第4输变电元件参数

1、 第四章 输变电网各元件的模型和参数计算 本章内容：本章内容：n电力线路及结构电力线路及结构n电力线路参数及计算电力线路参数及计算n三相输电线模型三相输电线模型n变压器模型变压器模型n标么值标么值4-1 电力线路及结构电力线路及结构一、交流输电与直流输电一、交流输电与直流输电n直流输电的特点：直流输电的特点：n直流线路的造价与运行费用较低，但换流阀直流线路的造价与运行费用较低，但换流阀的造价比交流变电站高得多；一般来说，当的造价比交流变电站高得多；一般来说，当输送的电能及距离超过一定值时直流输电的输送的电能及距离超过一定值时直流输电的优越性明显。优越性明显。n直流输电易于实现地下或海底电缆输电

2、（可直流输电易于实现地下或海底电缆输电（可以避免交流电缆输电时电容过大引起的电压以避免交流电缆输电时电容过大引起的电压升高而需并联电抗器补偿等问题）。升高而需并联电抗器补偿等问题）。n没有同步并联运行的稳定性问题。没有同步并联运行的稳定性问题。n可以限制互联系统的短路容量。可以限制互联系统的短路容量。n两交流系统通过直流线路相联可以提高运行的两交流系统通过直流线路相联可以提高运行的可靠性与灵活性。可靠性与灵活性。n但换流装置在运行中需要消耗无功功率，并产但换流装置在运行中需要消耗无功功率，并产生谐波。生谐波。n直流电流没有过零点，熄灭电弧困难。直流电流没有过零点，熄灭电弧困难。n以大地或海水作

3、为回路时，电流对沿途地下或以大地或海水作为回路时，电流对沿途地下或海水中的金属设施产生腐蚀。海水中的金属设施产生腐蚀。直流输电（葛直流输电（葛上线换流宜昌站）上线换流宜昌站）直流输电简介n我国我国最早最早的两条直流线路：的两条直流线路：宁波舟山岛宁波舟山岛（1987年建成，年建成，56KM，电压为，电压为+100KV，最大功率为，最大功率为50MW）；）；葛洲坝葛洲坝-上海上海 （1989年建成，年建成，1080KM，电压为电压为+、- 500KV，最大功率为，最大功率为1200MW）n世界最长的直流线路：世界最长的直流线路：俄罗斯的耶基巴图兹俄罗斯的耶基巴图兹-中俄中俄罗斯罗斯（1988年建

4、成，年建成，2414KM，电压为，电压为+、- 750KV，最大功率为最大功率为6000MW）n世界上的已运行直流线路一般在世界上的已运行直流线路一般在1000KM以上以上。换换流流阀阀晶晶闸闸管管换换流流阀阀二、输电线路输电线路1、架空线路架空线路n 导线与避雷线导线与避雷线n 杆塔杆塔n 绝缘子与金具绝缘子与金具 n架空线路的构成：架空线路的构成： 导线导线（钢心铝铰线，单股、分裂导线、钢心铝铰线，单股、分裂导线、扩径导线扩径导线）、避雷线、绝缘子、杆塔、避雷线、绝缘子、杆塔、金具等。金具等。导线与避雷线n导线：LJ-70、TJ-35、 LGJ-240/30、 LGJ-300/70、稀土铝

5、绞线LGJX、钢芯铝合金绞线 HLGJ等；钢铝混绞线、扩径导线、分裂导线等n避雷线：GJ-70等 扩径导线 1为钢芯，2-支撑层（铝线），3内层（铝线）， 4外层（铝线） 多股导线 杆塔杆塔n按材料分：木杆、钢筋混凝土杆、铁塔；n按用途分：直线塔、耐张塔、转角杆塔、终端杆塔、跨越杆塔、换位杆塔。受力不一样！n按形式分：门型、酒杯型、猫头型、旗形等。n直线塔：中间杆塔。数量最多，直线段内；垂直重力。n耐张塔：承力杆塔。用于首、末端及线路分处，3KM 5KM设一个；线路水平张力。n转角杆塔：线路转角处。n终端杆塔：首、末端。n跨越杆塔：高度较高，绝缘加强。n换位杆塔：超过100KM导线必须换位。a

