《变压器运行方式》PPT课件

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1、电气工程基础电力变压器参数及模型电力变压器参数及模型 主要内容v变压器及等值电路变压器及等值电路 v变压器正序及负序参数计算变压器正序及负序参数计算 v变压器非标准边币时的等值电路变压器非标准边币时的等值电路 v变压器运行变压器运行 v电力系统的标么制电力系统的标么制变压器及等值电路变压器及等值电路 v单相变压器基本原理及等值电路 变压器电压：dtdiMdtdiLirdtdirudtdiMdtdiLirdtdiru122222222211111111变压器及等值电路变压器及等值电路v理想变压器的理想特性：v1）理想变压器不消耗能量，即r=0；v2）没有任何漏磁通，即1=2=，即耦合系数v3）铁

2、芯磁导率为无限大，即各绕组自感与互感都等于无限大。121LLMK变压器及等值电路变压器及等值电路v由理想特性可得:2121NNuu1221NNii02211iuiu变压器及等值电路变压器及等值电路1i1r1sLmrmL2sr2sL2i1U2U1222NiiN12:NN1imrmL2i1U2U12:NNrsL1imrmL2i1U2U12:NNrsL变压器及等值电路变压器及等值电路v当三相变压器联接成Y/时，在原副边有相同的对应端情况下，原、副边的线电压（或相对地电压）相位差为300,即：030111jNAUk eUa电力变压器常见的联接组别有三种：12Y/Y;11/Y;11/Y00变压器及等值电

3、路变压器及等值电路abcxyzxyzABCoABCa(y)b(z)c(x)xyz(a)(b)a(z)b(z)b(x)c(y)变压器Y0/-11(虚线表示Y0/1）联接（a）联接图 （b）向量图变压器正（负）序参数计算变压器正（负）序参数计算v1双绕组变压器参数计算（1）电阻计算（2）电抗计算（3）电导计算（4）电纳计算v2三绕组变压器参数计算v3自耦变压器参数和等值电路 1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算v电阻计算：在变压器短路试验中所测得的短路损耗PK近似等于额定电流流过变压器时绕组中的总铜耗，即cukPP由铜耗与电阻之间的关系 得：222233()3NNcuNTTTNNSSPIRR

4、RwUU2222NNTcukNNUURPPSS1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算PK用KW，SN用MVA，UN用千伏，则上式可写成：221000kNTNPURS标么值表示 NkTSPR10001双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算v电抗计算在短路试验中，短路电压等于变压器阻抗在额定电流下产生的压降，即10033%NTNNTNkUXIUZIU 2%1001003kNkNTNNUUUUXSI1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算v电导计算变压器空载试验所得变压器空载损耗P0近似等于铁耗，因此，电导可由空载损耗求得320210NNfeTUPUPG标么值：3010NTSPG1双绕组变压

5、器参数计算双绕组变压器参数计算v电纳计算变压器的电纳代表变压器的励磁功率。由于变压器的空载电流包含有功分量和无功分量，与励磁功率对应的是无功分量。由于有功分量很小，无功分量和空载电流在数值上几乎相等。IBI0，而TNbBUI3所以002%3%()100100NNTNNIIISBsUU1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算v【例5-2】有一台千伏、容量为31500千伏安的三相双绕组变压器，其短路损耗为200千瓦，空载损耗为47瓦，短路电压百分数为，空载电流百分数为，试计算变压器等值阻抗与导纳。v解：计算变压器阻抗1）串联电阻（归算到121千伏电压侧）95.25.311211000200100

6、02222NNkTSUPR标么值 31035.65.3110002001000NkTSPR1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算低压RT（低）222102222.25.315.101000200低TR标么值 2232102222.25.315.101035.6NNTTSURR低1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算2）串联电抗105.01005.10100%kTUX3675.05.315.10105.05.485.31121105.02222NNTTNNTTSUXXSUXX低高1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算3）励磁回路（并联）导纳电导标么值计算 301049.15.3110

7、00471000NTSPG电导有名值 SUSGGSUSGGNNTTNNTT5232523210426.05.105.311049.11032.01215.311049.1低高1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算电纳标么值 027.01007.2100%0IBT SUSBBNNTT4221058.01215.31027.0高电纳有名值 低压侧的BT（低）SUSBBNNTT3210771.0低2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算 1UTGTjBRjX22RjX33RjX2U3U13:NN23:NN三绕组变压器等值电路三绕组变压器短路试验是在两个绕组间进行，另一绕组为开路，按双绕组变压器

8、来做。另外，额定容量不同，将受到较小容量绕组的额定电流的限制2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算v各绕组额定容量相同的131332322121kkkkkkkkkPPPPPPPPP213231331322123213211212121kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算v额定容量不同的，必须对工厂提供的短路试验的数据进行折算，例如对于一台100/50/100类型变压器 进行折算kNNkkkNNkkPIIPPPIIPP42/42/2)32(322)21(212三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算23max()2()()102NNNNS

