双级补偿和双级互感器的等值电路及相量图.pdf

口 工作 黑理 双级补偿和双级互感器的 等值电路及相量图 山西 省 互蒜 銎研究 所 在 分析讨论变压 器 电压 互感器 和 电 菰 互 感器的运行原理 时 经常通 过其 等 值 电路和相量图显示各有关参数之间的联系 和 相量关 系 但 是 对于 双级 电压 互感器 和 双 级 电流互 感器 以及双级 补偿 的 电压 互感 器 和 电流互感器 在文献 中还没有见 到 其等 值 电路和 完整的相量 图 现 分别介 绍如 下 1 双敏 补偿 和双袅 皂压互感 曩 双级补偿 电压 互感 器的原理线 路和 相 应 的等值 电路如 图l 和图2 所示 图 中 当 负荷 导纳Y 0 Y O 时 就 是双 级电 压互 感器 s 为 主 铁心 或第 一级铁 心 S z 为补偿 铁心 或第二级铁 心 Nt 为补 偿 绕组 或第 一 级一次 绕组 Nt 为供 电绕组 或第一 级 圈 1双曩补偿 皂压量薯 原 理饿路 赵 惨 民了 f f 一 z r Z 圈2 双级补偿 电压互 蒜量 值 电路 三次 绕组 均 绕在铁心s 上 N N z 和s 组成 第一 缓 互感 器 Z Z z 相应 为 N 和Nt 的内阻抗l Y 为供 电绕组 或 第一 级互 感器的二次 负荷导 纳 N 和N z 为 一 次和二次 比例 绕组 均 同 时绕在两 个 镟 心s 和 S 上 z z 相应 为Nl 和Nt的 阻 抗I Y为互惑 器的 二次 负荷 导纳 Ni 乖 了 s 还 组 成 第 二 级 互 感 器 N 和 l 的 匝数 相等 即N N 且 并联接一次 电 压U N 的 二次输 出 电压为U z 这样 由 绕组N Nh 可 有可 无 N N z 和 铁心 s s 组成 了双级补偿 或 双 级电 压 互 感器a 先 讨论Y 0 Y 0 N双级 电 压互 感 器 的 等 值 电 路 图 中 L 加 在第一 级互感 器的 一次 绕组 N 产生 一次 电 流 通 过z 二 次 产生 负荷 电流 J t 通过z z 和Y 折算 歪 一 次 相应为J 2 z 和Y 由 于yt o f 0 因此 3 b 弓 维普资讯 j 一 1 式 中 一一 铁心s 的 一次髓 磁电 瀛 一 2 Y 式 中E 一 一 绕组 的 癌应 电势 Y 一一 铁心s 的一 次劢磁导 纳 U l l Zl 一 E 1 J 0l Z l 一 E1 3 由式 3 可 以列 出 第一级 互感器的 空 载误差 一 一Y z 4 U I 由此可 见 第一 级互 感器 等值 电路和 误差 计算 公式均 与空 载 电压互感 器相 同 电压降 I o z 加 在 第二级 互感 器的 一 次 绕组 t 产生 第二级的 空载 励 磁 电流 z 通 过 ZI 一 粤 式 中E z 一一 绕 组 在 铁心s z 上的 感应 电势 Y z 一一铁 心s z 的 一次劢 磁 导纳 空 载 时 0 z z i zl E1 2 6 笃 级互 感 器的空 载误差 为 乏 一 一 y z 7 0 1Z l t 将式 与式 6 相加 就 导剜 暖 蹙 乜 压互感器的关 系式 U I Zl E1 2 一丑1 8 由于 N 因此 4 式 中 丑 一 一 绕组在 铁心 s 和 z 上 的 感应 电势 将 式 1 0 代入式 8 得 到 U i J D z Zi Ei 1 1 由此可见 双级电压互感器的误差为 一h l Z Ul 一 i 一Y Z I Y i Z 0 2 双 级电压互感 器的相量 如图3所示 闰 3 双级电压互感嚣相量圈 先将 双级 电压互感 器的U E 画 在 正棚虫上 再 画 第一 级互感器的 相置 铁心 s 的磁 密 B 相量为 J 西 E N t l 1 0 4 2 旦 2 2 N 13 2 i T 1 3 式 中 I 一一 铁心叠片 系数 一 般 0 9 维普资讯 O 5 I E 一一 二 次 感应 电势 V s 一 一 铁一 5 s 的截面 c m 即 超前 于E 9 0 一 垦 N A 14 l i c 式 中l 一 一 铁心 s 的平 均磁 路长 c m 一一 铁一 L s 的 磁 导率 T 0e 一一铁 5 S 的 损耗角 即 r o i 超前于 角 AU I J a z V 1 5 即 超 前于 角 为 z I 的阻抗角 一 1 2 0 即双缎 电 压 互感 器的 误差 与 同相 同时可画 出 一 印式 1 1 邪 一 即直 3 的 相量 当y 年0 时 第一 级互 感器增添 负荷 电流压 降 但在 N z 绕组 中的压 降与 双级 互 感器误差 无关 可不 讨 论 这时式 3 就成为 U i I 1 Zl 一 E l f 0 l I 2 Zj 一El 2 1 第一级互感器的误差为 一 I i L 1 一 1 6 即误差 8 与 u 同相 最后 画出 第二级互 感器的相置 三 2 