6、2800280025002700170011006300500230021004600180023002500400几种杆塔几种杆塔杆杆塔塔绝缘子绝缘子n按形式分：针式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担绝缘子、棒型绝缘子等；n按材料分：瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子、硅橡胶合成绝缘子等。绝缘子片数与电压等级绝缘子片数与电压等级n10KV（1片绝缘子）n35KV （3片绝缘子）n110KV （7片绝缘子）n220KV （13片绝缘子）n330KV （19片绝缘子）n500KV （28片绝缘子）金具金具n线夹；线夹；n连接金具；连接金具；n接续金具；接续金具；n保护金具：保护金具：防振锤、阻尼线、防护条、均压

7、环、防振锤、阻尼线、防护条、均压环、间隔棒等。间隔棒等。金金 具具2、电缆线路（电缆线路（ 电缆的结构、敷设）电缆的结构、敷设）电力电缆线路构成电力电缆线路构成电缆本体：导线、绝缘层、防护导、屏蔽层等。电缆附件：连接头（盒）、终端头（盒）电力电缆电力电缆(本体本体)构成构成 导线、绝缘层、防护导、屏蔽层等。导线、绝缘层、防护导、屏蔽层等。电力电缆分类电力电缆分类 n油浸纸绝缘电力电缆：普通粘性浸渍电缆、不滴流式电缆、自容式充油电缆、钢管充油电缆、钢管压气电缆、充气电缆等。n塑料绝缘电缆：聚氯乙烯（PVC）电缆、交联聚乙烯（XLPE）电缆、聚乙烯（PE）电缆等。 单芯自容式充油电缆结构 三芯自容

8、式充油电缆结构 钢管充油电缆结构 电力电缆分类电力电缆分类n橡皮绝缘电缆：一般用于低压、可曲度要求高和环境复杂的场合。其绝缘层常用的材料有天然-丁苯橡皮、丁基橡皮和乙丙橡皮三种。护套材料主要有聚氯乙烯（PVC）、氯丁橡皮和铅。结构与XLPE电缆相似。 n气体绝缘电缆（CGI）。传输功率大，可达2000MVA以上，最高电压可达800KV。绝缘采用SF6气体（气压为0.1960.49MPa）和环氧树脂浇注绝缘子。主要用于短距离的电气连接，如发电厂和变电所的出线以及断路器与主变压器之间的连接。 PVC电缆结构 XLPE电缆结构 （a）纸绝缘铝（铅）包钢带铠装 (b)纸绝缘分相铝（铅）包裸钢带铠装n新

9、型电缆：低温电缆、超导电缆。 电 缆4-2、三相线路参数计算、三相线路参数计算等值电路一、电阻一、电阻R-反映电能损耗反映电能损耗n 注意的是：三相工频交流电流有注意的是：三相工频交流电流有集肤效应集肤效应与与邻近效应邻近效应及导体因采用及导体因采用“绞线绞线”等原因等原因致使比直流电阻值稍大；另外，在应用时致使比直流电阻值稍大；另外，在应用时（查手册时）要考虑环境温度的影响。（查手册时）要考虑环境温度的影响。n 计算式是计算式是：r=/s， r=r201+a(t-20) a为为温度系数。温度系数。二、二、电感电感L-电抗电抗XL-反映载流导体磁反映载流导体磁场效应场效应1、基本算式基本算式2

10、xfLLidliH BHn1 1）在距导线外部）在距导线外部x x处处的外部磁场可简化的外部磁场可简化2ixH在空气中在空气中 穿过导线外表面的磁通量或磁通链为穿过导线外表面的磁通量或磁通链为单位长度磁通链单位长度磁通链002ixB000ln2xrilxl dxWebr B00ln /2iDWeb mrn2 2）当）当 时，即导线时，即导线内部磁场强度内部磁场强度为为n式中式中 得得xr2xiixH22xxiir22ixirHn磁通密度磁通密度n导线内部单位长度磁通链为导线内部单位长度磁通链为 n对于单位长度导线所匝链的全部磁通链对于单位长度导线所匝链的全部磁通链为为22ixirB232400

11、 /28rriixx iidxdxWeb mrrB000lnln /2824riiiDiDWeb mrrn铝或铜或钢芯铝线则其铝或铜或钢芯铝线则其1r1000414lnlnlnln222iiiDDDerrre0ln2DLir输电线路电抗输电线路电抗n在在n n根导线系统里，每一根导线流过的电根导线系统里，每一根导线流过的电 流为流为 ，且有，且有n对于第对于第j j根导线单位长度所匝链的磁通链根导线单位长度所匝链的磁通链j j是是所有导线产生匝链导线所有导线产生匝链导线j j的磁通链之和，即的磁通链之和，即 1,2,jijn1210nnjjiiii12jjjjijnn计算距导线计算距导线j为距

