双绕组变压器

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电气工程基础-系统篇
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2.3.1 电力线路正负序参数与等值电路
电力线路的正（负）序参数
三相电力线路的原始参数以单位长度的电路参数来表示
单位长度线路的串联电阻r1 单位长度线路的串联电抗x1 单位长度线路的并联电导g1 单位长度线路的并联电纳b1 各参数可以通过计算或测量来确定
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YN,d,d联结
I0
I
III
II
I0
3I0
I0
zn
绕组II、III都有零序电流
零序阻抗
z0
zI
zIIzIII zII zIII
3zn
zI I0 U 0
z III zII 3zn
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第2章 电力系统各元件的数学模型
同步发电机 变压器 输电线路 负荷
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石访 Email: shifang@sdu.edu.cn
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发电机负序等效电抗 变压器等效电路 短路实验、空载实验
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例
某发电厂内装设一台三绕组变压器，容量为120000kV.A， 三个绕组的容量比为100/50/100，额定电压为 242/10.5/121kV
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串联电阻R
反映线路通过电流时产生的有功功率损耗效应，直流电阻 通常小于交流电阻
集肤效应：导线交流电阻与直流电阻的比值随着频率的升高而增大 ，随导线截面积的增大而上升 对铜、铝绞线，当截面积不是特别大时，频率50-60Hz的交流电阻与 直流电阻相差甚微
一般电力系统计算中均可用直流电阻代替有效电阻
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零序参数记忆图
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零序励磁阻抗与变压器的结构有很大关系：
壳式变压器，零序励磁电抗也相当于无穷大；
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三绕组变压器零序参数与等值电路
在三绕组变压器中，为了消除三次谐波磁通的影响，一般 总有一个绕组是联结成三角形的，以提供三次谐波电流的 通路。因为三绕组变压器有一个绕组是三角形联结的，在 等值电路中可以忽略零序励磁阻抗
零序电压施加在绕组联结成接地星形一侧时，大小相等， 相位相同的零序电流将通过三相绕组经中性点流入大地， 构成回路，在另一侧，零序电流流通的情况则随该侧的接 线方式而异
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YNd（Y0/三角形）联结
三角形各相绕组中将感应零序电动势，因零序电流三相大
小相等、相位相同，所以它只在三角形绕组中形成环流，
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2.2.2 变压器零序参数与等值电路
变压器是静止元件，其负序参数与正序参数相同 变压器绕组中有无零序电流及其大小与变压器的结构和绕 组的接线方式密切相关
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双绕组变压器
零序电压施加在变压器绕组的三角形侧或不接地星形侧时， 无论另一侧绕组的接线方式如何，变压器中都没有零序电 流流通，变压器的零序电抗等于无穷大
通常的联结方式为YN y d (Y0 /Y/三角形)、YN yn d (Y0 /Y0/三 角形)、YN d d(Y0/三角形/三角形)等
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YN,y,d联结
I0
I
III
II
I0
3I0
I0
zn
zI
zII
I0
z III
U 0
3zn
变压器绕组II中没有零序电流通过 零序阻抗 z0 zI zIII 3zn
电阻值与温度有关
产品手册提供温度为20℃时单位长度的直流电阻，应根据实际温度 进行修正
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每相单位长度线路的交流电阻
r1 S /km
200C时的电阻率（Ω· mm2/km） 铝：ρ＝31.5 Ω· mm2/km 铜： ρ＝18.8 Ω· mm2/km 考虑集肤效应、绞线长度大于导线长度， 电阻率略大于直流电阻率
求归算到高压侧的变压器参数，并作等效电路
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自耦变压器等效电路参数的测定
自耦变压器是一次与二次绕组有共同部分的变压器
可等值于普通变压器，等值电路与参数计算方法相同。但 其第三绕组容量总是小于变压器的额定容量,如果制造厂提 供的短路数据未经归算，归算的方法也与普通三绕组变压 器相同，即将短路损耗乘以额定容量和第三绕组容量比的 平方，短路电压乘以额定容量和第三绕组容量比
而流不到绕组以外的线路上去
I0
I II
I0
3I0
经接地电阻接地零序阻抗 I0
zn
I zI I0 U 0
zII II zm0 3zn
z0
zI
zIIzm0 zII zm0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3zn
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YNy（Y0/Y）联结
I0
I
II
I0
3I0
I0
zn
I zI I0 U 0
zII II zm0 3zn
I0
zn
I zI I0 U 0
zII II zm0
3zn
变压器一次星形侧流过零序电流，二次星形侧各绕组中将 感应零序电动势，二次星形侧的零序电流能否流通，要看 与二次星形侧相连的电路中是否还有接地中性点。如果有 ，则二次绕组中将有零序电流流通，如果没有，则二次绕 组中便没有零序电流流通
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变压器星形接地侧流过零序电流，不接地星形侧各相绕组 中将感应零序电动势。但由于不接地星形侧中性点不接地 ，零序电流没有通路，所以不接地星形侧没有零序电流， 变压器相当于空载
零序阻抗
z0 zI zm0 3zn
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YNyn（Y0/Y0）联结
I0
I
II
I0
3I0
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YN,yn,d联结
I0
I
III
II
I0
3I0
I0
zn
zI
zII
I0
z III
U 0
3zn
变压器绕组III可通过零序电流，绕组II中能否有零序电流取 决于外电路有无接地点
如有接地点
z0
zI
zII z' zIII zII z' zIII
3zn
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空载损耗P0=129kW，空载电流百分比数I0%=0.65 高-中、高-低、中-低3个短路损耗（未经归算）分别为
P'k(1-2)=450kW, P'k(1-3)=188kW, , P'k(2-3)=280kW, 高-中、高-低、中-低3个短路电压百分数（已归算）分别为
Uk(1-2)%=25, Uk(1-3)%=8, Uk(2-3)%=15