9、nSSNPVRSSNRRS2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算v对于短路电压百分数，按国标规定制造厂提供的短路电压是已经归算到变压器额定电流时的数值。因此，第II、III类变压器对于短路电压不需要再进行归算了。2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算%313132322121kkkkkkkkkUUUUUUUUU%21%21%21%213231331322123231211kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算100%100%100%332211kkkUxUxUx2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算v升压变压器：中低高v降压变压器

10、：低中高3自耦变压器参数和等值电路v自耦变压器的等值电路及参数求取与普通变压器相同。v计算等值电阻时要对短路试验的数据进行折算。1 31 332 32 33%NkkNkkSUUSSUUS变压器非标准变比的等值电路1UtZ12:NN1:aK2U*1:K2UtZ1:aK2U*1:K2U()a()b变压器非标准变比的等值电路 额定变比，或称标准变比 21NNKa变压器非标准变比 abKKK实际变比 abKKK变压器非标准变比的等值电路变压器等值电路tZ*1:KiIiUjIjU*1:KiIiUjIjU()a()btZ变压器非标准变比的等值电路v对于图(a)等值电路 KUZIUIKIjtiiji0jti

11、t*jjtitiUZKUZ/KIUZ/KUZI21111ijtjtjjititiUUZKUZKKIUUZ/KUZKKI11112变压器非标准变比的等值电路ijij*1tKZK*tKZ1*/YK*1*1KYK*12*1KYK2*1tKZK()a()b 计及非标准变比时变压器形等值电路 变压器非标准变比的等值电路v计及非标准变比时变压器形等值电路ijij*/tZK*(1)tZKK*1tZK*K*1(1)KK Y*1(1)K Y()c()d变压器非标准变比的等值电路v我国变压器抽头一般放在高压侧，为了不使Zt在抽头改变时，重新归算它的值，通常将Zt置于理想变压器1侧。对应于双绕组变压器低压侧，而K*

12、侧对应于双绕组变压器高压侧。v对于三绕组变压器，通常在高、中压侧装有抽头。变压器非标准变比的等值电路v 三绕组变压器考虑非标准变比时等值电路 21:K31:K1231 tZ2tZ3tZ1 tZ2221tK ZK 22tK Z22221tK ZK3331tK ZK 33tK Z23331tK ZK123()a()b变压器非标准变比的等值电路v【例5-6】有一个三相三绕组变压器，其额定容量为360/360/180兆伏安，额定电压，没有经过归算的短路试验数据如下：绕组高压中压高压低压中压低压短路电压%13.169.6短路损耗（千瓦）1030510660当变压器变比变化（高低提高5%；中低降低5%）时

13、，计算等值电路的各参数（都归算到高压侧）。变压器非标准变比的等值电路v解：（1）对短路的数据进行归算 KWSSPKWSSPKWPNNkNNkk26406602040510103023322331212.196.9%0.120.6%1.13%33233121NNkNNkkSSUSSUU变压器非标准变比的等值电路v计算额定变比下各绕组等值电抗及电阻标么值：0295.0100/2.190.121.13211X1015.0100/122.191.13212X0905.0100/1.13122.19213X 3332311007.53601000/1030264020402110264.23601000

14、/2040264010302110597.03601000/26402040103021rrr变压器非标准变比的等值电路 非标准变比95.005.13231KK；高压绕组串联阻抗为 031.010627.00295.010597.005.1331311jjZKZtt并联阻抗 62.00125.0031.010627.005.01113131*/1jjZKZtt651.00132.0031.010627.005.005.113131*31*/1jjZKKZtt 变压器非标准变比的等值电路v中压侧 832.10409.00964.010151.21905.095.0928.1043.00964.0

15、10151.22005.010964.010151.21015.010264.295.032/232/2332322jjZZjjZZjjZKZtttttt 变压器非标准变比的等值电路v等值电路 31235.07 100.0905j30.627 100.031j0.01250.62j0.01320.651j32.15 100.0964j0.0431.928j0.4091.832j变压器运行v1变压器并联运行两台或两台以上变压器并联运行，首先是满足并联运行的条件，即1）所有并联变压器短路电压相量相等；2）所有并联变压器高、低压侧额定线电压应分别相等；3）所有并联变压器联结组别号相同。变压器运行v（

16、1）短路电压UK不相等 1U1JI2GI3LITJZTGZTLZ2UHZI 三台变压器并联等值电路 变压器运行/YIZIZIZITLLTGGTJJ111LGJIIII111LGJZZZY111111求出Y/ZIIY/ZIIY/ZIILLGGJJ111111变压器运行11111111,3kNTJGLNU UYZZZZI1111113,3NJNGNLNkJkGkLNiiNkiIIIYUUUUIUU变压器运行111111111133JTJNkJNiiNkiNJNkJNNiiNJkikJNiiNJkiIIIZ YU UIUUIUIUUIIUSUSIU变压器运行v等价于ikiNiKLNLLLikiNiK