12、离为距离Dij的磁通链为的磁通链为10 11120 222000ln2ln2lnln22ln2pjjpjjjjpjjpjjjjjnpnjnjnDiDDiDiDiDDrDiD1201212011221212lnlnlnln2lnlnln21111 lnlnlnlnppjpnpjjnjjjjnppnnpjnjjjjnDDDDiiiiDDrDiDiDiDiiiiDDrD1111211221222212nnnnnnnnLLLiLLLiLLLi Li参考参考电力系统分析电力系统分析（上）何仰赞编，附录（上）何仰赞编，附录q单根圆柱形非铁磁材料的长导体，其单位长单根圆柱形非铁磁材料的长导体，其单位长度的自

13、感度的自感L（H/m）为：）为： DS=r*e-0.25, 自几何均距。自几何均距。q两根平行圆柱形非铁磁材料的长导体，其单两根平行圆柱形非铁磁材料的长导体，其单位长度的互感位长度的互感M（H/m）为：）为： D为两导线之间的距离。为两导线之间的距离。12ln20SDlL12ln20DlL2）三相输电线路的等值电感（设三相系统对三相输电线路的等值电感（设三相系统对称运行，即有称运行，即有ia+ib+ic=0）q三相导线对称排列时（呈正三角形）三相导线对称排列时（呈正三角形）n某相（某相（A相）总的磁链为：相）总的磁链为：aScbaScbaaiDDiiDliDliiMLiln212ln12ln2

14、00故有 ： L=SDDln20n当三相排列不对称时当三相排列不对称时-此时必须经过此时必须经过“导线换位导线换位”来使三相恢复对称来使三相恢复对称3121011ln1ln2DiDiDicbaaa1232011ln1ln2DiDiDicbaaa2313011ln1ln2DiDiDicbaaa则整换位时导线则整换位时导线A第第段交链的磁链为：段交链的磁链为：同理第同理第段、第段、第段分别为：段分别为：故故A相的相的平均电感平均电感为：为： 距为三相导线的互几何均式中31323120,ln2/31DDDDeqDDiLSeqa注意：注意：DS的取值（对单股导线的取值（对单股导线DS为为0.779r;

15、 多股多股0.7240.771r; 钢芯铝线钢芯铝线0.770.90r）n具有分裂导线的输电线路的等值电感具有分裂导线的输电线路的等值电感均距称为分裂导线的自几何其中bSSbeqDDDL,ln204332*09. 14,3,dDdDdDSSS时为时为 注意：DSb的取值为2 时等值半径增大（等值半径增大（DSr)因而分裂导线使电感减少因而分裂导线使电感减少 一般而言，单导线电抗为一般而言，单导线电抗为0.4/Km；当；当分裂数为分裂数为2、3、4时时,其电抗为其电抗为0.33/Km、0.30/Km、 0.28/Km。SbeqLSeqLDDXDDXlg1445. 0lg1445. 0或3）、输电

16、线路的等值电抗）、输电线路的等值电抗XL（/Km）3、电导、电导G-反映泄漏电流和空气游离（电反映泄漏电流和空气游离（电晕）引起的有功损耗。一般认为电导为晕）引起的有功损耗。一般认为电导为0n电晕临界电压（起晕电压）电晕临界电压（起晕电压） 其中其中m1为导线表面状况系数为导线表面状况系数0.830.87, m2为气象为气象状况系数状况系数0.801.0，=3.92p/(273+t)为空气相对密为空气相对密度度,p为大气压（为大气压（Pa）,r为导线半径（为导线半径（cm），），D为相为相间距离（间距离（cm）。发生电晕时每相等值电导为（）。发生电晕时每相等值电导为（ VL为线电压）：为线电压

17、）：)(lg*3 .4921KVrDrmmVcr)/(kmSVpgLg4、电容、电容C-容抗容抗XC（或（或电纳电纳B）-反反映带电导体的电场效应映带电导体的电场效应1）、基本算式）、基本算式设点设点P是带电（电荷为是带电（电荷为+q , -q）的平行长导线）的平行长导线A、B所产生的电场中的任一点，则所产生的电场中的任一点，则P点处的电位点处的电位为（利用叠加原理）：为（利用叠加原理）：2112221121ln2lnln2oooopppddddqddddqvvv 此处是以此处是以O点为点为零电位参考点零电位参考点。若以。若以A、B对称对称面为参考时则为：面为参考时则为：,ln212ddqvp

