曲折形联结变压器短路阻抗计算的能量法

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1、2013年电工技术学报Vol.28Sup.2第28卷增刊2TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETY2013曲折形联结变压器短路阻抗计算的能量法李锦彪（正泰电气股份有限公司上海201614）摘要推导了曲折接法变压器短路阻抗计算的能量法公式，该公式具有简单直观的特点且适合任何变压器短路阻抗的计算。算例表明，该公式完全满足工程设计需要。关键词：变压器短路阻抗能量法曲折接法中图分类号：TM402CalculationofZigzagTransformerImpedanceUsingEnergyMethodLiJinbi

2、ao（ChintElectricCo.,Ltd.Shanghai201614China）AbstractEnergytechniqueproceduresforcomputingtheleakagereactanceinzigzagtransformersarepresented.Theformulasderivedareeasytounderstandandhavethesameaccuracycomparedwiththeconventionalones.Keywords：Transformerimpedanceenergymethodzigzagc

3、onnection1磁场中磁场储能平均值计算的一般公式，在此基础1引言上，给出了曲折形接法变压器短路阻抗的计算公式，曲折形联结（又称为Zigzag联结）作为一种重实际算例表明该公式完全满足设计需要。实际上，要的绕组联结方法，在接地变压器和某些特种变压磁场储能平均值计算公式可用于任何形式变压器短器设计中被经常采用。与星形和三角形联结变压器路阻抗计算，且因为不需要进行任何匝数折算和电的最大不同是曲折形联结变压器的同一铁心柱上除流分解，因而概念更加清晰直观易于理解和掌握。了本相绕组外还有其他相绕组，因而造成以相量表示的磁势平衡方程式无法直接简化为代数形式，使2

4、短路阻抗能量法计算公式得短路阻抗计算困难。短路阻抗是变压器的最重要参数之一。绕组的[1]相对漏磁链法可用于曲折形联结变压器的短短路阻抗为额定频率和参考温度下，一对绕组中某路阻抗计算，但需要把相量形式的磁势平衡方程式一绕组端子之间在另一绕组端子短路时测得的等效分解为两个正交的代数方程式，再分别计算其对应串联阻抗zrjx。对于双绕组变压器，负载试验[2][3]的阻抗。解析法和功率法也可用于这种联结方时通常是低压绕组短路。短路阻抗通常以百分数形式变压器的短路阻抗计算，但这两种方法在磁势平式表示衡方程式正交分解的基础上还需要先计算同一铁心zIN100柱上三个

5、绕组两两之间的短路阻抗。z(%)100(PkkjQ)（1）USNN能量法是计算变压器短路阻抗的一种基本方式中，z为短路阻抗欧姆值；IN、UN为额定电流法，但一般仅应用于相量形式磁势平衡方程式能直和额定电压；SN为变压器额定容量；Pk为负载损接简化为代数方程式的场合。根据磁能密度在一个耗；Qk为变压器所吸收的无功功率。周期内的平均值可以通过磁场强度相量进行计算及变压器所吸收的无功功率可由磁场储能计算[4]QW得到，其中为电源角频率，W为变压电感与磁场储能平均值的关系，推导了变压器漏kmm器内的磁场储能。像这种通过先计算磁场储能并由收稿日期20

6、13-10-11改稿日期2013-11-18此求得变压器短路阻抗的方法称为短路阻抗计算的第28卷增刊2李锦彪曲折形联结变压器短路阻抗计算的能量法425能量法[5]。k2IiiW与一般星接或角接变压器不同，图1所示的曲i1（3）H折形接法变压器，同一铁心柱上除了本相绕组外还he有电路上串接入其他相的绕组，因此，同一铁心柱式中，H为磁场强度相量；hhe/为等效磁路长上各绕组电流相位移不再简单为0°或180°，如图度；h为绕组电抗高度；为洛氏系数。2所示。因此，不能采用文献[5]中的公式计算曲折由文献[4]可知，磁能密度在一个周期内的平均形接法变压

7、器的短路阻抗。值由下式给出1*Wmav0HH（4）4*式中，H为以最大值表示的磁场强度相量；H为H的共轭。由式（3）、式（4）并按文献[5]中类似的推导过程可得到绕组i所在区域中漏磁场能量在一个周图1星-曲折接法变压器接线图期内的平均值如下：Fig.1ConnectionofY-zigzagtransformer0heDbii**WciHi1Hi1Hi2Hi24321**bi**Hi1Hi2Hi2Hi1Hi2Hi2Hi1Hi126（5）式中，Di、bi为绕组i的平均直径和幅向宽度；Hi

8、1和Hi2分别为绕组i内外径侧由式（3）求得的磁场图2星-曲折接法变压器的相量图