电力变压器的参数与数学模型.docx

《电力变压器的参数与数学模型.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电力变压器的参数与数学模型2.3.1理想变压器对于理想变压器，假定：绕组电阻为零；因此绕组损耗I2R为零。铁心磁导率应是无穷大，所以铁心磁阻为零。不计漏磁通；即整个磁通为铁心和一次侧绕组、二次侧绕组相交链的磁通。不计铁心损耗。图2-20双绕组变压器内部结构双绕组变压器示意图图2-21■.<从安培和法拉第定律知：(2-46)磁场强度矢量Hc为明/=双山_弧&（2-47）其中，磁场强度、磁感应强度和磁通量的关系为由于理想变压器铁心磁导率为无限大，则磁阻R近似为零。生■《生(2-48)上式可写为：见_昧4=0图2-21为双绕组变压器的示意图。(2-49)或者图2-21中的标记点表示电

2、压Ei和E2,在标记点侧是十极，为同相。如果图2-21中的其中一个电压极性反向，那么日与E2相位相差180°。匝数比k定义如下：理想单相双绕组变压器的基本关系为N（2-50）风用三烟由推导可得两个关于复功率和阻抗的关系如下。图2-21中流进一次侧绕组的复功率为国二即；（2-52）代入（2-50）和（2-51）」（2-53）工二即;二但）4y=贴二7可见，流进一次侧绕组的复功率Si与流出二次侧绕组的复功率S2相等。即理想变压器没有有功和无功损耗。如果阻抗乙与图2-21中理想变压器的二次侧绕组相连，那么(2-54)这个阻抗，当折算到一次侧时，为(2-55)因此，与二次侧绕组相连的阻

3、抗Z2折算到一次侧，需将Z2乘以匝数比的平方k2.3.2实际双绕组变压器1.简化条件实际单相双绕组变压器，与理想变压器的区别如下：计及绕组电阻；铁心磁导率k为有限值；磁通不完全由铁心构成；计及铁心有功和无功损耗。图2-22实际单相双绕组变压器的等效电路图电阻R］串联于图中一次侧绕组，用于计及该绕组损耗I2R。电抗X］为一次绕组的漏电抗，串联于一次绕组用于计及一次绕组的漏磁通。这个漏磁通是仅与一次绕组交链的磁通的组成部分，它引起电压降落,对应口且超前/1g09。漏电抗引起无功损耗耳&。类似的，二次绕组中串联了电阻R上和电抗由于变压器铁心磁导率%为有限值，式（2-48）中磁阻为非

4、零。除以(2-56)定义等式（2-56）右侧项为£,称为磁化电流，相位滞后可以通过并联电感元件一电纳描述西。另外，实际上还有另外一个并联支路，通过电阻器一电导G西描述，输送电流为铁心损耗电流『。i与豆］同相位。当包含铁心损耗电流『时，上式变为(2-57)图2-22中的等效电路，包括并联导纳值_风）°注意当二次绕组开路（£广0），一次绕组输入为正弦电压匕，Ii包括两个部分:铁心损耗电流和磁化电流与乙相关联的有功损耗WW有功损耗为铁心损耗，包括磁滞和涡流两个部分。磁滞损耗的产生是因为铁心中磁通变化一个循环需要消耗热能。采用高品质的钢合金作为铁心材料可以减少磁滞损耗。涡流的产生是因为

5、磁铁心的感应电流（涡流）与磁通正交。同样可以通过采用合金钢薄片作为铁心使涡流损耗降低。与］相关联的无功损耗为var。这个无功功率用于磁化铁心。向量和称为励磁电流T4/丁.制*e（a）二次侧的电阻和漏电抗归算到一次侧；（b）忽略并联支路；（c）忽略励磁电流和内阻图2-23变压器等值电路图（2-23）为工程中单相双绕组变压器的三种等效电路。图（2-23）（a）,二次侧的电阻和漏电抗及士归算到一次侧后的等值电路。图（2-23）（b）忽略并联支路，即忽略励磁电流。因为励磁电流通常低于额定电流的5%,在系统研究中不计励磁电流，除非特殊考虑到变压器效率或者励磁现象。对于额定容量超过500k

6、VA的大型电力变压器，绕组电阻比漏电抗小，可忽略，见图（2-23）（c）o因此，工程变压器运行在正弦稳态状态，等效电路由一个理想变压器、外部阻抗和导纳支路构成。1.参数计算2）阻抗计算在电力系统中，变压器短路试验中所测得的短路损耗Pk近似等于额定电流流过变压器时绕组中的总铜损Pcu,即Pk^Pcu而铜耗与电阻之间有如下关系：“二（2-59）4N©ATIn、Sn、UN分别为变压器的额定电流、额定功率和额定线电压。式中，RT为变压器每相绕组的总电阻，其中&、UL以VA、V为单位，Pk以W为单位。如果Pk改以kWSn、UN改以MVAkV为单位，则上式可写成耳二在短路计算实验中，短路电

7、压等于变压器阻抗在额定电流下产生的压降，即=包4国也1式/乂1。0（260）大容量变压器电抗值接近阻抗值，式中XT为变压器绕组漏抗归算到UN侧的电抗值，通常下式关系：加打（2-61）100亚,100J式中，Sn单位为MVAUN单位为kV。2）导纳计算在电力系统中，变压器励磁支路以导纳表示时，变压器空载试验所得变压器空载损耗P0近似等于铁耗Pfe,因此，电导G可由空载损耗求得G乜-玲乂―（2-62）式中，G为变压器的电导；R为变压器空载损耗；UN为变压器额定电压。由于(2-63)。%=以1篇=