18、此公式应用于导线之表面时则导线上电位为：此公式应用于导线之表面时则导线上电位为： rDqrrDqvAln2ln22）三相输电线路的等值电容（整换位后）三相输电线路的等值电容（整换位后）-镜象法处理镜象法处理n 在整换位的第在整换位的第段时，导线段时，导线a ,b ,c处在处在1、2、3位置，在此时的电场中导线上的电位为：位置，在此时的电场中导线上的电位为：3131121211lnlnln21DHqDHqrHqvcbaa镜镜像像法法n在整换位的第在整换位的第段时，导线段时，导线a ,b ,c处在处在2、3、1位置，在整换位的第位置，在整换位的第段时，导线段时，导线a ,b ,c处处在在3、2、1

19、位置，同上。位置，同上。121223232lnlnln21DHqDHqrHqvcbaa232331313lnlnln21DHqDHqrHqvcbaan近似计算时（考虑到qa+ qb +qc=0）332113231232313121lnln231HHHHHHrDDDqvvvvaaaaa化简后得三相输电线路（单导线）等值电容为：)/(10lg0241. 06kmFrDCeq3）三相线路采用分裂导线的电容类似得：）三相线路采用分裂导线的电容类似得：径为一相导线组的等值半其中eqeqeqrkmFrDC),/(10lg0241. 062分裂时为:rdreq3分裂、4分裂时分别为：433209. 1,rd

20、rrdreqeq分分裂裂导导线线的的镜镜像像4）三相导线的电纳）三相导线的电纳)/(10lg58. 76kmSrDbeqeq4-3 三相线路的等值电路（模型）三相线路的等值电路（模型）一、输电线路分布参数模型一、输电线路分布参数模型1、分布参数与集总参数分布参数与集总参数电路模型电路模型n当实际电路的尺寸（某一当实际电路的尺寸（某一“相相”）可以与电路）可以与电路中的信号波长相比拟时，需用分布参数电路模中的信号波长相比拟时，需用分布参数电路模型。型。2、长线的等值电路及其参数、长线的等值电路及其参数n长线的等值电路，如图。长线的等值电路，如图。n长线稳态方程及其参数长线稳态方程及其参数线路基本

21、模型线路基本模型长线的等值电路n由,)(0dxLjrIVddxCjgVdxCjgVdVId0000 xCxCxxeZAeZAIeAeAV2121,jLjrCjg)(0000得：称为线路的称为线路的传播系数传播系数，相位系数相位系数，衰减系数衰减系数。其中ZC呈电阻性质，称为呈电阻性质，称为波阻抗波阻抗（是输电线路的特（是输电线路的特性参数与纯电组不同）性参数与纯电组不同） A1、A2是中间变量是中间变量CCCjXRCLrjCLCjgLjrZ0000000002n长线上任一点处的电压、电流的表达式为：长线上任一点处的电压、电流的表达式为：chrxIshrxZVIshrxZIchrxVVCC222

22、2 线路首末两端电流电压为：线路首末两端电流电压为： chrlIshrlZVIshrlZIchrlVVCC221221上式即二端口网络方程。上式即二端口网络方程。同二端口网络的通用方程相比较同二端口网络的通用方程相比较1212UABUICDI1212UUIIccch lZ sh lsh lch lZADBCADBC1ccch lsh lZ sh lZ 二、输电线路集中参数模型二、输电线路集中参数模型1、集中参数等值电路、集中参数等值电路2、等值电路中参数及其简化计算、等值电路中参数及其简化计算“”型等值电路型等值电路1U2U1I2IZ/2Y/2Y( )a“T”型等值电路型等值电路1U2U( )

23、bYT/2TZ/2TZn在电力系统分析中常用在电力系统分析中常用“”型等值电路。型等值电路。对对“”型电路可列出它的始末端电压、型电路可列出它的始末端电压、电流关系式：电流关系式：22122122222121212121212IZYUYZYUYUYIIIZUZYZYUIUU112cZY Zch lZ lsh lZZ sh lsh lZK Zll2211Ycch lYch lK YZZsh lZY其中 与 表示线路总阻抗总导纳n长线路长线路精确计算时（以精确计算时（以形为例）形为例）21CZYCZZ shrlK ZchrlYK YZ shrln中等长度线路中等长度线路近似计算时近似计算时n短线路

24、短线路80km以下，导纳不计。以下，导纳不计。n修正计算修正计算时时 将将KZ ，KY 利用数学化简即可。利用数学化简即可。（略）。（略）。n工频稳态一般用近似计算，此时将工频稳态一般用近似计算，此时将300km架空架空线路或线路或100km电缆用一个电缆用一个形表示，更长线路形表示，更长线路用多个用多个形串联。形串联。0000()()ZZrjx lYYgjb l二、输电线路常数及传输矩阵二、输电线路常数及传输矩阵ABCD1U1I2U2IT1212ABUUCDIIDCBAT为输电线传输矩阵为输电线传输矩阵 24212YZYZYZchlchDA120612YZYZZYZYZshZlshZBc12