2 2 N等 l S l 1 0 一 丽 T 1 7 即 滞后于 玉 9 0 0 5 6 61 2 B 一 一 2 C A 1 8 t l 即 超前于 角 z 1 9 即 超 前于 角 为 z 的 阻抗角 Y i Y Zi 2 2 式 中y I w 2 一 I 2 U 第二 级互感 器空 载 时 z o z 一 2 3 Z 一 Y z 2 4 J l t Zi 双 级 电压互感 器的 误差为 一 一 1 i 一 y i Y Zi Y z Zi 2 5 当Y Y i 时 式 2 5 近似 等于 式 1 2 如 Y 与 Y 同数量 级 则互 感器误差 增大 因此 Y 0 时 仍可看 做 是 双 级 电压 5 Z 维普资讯 丑 惑器 也可 看 做是双级补 偿电压互 感器 当y O 时 这 就 是 双 缀 补 偿 电 压 互 感 器 电压 同 时加 在 绕组 N 和 N 上 分别 产生 电流J 和f 通过z 和zII二 次 和N 分别 产生 负荷电 流f z 和 h 通 过Zt 和 Zl 因此 J 1 f l f l 2 6 J l J 0 z J 2 7 补偿绕组N 的内阻抗压睁为f z 一 次绕组N 的内阻抗 压降为 I z 由此 可 求 出补 偿 铁心s z 上 的一 次 感 应 电 势 置 l 2 E1 2 l 1 Zl l I Z1 28 I 2 E1 l Ym l I l Zl I I Z1 Y 1 29 U f Z 一 B f t Z1 一f Z 一 U 3 0 双级 补偿 电压互感 器 误 差为 一 l f l Zl U 一 f z ZI Z z 一 U 3 1 式 中第一项为 空载误差8 第二项为 负 荷误 差日 即 6 一 I t U 一 二 一 二 羔m 2 U y Zt 一 y I y Z1 Y m Z1 3 2 一 U l 一 Y Z Zl 3 3 e eK e y Z1一 Y Y Z1 y l Z1 一 y Z Z z t 3 4 式 中当Y 0 时 就 是式 2 5 j 当Y 0 时 Y 0 时 就是式 1 2 因此 式 3 4 是 双级 补偿电压互 感 器 误差计 算公式 其 中 包含了双级 电压 互 感 器误差计 算 公式 由于y 1 Zl L 因此一 般e l l 双 级补 偿 主要 甩来补偿电压 互感器的空 载 误 差 当Y y 时 补 偿效果 良好 当Y 0 时 补 偿效果最好 这就 是双级 电压互 感器 双 级补 偿电压 互感器的 相基图如 图 4 所示 先 将u z 画 在 正埘 上 并 分别 画 出 负苟电流 f l 和 f 相应 滞后于 u 角 相 一 t 和 一 t 是y 和y 的导 纳角 铣 心s l 的磁密口 超前于E E2 ul 9 0 Et 为 绕组N z 在s 上的 感应电势 一次 励 磁 电流f o 超 前于B 角 I f o 一f 图 中未画 出 J z 超前 于f 角 图 下 转第1 6 页 维普资讯 按 匿4 1 测 出 2 0 1 2 0 U 下 的一 次导钠和补偿量 列于表1 1 然后 算出 氍 5 o 1 2 0 U 下 互感 器误 差 8 c和 x 也列于表 l 1 以l O 0 t 为例说明计算方法 dG 5 8 5 7 5 4 1 0 I 3 5 0 一 6 1 0 S B t 9 1 5 4 5 4 X1 0 X3 5 0 1 6 1 x1 0 当 t G 和 B 的单 位为s 对 一 AG Rj 一 B X1 1 0 11 0 8 5 6 G X l 一 B Rt 3 4 d 0 一 O 1 2 I o 一0 0 2 1 0 0 0 8 5 一0 0 1 2 5 61 o 6 z 口 a 一0 0 2 4 0 1 2 一0 1 d 4 x l a I o 0 0 一0 0 1 2 5 0 O 1 7 一0 0 0 1 8 6 x l o o 6I o o 6 I o o 一0 1 d O 1 4 1 一0 0 0 3 寰 l 1 c 盯 2 0 5 0 8 0 1 0 0 1 2 0 l G S 7 5 4 6 5 5 6 0 5 5 8 3 5 6 9 B 54 7 6 6 3 7 6 9 1 5 9 3 O 0 0 1 7 8 串 0 1 4 3 0 0 1 1 4 0 0 1 0 7 0 0 11 9 S 6 0 Ot4 0 14 1 0 127 0 14 1 n 1 3 l 一o O J l o o O l5 5 一O O l3 2 一O O 1 2 5 一o o1 21 e X C 6 o 0 2 4 一o 1 1 4 一o 1 4 1 一o 1 4 4 一o 1 4 4 一 0 0 0 3 2 一0 0 0 1 2 0 0 0 18 0 0 0 1 8 0 0 2 x 6 一O O 4 B 0 0 2 7 0 0 1 4 0 0 0 3 0 0 13 来 孽