电力变压器设计手册5阻抗计算

设计手册

油浸电力变压器阻抗计算

目 录

1

概述

第1页

漏磁通及漏抗电势 第1页

短路阻抗 第1页

短路阻抗允许偏差

第2页

2

电抗分量计算

第2页

电抗计算公式中的符号代表意义 第2页

双绕组变压器电抗计算 第5页

双绕组有载变压器电抗计算 第6页

双绕组变压器 (高－低－高) 电抗计算 第7页 双绕组变压器(高－低－高)电抗计算方法之一 第7页 双绕组变压器(高－低－高)电抗计算方法之二 第8页

双绕组变压器 ( 高－低－高－低 ) 电抗计算 第9页

三绕组变压器电抗计算 第10页

三绕组自耦变压器电抗计算 第11页

双绕组变压器 ( 低压Z 形联结) 电抗计算 第12页

分裂变压器电抗计算 第13页 单相分裂变压器电抗计算 第13页 三相径向分裂变压器电抗计算 第14页 三相轴向分裂变压器电抗计算

第15页

单相旁轭有载调压自耦变压器（低压励磁）电抗计算 第16页

3

电阻分量计算 第17页

4

短路阻抗计算 第17页

共 页 第 页

01 01 油 浸 电 力 变 压 器 阻 抗 计 算

1 概述

漏磁通及漏抗电势

在变压器中 , 凡没有全部链着所有绕组及所有 匝数的磁通称为漏磁通。在双绕组变压器中, 如果 其中一绕组内有电流流过, 并产生磁势, 而与其相 平衡的另一绕组内也会产生电流和磁势, 从而产生 漏磁通。并在两个绕组中分别感应出漏抗电势。 双绕组变压器一相的漏磁分布如图所示。 根据电磁感应定律, 绕组的漏抗电势正比于该 绕组的漏磁链。因此, 绕组的漏抗电势也正比于漏 磁通, 即正比于产生它的磁势 (安匝) , 反比于磁路 的磁阻。故它取决于绕组的电流和匝数, 同时也取 决于绕组的几何尺寸。

漏磁通在绕组所占据空间里流动的方向是与绕组轴向方向平行的, 常称为纵向漏磁通。相应的纵向漏磁通所产生的漏抗电势, 称为纵向漏抗电势。

由于变压器的一次、二次绕组的磁势(安匝)总是平衡的, 但由于绝缘结构及调压线段等缘故, 从而沿绕组整个高度上一次、二次绕组的安匝数并不完全处于平衡状态, 即在一些区域里, 一次、二次绕组的安匝数不相等, 各等效绕组的有效安匝数等于各区域内一次、二次绕组的安匝数之差。这样, 相当于在绕组整个高度上交错地排列着几个等效绕组。某等效绕组的有效安匝数必然与其相邻的一个或几个区域的等效绕组的有效安匝数相平衡。而相互平衡的磁势将产生漏磁通。此漏磁通在绕组所占据空间里流动的方向是与绕组轴向方向相垂直的, 称为横向漏磁通。横向漏磁通所产生的漏抗电势,称为横向漏抗电势。 因此, 绕组的漏抗电势, 实际上是由纵向漏抗电势与横向漏抗电势两部分组成。不过一般横向漏抗电势比纵向漏抗电势小得多, 所以, 在变压器计算中, 往往仅计算纵向漏抗电势。但在某些大型变压器中, 当横向漏抗电势占一定比例时, 才需要计算横向漏抗电势。 短路阻抗

变压器的短路阻抗是指在额定频率和参考温度下, 一对绕组中某一绕组端子之间的等 效串联阻抗 Z = R + j X(Ω)。确定此值时，另一绕组的端子短路，而其他绕组（如果有）开路。短路阻抗，它是由折到某一绕组同一匝数的两个绕组的漏电抗之和的电抗分量及由变压器的负载损耗计算而得的电阻分量组成。在变压器的阻抗中, 电抗分量所占比例较大, 随着变压器容量的增大, 此比例也将增大。在大型变压器中, 完全可用电抗值来代替阻抗

值。对于三相变压器, 表示为每相的阻抗。短路阻抗一般常以无量纲的相对值来表示, 即表

示为该对绕组中同一绕组的参考阻抗Z ref = U 2

／P r 的分数值(标么值)或百分数表示,则有: Z % = 100 Z ／ Z ref ⊙

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油 浸 电 力 变 压 器

阻 抗 计 算

设 计 手 册

图 双绕组变压器一相的漏磁分布

Z ref = U 2／P r

式中: U —Z 和Z ref 所属的绕组的电压(额定电压或分接电压) ; P r —额定容量基准值。

此相对值也等于短路试验中为产生相应额定电流(或分接电流)时所施加的电压与额定电压之比或化成百分数表示。

短路阻抗允许偏差

短路阻抗允许偏差, 国家标准GB 《电力变压器》规定如表 所示, 考虑到制造和试验的偏差, 其短路阻抗计算值的允许偏差, 一般不超过±3 %。

表 短路阻抗允许偏差表

项 目

允许偏差

·有两个独立绕组的变压器，或 ·多绕组变压器中规定的第一对独立绕组

主 分 接 当阻抗值≥10%时, ± %

当阻抗值＜10%时, ±10 % 其他分接 当阻抗值≥10%时, ±10 %

当阻抗值＜10%时, ±15 % ·自耦联结的一对绕组，或

·多绕组变压器中规定的第二对独立绕组 主 分 接 ±10 % 其他分接 ±15 %

其他绕组对

±15 %按协议正偏差可加大

注: 第一对独立绕组:升压变压器指高压—中压绕组; 降压变压器指高压—低压绕组。

2 电抗分量计算

电抗计算公式中的符号代表意义 f ——额定频率(Hz);

IW ——分接的每相安匝(A); 如是单相两柱式取每柱安匝; ΣD R —漏磁等值总面积(cm 2); 按后面相关的公式计算; λ—— 漏磁总宽度(cm); 见后面相关的图及按相关的公式计算; e t —— 每匝电势(V); 见线圈计算; 可按公式计算;

H k ——平均电抗高度(cm); 先按线圈计算中公式及公式分别计算各线圈 电抗高度, 然后再计算平均电抗高度; 按后面相关的公式计算; B q1, B q2, B q3 ——各线圈的辐向尺寸(cm); 按线圈计算中公式及公式计算; A 12, A 13,A 23, ——各对线圈间主空道尺寸(cm); 按线圈计算中公式及公式 计算及见后面相关的图;

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