25、06112YZYZYYZYZshYlshZCc 短线路短线路 ADYZYCZBYZA;41;21 中等长度线路中等长度线路 ADCZBA; 0; 1两部分输电线串联两部分输电线串联33332122111IUIUIUIUTTTT1U1I2U2I3U3I1T2T三、均匀长线特性概念三、均匀长线特性概念RRsRRsDCBAIUIIUU;ZlshClZshBlchDA122lshlchBCAD1 1、传播速度、传播速度n在线路上以在线路上以电磁波形式电磁波形式输送电能输送电能，在线路末端，在线路末端将发生反射，在线路上将发生反射，在线路上不仅有前进的波，还有不仅有前进的波，还有反射波，线路上的电流反射

26、波，线路上的电流和电压是前进波及反射和电压是前进波及反射波的合成，它们各以相波的合成，它们各以相同的速度及相反的方向同的速度及相反的方向移动。反射波增加了线移动。反射波增加了线路中的电压和电流，传路中的电压和电流，传播速度为：播速度为：111CLv 2、波阻抗、波阻抗Z ZC ClRslRseIIeUU,cRRssZIUIU对于无损线路，波阻抗仅取决于线路对于无损线路，波阻抗仅取决于线路结构结构尺寸与介质。尺寸与介质。11211111112122121221111121;CLgrrCgLtgCgLrzCjgLjrezZcjcc分析？分析？n同样电压等的架空线路与电力电缆，哪种波阻同样电压等的架

27、空线路与电力电缆，哪种波阻抗大些？抗大些？n一般而言，单股架空线路与分裂导线相比较，一般而言，单股架空线路与分裂导线相比较，波阻抗大些？波阻抗大些？3、自然功率、自然功率n当输电线路末端接上一负载阻抗等于当输电线路末端接上一负载阻抗等于特特性阻抗性阻抗Z ZC C时，时，此时线路传输的功率或者负此时线路传输的功率或者负载所消耗的功率称为线路载所消耗的功率称为线路自然功率自然功率。cRRRnZUIUS2*分析？分析？n同样电压等的架空线路与电力电缆，哪种自然同样电压等的架空线路与电力电缆，哪种自然功率大些？功率大些？n电压等级与自然功率有何关系？电压等级与自然功率有何关系？线路额定电压线路额定电

28、压（千伏）（千伏）自然功率（兆瓦）自然功率（兆瓦）架空线路架空线路电缆线路电缆线路35330110303002201201200330320 500910 7502200 10005000 150010000 输输电电线线路路的的自自然然功功率率4-4 变压器的等值电路及参数计算变压器的等值电路及参数计算变压器原理见变压器原理见电机学电机学一、变压器一、变压器等值电路等值电路1、电力变压器分类：、电力变压器分类：n按相数有单相变压器与三相变压器；按相数有单相变压器与三相变压器；n按绕组数有双绕组变压器与三绕组变压器；按绕组数有双绕组变压器与三绕组变压器；n普通电力变压器与自耦变压器等普通电力变

29、压器与自耦变压器等。单相变压器基本原理及等值电路单相变压器基本原理及等值电路dtdiMdtdiLirdtdirudtdiMdtdiLirdtdiru122222222211111111n理想变压器的理想特性：理想变压器的理想特性：n1）理想变压器不消耗）理想变压器不消耗能量，即能量，即r=0； n2）没有任何漏磁通，）没有任何漏磁通，即即1=2=，即耦合，即耦合系数系数n3）铁芯磁导率）铁芯磁导率为无为无限大，即各绕组自感与限大，即各绕组自感与互感都等于无限大。互感都等于无限大。121LLMK2121NNuu1221NNii02211iuiu变压器及等值电路变压器及等值电路1i1r1sLmrm

30、L2sr2sL2i1U2U1222NiiN12:NN1imrmL2i1U2U12:NNrsL1imrmL2i1U2U12:NNrsL变压器及等值电路变压器及等值电路n当三相变压器联接成当三相变压器联接成Y/时，在原副边有相时，在原副边有相同的对应端情况下，原、副边的线电同的对应端情况下，原、副边的线电压（或压（或相对地电压）相位差为相对地电压）相位差为30300 0, ,即：即： 030111jNAUk eUa电力变压器常见的联接组别有三种电力变压器常见的联接组别有三种 ：12Y/Y;11/Y;11/Y00变压器及等值电路变压器及等值电路abcxyzxyzABCoABCa(y)b(z)c(x)

