电力变压器三相平衡与使用容量计算

1、三相变压器负荷的配用功率随着生产生活的发展，先进技术的采用，电力电网中的负荷也有 所曾加，各种设备的应用，电力电网中的单相负荷，常引起不对称的 三相钠荷，居民生活电热、空调、工业的单相调速电动机等日益增多， 这些给电力电网造成了本相负荷的不平衡， 此外其它因素也会产生不 平衡的因素，如某些设备的运行故障，电力网中负荷不平衡，不仅对 电源而且对用户都有着极不利的影响，由此而浪费电能和对供电系统 的不利都须要引起重视。在三相系统中当三相的相量大小不等而相量和为零称为不对称， 当三相的三相量不等而相量的不等于零，既有零序分量时称为不平 衡，三相负荷的不平衡也会降低电源设备利用率，对设备动运转的电动机

2、有着不利影响。三相负荷的严重影响会生产三相电压的不等值， 对感应电动机的工作影响较为明显， 一是影响了转矩特性，并降低了 电动机的效率，二是造成了额外温升和电能的损耗， 在三相平衡时中 性线N （零线）电流为零，当三相不平衡时三相电流不等使中心点位 移，所以不平衡将有零线电流。现在应用的电力变压器一般采用是 Y/Y o接法接线，高低压侧都 采用星星接法。低压侧的中心线为零线需要接地。当电路负荷不对称时星形电路中的电动势Ea、Eb、Ec,与所接负载的阻抗、Za、Zb、Zc,是不对称的，电源内阻可忽略，电路中 在两个节点，即电源中心点和负载中心点，我们可计算出 中线的电压，即不衡状态的中心 N与不

3、平衡时的中心点0的电位。、，1YR + YFB+YRYA=、YB=、YC=顷=Y心 YH YWZa+ ZaZB + Zbzc+ ZcYk+YB+Yb+YN '十心 1YN =Zn可求出线电流与中心线的电流,I a = Ya ( Ea Uno )、Ib = Yb (Eb Un0 )、Ic = Yc (Ea Uno)可推算出负载端的电流。UaO = 1 A , ZA、UbO = 1 B , Zb、Uco = 1 C , Zc电源的中心点N与负载的中心点 0的电位是不重合的，叫做中 心点位移，在三相供电，电路中，电源电压一般是对称的，对于所接 星形负载为了使用电设备能保证在额定电压下安全可靠

4、的运行，就需要负载阻抗特别需要负载上的相电压保持对称，但在实际情况下的负 载阻阮，特别是由单相负载组成时是较难做到对称的，然而使负载上 的阻抗的中心点与电源上的中心点不再相等， 零点电位的大小决定三 相对N不对称的程度，如果在故障情况下将会产生中点的严重位移， 如果负载中心线与电源的中心线断开就产生了三相所接负载的电压 严重不等，两个单相负载被串接在线电压中，单相用电设备功率不同， 小功率用电设备因电压的升高而烧坏，因此为了使相电压保持到一定 的平衡，并设置中线而中线须接地，防止故障时出现较严重的偏差， 但中性线阻抗的要求，导线电阻要很小，须采用较粗的中性导线。对称负载一般旋转电机和其它三相对

5、称的设备其，中线电位等零，一般情况下电源的中心线 N与电动机的中心点（指星接法）不 做连接。三角形接法的电动机是三相平衡负载，三角形搪法的电动机不存 在中心点，当三相电动机接于严重不平衡的电源上，（不平衡电源指的是三相电源上接有严重不对称的用电设备或电路故障时）所接的三相设备，电动机、等就会受到较大的影响，出现较大的噪声和机壳的 温度的连续升高，如果得不到急时处理，有可能存在损坏电动机的隐 患，所以在配置用电高以备的负载时需要平均分配好单相用电设备， 以提变压器的利用率保证了电力变压器的电源电压质量，使其安全可靠的运行。在建筑施工或其国家级较大的容量用户须白备变压器，在使用变压器前要计算出变压

6、器所须要的容量，选用的过大会有较在的浪费， 选用的过小会使变压器过负荷不能安全可靠的运行，变压器的容量大小是根据用电设备进行计算的，设备容量如电动机标称的功率是千 瓦，电力变压器的容量标称是千伏安。选用变压器的容量先计算出所有电动机容量， 和其它用电设备的 /*容量之合，在通过公式计算得出所须要多大的容量，合理的选用电 力变压器。下面举例算出其变压器的容量；用电设备电动机2台、每台7.5KW,电动机的功率因数一般设在0.78 0.88范围如按 COSO）= 0.8计算；则 P1 = 2X7.5= 15 (KW )、COS f = 0.8f = COS 1 (0.8) =36.87°t

7、g § =387° 、无功功率为，Q = 15X0.75= 11.25 (KVAR)、卷扬机1台P2 = 1X10= 10 (KW )、CO§ = 0.8、tg § =0.75Q2=P2 tg § =10 x 0.75=705(kva)水泵1台4KWP3 = 4 (KW)、 COS) = 0.8、 tg § =0.75Q3=P3 - tg § =4X 0.75=3(kvar)塔式吊起重机，工作效率取 0.7,起重机总容量，P4 = 0.7 (2.2+ 7.5+ 3.5) =16.03(kw) cos§ =0.8tg § =0.75Q4=P4 tg § =16.03 x 0.75=12.03(kw)工作区夜间照明，办公室生活区等所须功率30KW COS = 1P5= 10.38(kw)三相电焊机1台容量21KVA、计算视在功率总容量：S=、/p：+Q : P= ( P1 + P2 + P3 + P4+ P5)=( 15+ 10+ 4+16.03+ 10.38) = 55.41 (KW)Q= (Q1 + Q2 + Q3 + Q4) = (11.25+ 7.5+ 3.0+12.03) = 33.773(KVAR)视在功率、S=辱5.412+ 33.772 = 64.