，需考虑限流措施。
5
Ps U
RT
()
1000S
2
N
2
N
Us % U2N
XT
()
100 SN
Ps : kW
注意：公式中各参数的单位。 S N : MV A
U N : kV
电力线路的参数与等值电路以及潮流计算的简单介绍
U 2 Z
P Q j 2
2
U* 2
两边同乘 e3 j30 U U
U 1 U 2 U U 2 Z
e P Q 3 ( j30 2 j
)
2
U* 2
U 2 Z
3(P2 jQ2)
3e
j30
U* 2
U 2
Z
P2 jQ2 U* 2
**
U
U 1 U 2 Z
P2 jQ2 电压降落 U2
基本概念
二、电压降落、电压损耗、电压偏移
目的：对于一条线路（变压器）有负荷流过时，首末端电压不等，造
成电压 损耗，可以推导已知端的S和U时求另一端的S和U
u 1
I
u 2
R jX
S 2 P2 jQ2
1、已知U2及S2求U1
I
S 2 U 2
*
P Q j 2
2
U* 2
U 1 U 2 U U 2 Z I
电力线路的参数与等值电路
一.单位长度电力线路的参数
1、电阻 r1=ρ/ s
ρ电阻率
单位：Ω•mm2/km 铜：18.8 铝: 31.3
与温度有关
S 截面积 mm2
一般是查表 rt=r20(1+α(t-20))
钢线电阻：导磁集肤、磁滞效应交流电阻> 直流电阻，和电流有关查手册
电力线路的参数与等值电路
以U2为参考电压
U
(R
jX ) P2 jQ2 U2
I2
U 1 U U' U 2 U'
P2 R Q2 X j P2 X Q2 R U' j U'
U2
U2
纵分量 横分量
2、已知U1及S1求U2
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I1
Z T R TjX T
K:1 I 2
I2
V1
V 2
V2
I1
Z T/k
I2
V1
ZT
1 k
ZT
k (k 1)
V2
图 电气连接形式
I1
kY T
I2
(1k)YT
V1
Y k(k 1) T
V2
I1
Z T/k
I2
V1
ZT
ZT
1 k
k (k 1)
V2
• 变压器的π型等值电路中三个阻抗（导纳）都与变比 k有关；π型的两个并联支路的阻抗（导纳）的符号 总是相反的。
A两种情况，用π型等值电路计算副方的电压和电流。
解：变压器的一相等值电路如图所示，其参数为：
K=110/11=10， Z12=ZT /k=j100/10=j10Ω Z10=ZT /(1―k)=j100 /(1-10 )=-j11.111Ω
Z20=ZT /[k(k―1)]=j100/[10(10―1)]=j1.111Ω
• 三个支路阻抗之和恒等于零，构成谐振三角形。三 角形内产生谐振环流。
• 谐振环流在原、副方间的阻抗上（π型的串联支路） 产生的电压降，实现了原、副方的变压，而谐振电 流本身又完成了原、副方的电流变换，从而使等值 电路起到变压器的作用。
例 额定电压110/11kV三相变压器折算到高压侧电抗为100Ω， 绕组电阻和励磁电流均略。原方相电压 110 / 3kV，试就 I1的计算
1
ZT
K:1 2
I 1 0 V 1 /Z 1 0 3 ( 1 1 j1 0 1 .1 1 ) 6 3 .5 / j1 1 .1 1 j5 .7 1 5 k A
I 1 2 I 1 I 1 0 0 j5 .7 1 5 j5 .7 1 5 k A
1
V1
I2I12I200
V2 V1 / k I 2 k I1
当 I150A0.05kA 时，副方电压和电流的计算
I 1 0 V 1 /Z 1 0 6 3 .5 / j 1 1 .1 1 j5 .7 1 5 k A I1 2 I1 I1 0 0 .0 5 j5 .7 1 5 k A
V 1 2 Z 1 2 I 1 2 j 1 0 ( 0 . 0 5 j 5 . 7 1 5 k A ) j 0 . 5 5 7 . 1 5 k V V 2 V 1 V 1 2 6 3 . 5 ( j 0 . 5 5 7 . 1 5 ) 6 . 3 5 j 0 . 5 k V I 2 0 V 2 / Z 2 0 ( 6 . 3 5 j 0 . 5 ) / j 1 . 1 1 1 j 5 . 7 1 5 0 . 4 5 k A
I1
I 12 Z 12
I2 2
V2
V 1 2 Z 1 2 I 1 2 j 1 0 ( j 5 .7 1 5 ) 5 7 .1 5 k V
V 2 V 1 V 1 2 6 3 . 5 5 7 . 1 5 6 . 3 5 1 1 /3 k V
I 10
Z 10
Z 20
I 20
I 2 0 V 2 /Z 2 0 6 .3 5 /j 1 .1 1 j5 .7 1 5 k A
在负载情况下，直接由 V2(V1ZTI1)/k和 I 2 kI1 算出副方的 电压和电流。
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