31、xyz(a)(b)a(z)b(z)b(x)c(y)变压器变压器Y0/-11(-11(虚线表示虚线表示Y0/1 1）联接联接（a a）联接图联接图 （b b）向量图向量图变压器变压器正（负）序参数正（负）序参数计算计算n1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算（1）电阻计算）电阻计算（2）电抗计算）电抗计算（3）电导计算）电导计算（4）电纳计算）电纳计算n2三绕组变压器参数计算三绕组变压器参数计算n3自耦变压器参数和等值电路自耦变压器参数和等值电路运行中的变压器运行中的变压器2、变压器等值电路（含自耦变压器）、变压器等值电路（含自耦变压器）注意：注意：1）励磁支路前移；）励磁支路前移； 2）所

32、有参数均为折算到一次侧的值。）所有参数均为折算到一次侧的值。二、变压器参数计算二、变压器参数计算1、电力变压器铭牌上的试验（出厂试验）数、电力变压器铭牌上的试验（出厂试验）数据据n短路试验（也称为负载试验）：短路试验（也称为负载试验）：短路损耗短路损耗（铜损）（铜损）PS、短路电压、短路电压VS% n空载试验：空载试验：空载损耗（铁损）空载损耗（铁损）P0、空载电、空载电流流I0%n注意：变压器进行上述试验时的接线特点与注意：变压器进行上述试验时的接线特点与加压要求。加压要求。2、双绕组变压器参数、双绕组变压器参数（1）电阻）计算电阻）计算：在变压器短路试验中所测得的短路损耗在变压器短路试验中

33、所测得的短路损耗PK近似近似等于额定电流流过变压器时绕组中的总铜耗，即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由铜耗与电阻之间的关系 得：得：222233( )3NNcuNTTTNNSSPI RRRwUU2222NNTcukNNUURPPSS注意单位的一致性注意单位的一致性PK用用KW，SN用用MVA，UN用千伏，则写成：用千伏，则写成： 221000kNTNPURS（2）XT-变压器绕组（一次与二次绕组）变压器绕组（一次与二次绕组）的漏电抗的漏电抗 （X）计算计算 在短路试验中，短路电压等于变压器阻抗在在短路试验中，短路电压等于变压器阻抗在额定电流下产生的

34、压降，即额定电流下产生的压降，即10033%NTNNTNkUXIUZIU 2%1001003kNkNTNNUUUUXSI（3）电导计算）电导计算变压器空载试验所得变压器空载损耗变压器空载试验所得变压器空载损耗P0近似近似等于铁耗，因此，电导可由空载损耗求得：等于铁耗，因此，电导可由空载损耗求得：320210NNfeTUPUPGGT-变压器励磁支路（主磁路变压器励磁支路（主磁路-铁芯）损耗铁芯）损耗n该损耗包括磁滞损耗、涡流损耗、附加损该损耗包括磁滞损耗、涡流损耗、附加损耗等，耗等，铁芯损耗近似等于空载损耗铁芯损耗近似等于空载损耗 GT = PFe/V2N P0/V2N（4）电纳计算）电纳计算变

35、压器的电纳代表变压器的励磁功率。由于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，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。无功分量和空载电流在数值上几乎相等。IBI0，而而TNbBUI3所以所以002%3%( )100100NNTNNIIISBsUUBT电纳电纳-变压器励磁功率（变压器空载电流包含有变压器励磁功率（变压器空载电流包含有功分量与无功分量，与励磁功率对应的是功分量与无功分量，与励磁功率对应的是无功分量，该值占主要部分）无功分

36、量，该值占主要部分） 5）KT-变压器的变比变压器的变比 指的是指的是线电压线电压之比，不一定是绕组间匝之比，不一定是绕组间匝数（铁芯柱）之比。数（铁芯柱）之比。 KNT指变压器的额定变比（主分接头）指变压器的额定变比（主分接头） KNT = V1N / V2N1双绕组变压器参数计算双绕组变压器参数计算n【例例5-2】有一台有一台121/10.5121/10.5千伏、容量为千伏、容量为3150031500千伏安的三相双绕组变压器，其短路千伏安的三相双绕组变压器，其短路损耗为损耗为200200千瓦，空载损耗为千瓦，空载损耗为4747瓦，短路电瓦，短路电压百分数为压百分数为10.510.5，空载电