17、GNGGGikiNiKJNJJJUSUSIIUSUSIIUSUSII111111变压器运行v短路电压不同的变压器相并联，由于最小容量的UK值较小，所以在并联运行时，负荷分配不均，最小UK的变压器首先达到其额定容量，而其它的变压器还尚未达到其额定容量，为了限制首先达到额定容量的变压器不过载，则其它变压器未能充分利用，使有些变压器容量利用不高，降低了经济性。变压器运行v（2）变比不等的变压器并联运行当具有不同变比的变压器并联运行时，这在它们的绕组回路中引起不平衡（或称均衡）电流，其作用使变压器端电压一致，当有负荷时，各变压器所分担的负荷电流基本上按短路阻抗大小分配。变压器运行负荷1U1U1 JI1

18、 LI2 JI2 LI2 LI2 LU2 JU2 KUKIKIJLII变比不同时变压器并列运行情况 变压器运行v在二次侧产生不同的电压，两者之差为22kJLUUU两变压器二次侧回路流过均衡电流 hkTJTLUIZZ各台变压器二次侧电流为hLLhJJIIIIII22变压器运行v（3）不同组别变压器并联运行 0302JU2LU2U将不同联结组别的变压器并联运行时，二次回路将因变压器副边电压不同相而产生一个电压差,因为这种相位差总是300的倍数，将达到很大的数值，故不同组别联结的变压器不允许并联运行。变压器运行v不同组别变压器并联运行的条件（1）所有组别为奇数 （2）所有组别为相差1200或2400

19、的偶数号。组别号奇数与偶数的变压器，不能互相并联变压器运行v2、自耦变压器运行需要注意的问题：1）由于自耦变压器一、二次侧有直接的电的联系，为了防止高压侧单相接地故障而引起低压侧过电压，其中性点必须牢靠接地。2）自耦变压器两侧都需安装避雷器，以防止过电压。3）自耦变压器短路电压比普通变压器小得多，因此短路电流较普通双绕组变压器大，变压器运行v3、变压器的负荷能力 1）变压器的负荷能力是指保证变压器中的绝缘材料具有正常寿命的最大长期运行的负荷，该负荷就称为变压器负荷能力。2）绝缘材料的寿命与温度有关，因此，变压器在投入运行时，为了保证变压器绝缘寿命，其温度不得超过限值以上（国家有标准）。电力系统

20、的标么制 v有名值：用实际有名单位便是物理量的方法v标么值：采用其实际值（有名单位值）与某一选定的值的比值 表示基准值实际值标么值 在电气量中可先选定两个基准值，通常先选定基准功率SB和基准电压UB，在SB和UB选定后，基准电流IB和基准阻抗ZB也就随之而定。电力系统的标么制在单相电路中有以下关系PPPVZISV I基准值满足PBBBPBPBBVZ ISV I则标么值与有名值各量间的关系具有完全相同的方程式*PPPVZ ISV I电力系统的标么制v在对称的三相交流系统中，习惯上多采用线电压ULL，线电流（即相电流）I，三相功率S3和一相等值阻抗Z，关系如下：NLLLUUSS3313；同单相电路

21、一样，应使各量基准值之间的关系与其有名值之间的关系具有相同的方程式NBLLBLBBUUSS3313；在标么值中：*3*1*L LL NL LL NVZ IUSVIUIS电力系统的标么制习惯上只选定SB和UB，可得BBBBBBSUZUSI232BBUSZZ21BBBBUSZY*3BBBU IIIIS电力系统的标么制v其他物理量的基准值频率基准值 50Bf角频率基准值 BBf2电感与电容的基准值 BBBZLBBBZC1时间和衰减因数的基准值 3141211BBBftBBBtm1磁链的基准值 BBBBBBBL IEEt电力系统的标么制v统一基准值的选定和标么值换算 电力系统中各元件阻抗的基准值互不相

22、同，必须把不同基准值的标么值换算成统一基准值的标么值。发电机和变压器的标么电抗的换算2*NNNUSXX 22*2*BNNBNBBBUUSSXUSXX电抗器标么值的换算 BNNBNBUUIIXX*对于输电线只要以统一的基准值对其有名值阻抗进行标么值计算即可。电力系统的标么制v多电压等级1、有名值归算，先进行有名值归算到基本段然后进行标么 2、基准值的归算，先把统一基准值归算到每一电压等级，然后对各自的基准值计算标么值。电力系统的标么制G1T2TI IIKII IIIK1L2La（）b（）*GX1*TX1*LX2*TX2*LX电力系统的标么制v不同电压等级各段的基准值功率相同，而基准电压满足（基准电压为各段平均额定电压III-IIIIIBIBIIIIIIIIIKKUUKUUBB或2BIII22*2BII11*USXXUSXXBLLBLL