37、流百分数为，空载电流百分数为2.72.7，试计算变压器等值阻抗与导纳。试计算变压器等值阻抗与导纳。n解：计算变压器阻抗解：计算变压器阻抗1）串联电阻）串联电阻（归算到（归算到121千伏电压侧）千伏电压侧）95. 25 .31121100020010002222NNkTSUPR标么值 31035. 65 .3110002001000NkTSPR低压低压R RT T（低）低） 222102222. 25 .315 .101000200低TR标么值标么值 2232102222. 25 .315 .101035. 6NNTTSURR低2）串联电抗）串联电抗105. 01005 .10100%kTUX3

38、675. 05 .315 .10105. 05 .485 .31121105. 02222NNTTNNTTSUXXSUXX低高3）励磁回路（并联）导纳励磁回路（并联）导纳电导标么值计算 301049. 15 .311000471000NTSPG电导有名电导有名值值 SUSGGSUSGGNNTTNNTT5232523210426. 05 .105 .311049. 11032. 01215 .311049. 1低高电纳标么值电纳标么值 027. 01007 . 2100%0IBT SUSBBNNTT4221058. 01215 .31027. 0高电纳有名值电纳有名值 低压侧的BT（低） SUS

39、BBNNTT3210771. 0低3、三绕组变压器参数计算、三绕组变压器参数计算注意：变压器进行上述试验时必然要受到注意：变压器进行上述试验时必然要受到试验接试验接线方案的限制线方案的限制三绕组变压器短路试验是在两个绕组间进三绕组变压器短路试验是在两个绕组间进行，另一绕组为开路行，另一绕组为开路，按双绕组变压器来，按双绕组变压器来做。另外，做。另外，额定容量不同，将受到较小容额定容量不同，将受到较小容量绕组的额定电流的限制量绕组的额定电流的限制1UTGTjBRjX22RjX33RjX2U3U13:NN23:NN三三绕组变压器等值电路绕组变压器等值电路1）R1、R2、R3-三绕组变压器各绕三绕组

40、变压器各绕组的等值电阻组的等值电阻（额定容量相同时）（额定容量相同时）131332322121kkkkkkkkkPPPPPPPPP213231331322123213211212121kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP当各绕组的容量不相同时（当各绕组的容量不相同时（100/100/50、100/50/100、100/100/67、100/67/100）n注意注意：工厂试验时不能超过各绕组额定容量，工厂试验时不能超过各绕组额定容量，提供的试验值提供的试验值P/S(1-2) 、P/S(2-3) 、P/S(1-3)是是受本试验各绕组额定容量的限制，故需折算受本试验各绕组额定容量的限制，

41、故需折算到变压器的额定容量后再进行计算。到变压器的额定容量后再进行计算。 PS(1-2) =P/S(1-2)SN/S2N2 PS(1-3) =P/S(1-3)SN/S3N2 PS(3-2) =P/S(3-2) SN/minS2N,S3N2n额定容量不同时额定容量不同时，必须对工厂提供的短路试验，必须对工厂提供的短路试验的数据进行折算，的数据进行折算，例如对于一台例如对于一台100/50/100类类型变压器型变压器 进行折算进行折算kNNkkkNNkkPIIPPPIIPP42/42/2)32(322)21(2123max()2()()102NNNNSnNSSNPVRSSRRSn当厂家给出的是一个

42、最大短路损耗当厂家给出的是一个最大短路损耗PSmax时，时，它指的是两个它指的是两个100%容量的绕组通过额定电容量的绕组通过额定电流，而另一绕组空载时的损耗。此时流，而另一绕组空载时的损耗。此时100%容量绕组的电阻为：容量绕组的电阻为： R（SN） = PSmax V2N / 2S2N， 另一绕组的电阻为：另一绕组的电阻为： R（S/N） = SN / S/N * R（SN）2）X1 、X2 、X3-三绕组变压器等值电抗三绕组变压器等值电抗%313132322121kkkkkkkkkUUUUUUUUU%21%21%21%213231331322123231211kkkkkkkkkkkkUU

43、UUUUUUUUUU100%100%100%332211kkkUxUxUxn对于短路电压百分数，按国标规定制造厂提供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的短路电压是已经归算到变压器额定电流已经归算到变压器额定电流时的时的数值。因此，第数值。因此，第II、III类变压器对于短路电压类变压器对于短路电压不需要再进行归算了。不需要再进行归算了。对于三绕组变压器对于三绕组变压器升压升压/降压变压器降压变压器如何从电如何从电抗数值判断？抗数值判断？n升压变压器：中低高升压变压器：中低高n降压变压器：低中高降压变压器：低中高3）GT、BT、KT同双绕组变压器。同双绕组变压器。？3、自耦变压

44、器、自耦变压器1）自耦变压器的特点：自耦变压器的特点：n 一次绕组与二次绕组间不仅有磁的联系而且一次绕组与二次绕组间不仅有磁的联系而且有电的直接联系。有电的直接联系。n 相对同容量、同电压级的普通变压器，其重相对同容量、同电压级的普通变压器，其重量轻、体质小、经济性好，主要用于联络两量轻、体质小、经济性好，主要用于联络两个或三个电压等级相差不太大的电网（如个或三个电压等级相差不太大的电网（如220KV与与500KV电网的联络普遍采用自耦变电网的联络普遍采用自耦变压器）；但因其结构特点，其中性点要求直压器）；但因其结构特点，其中性点要求直接接地，给变压器的继电保护与防雷保护等接接地，给变压器的继

45、电保护与防雷保护等方面增加了复杂性。方面增加了复杂性。1）由于自耦变压器一、二次侧有直接的电的联由于自耦变压器一、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系，为了防止高压侧单相接地故障而引起低压侧过电压，其侧过电压，其中性点必须牢靠接地中性点必须牢靠接地。2）自耦变压器两侧）自耦变压器两侧都需安装避雷器都需安装避雷器，以防止过，以防止过电压。电压。3）自耦变压器短路电压比普通变压器小得多，）自耦变压器短路电压比普通变压器小得多，因此因此短路电流较普通双绕组变压器大。短路电流较普通双绕组变压器大。2）参数计算）参数计算n双绕组自耦变压器同普通双绕组变压器双绕组自耦变压器同普通

46、双绕组变压器（因一次、二次绕组容量相同）（因一次、二次绕组容量相同）n三绕组自耦变压器（一次、二次绕组容量三绕组自耦变压器（一次、二次绕组容量相同、第三绕组容量通常接成三角形接法相同、第三绕组容量通常接成三角形接法且且其容量不少于额定容量的其容量不少于额定容量的15%，为为30%的占多数）的占多数）n计算电阻计算电阻R、电抗、电抗X时需进行折算（同上）时需进行折算（同上）。 n当提供的短路电压当提供的短路电压V/S(1-3)%、V/S(2-3)%未经未经折算时，还需要折算到额定容量：折算时，还需要折算到额定容量： VS(1-3) %=V/S(1-3)%*（SN/S3N） VS(2-3) %=V

47、/S(2-3)%*（SN/S3N）短路电压折算短路电压折算1 31 332 32 33%NkkNkkSUUSSUUS三、变压器的三、变压器的型等值电路型等值电路双绕组变压器双绕组变压器等值电路等值电路1等值电路等值电路2等值电路等值电路3三绕组变压器三绕组变压器等值电路等值电路2说明：说明：nT型等值电路型等值电路中所有参数均折算到一次侧，中所有参数均折算到一次侧，后续元件（或电路）的参数（阻抗等）接入后续元件（或电路）的参数（阻抗等）接入变压器的等值电路时必须经过折算，利用该变压器的等值电路时必须经过折算，利用该电路计算得到的后接元件上的电压、电流仍电路计算得到的后接元件上的电压、电流仍需需

48、折算折算到原来电压等级才是元件实际的电流、到原来电压等级才是元件实际的电流、电压值；电压值；n采用采用型等值电路型等值电路时，与变压器相联的元件时，与变压器相联的元件可以直接应用其参数的可以直接应用其参数的实际值实际值，计算结果也，计算结果也是实际值。计算机计算电力系统时采用是实际值。计算机计算电力系统时采用型型等值电路方便些。等值电路方便些。四、变压器非标准变比的概念四、变压器非标准变比的概念额定变比，或称标准变比（以额定变比，或称标准变比（以星形接法星形接法为例）为例） 21NNKa变压器变压器非标准变比非标准变比 abKKK实际变比实际变比 abKKK？提出变压器非标准变比？提出变压器非标准变比n去磁耦合电路去磁耦合电路n标么制中标么制中4-6 标么制标么制一、标么制（相对值）一、标么制（相对值）1、标么值的定义、标么值的定义n标么值标么值 = 实际有名值（任意单位）实际有名值（任意单位）/基准值基准值（与有名值同单位）（与有名值同单位） 如如I*=I/IB；U*=U/UB；S*=S/SB=P*+