第三章電力系統主設備元件

變壓器：等值電路及參數計算輸電線路：結構及參數開關電器：種類和工作原理互感器：誤差及接線方式第1節電力變壓器的等值電路及參數計算

雙繞組三繞組自耦按每相繞組的結構分類1.1雙繞組變壓器參數計算

雙繞組變壓器Г型等值電路

雙繞組變壓器的T型等值電路變壓器額定容量SN變壓器額定電壓UN短路損耗ΔPs阻抗電壓百分數Us%

空載損耗?P0空載電流百分數I0%等值電路計算所用參數雙繞組變壓器Г型等值電路

說明關于參數變壓器容量為三相的總容量變壓器銘牌上的電氣參數：損耗是三相總損耗、百分數是相對于相電壓（電流）的百分比計算所得變壓器等值電路中的參數指的是每一相的參數等值電路：Г型和Π型。重點為Г型僅討論三相對稱運行的情況1.1.1電阻計算

試驗條件：一側短路，另一側加壓直到其電流達到額定值試驗結果：外施電壓（阻抗壓降）Us

輸入功率（即短路損耗）ΔPs

短路試驗接線示意圖短路試驗等值電路等值電路計算電路電阻的計算公式IN為變壓器的額定電流，AUN為變壓器的額定電壓，kVSN為變壓器的額定容量，kVA

RT為變壓器的短路電阻，?1.1.2電抗計算

IN為變壓器的額定電流，AUN為變壓器的額定電壓，kVSN為變壓器的額定容量，kVAXT為變壓器的短路電抗，?注意：短路電阻、電抗都是指歸算到某一側額定電壓的兩側繞組的總電阻、總電抗，表征繞組的特性

短路試驗等值電路1.1.3電導計算

試驗條件：一側開路，在另一側加額定電壓試驗結果：有功損耗（即空載損耗）?PO（kW）空載電流百分數IO%空載試驗接線圖

空載試驗等值電路等值電路計算電路電導的計算公式∵?PO≈?PFe1.1.4電納計算

空載試驗等值電路∴I0≈IB

空載電流相量圖電納計算公式電納和電導是反應鐵心（激磁）特性的參數進行計算時應注意的問題各參數的單位等值電路中各參數的物理意義額定電流IN，A額定電壓UN，kV額定容量SN，kVA損耗，kW電阻、電抗，?電導、電納，S1.2三繞組變壓器參數計算

作用：用于連接三個不同電壓等級的電網。優點：代替兩臺雙繞組變壓器，降低設備成本，提高供電的可靠性與靈活性。等值電路三繞組變壓器的等值電路三繞組變壓器的繞組布置示意圖（a）升壓布置（b）降壓布置1-高壓繞組；2-中壓繞組；3-低壓繞組1.2.1繞組布置與額定容量額定容量各電壓等級的容量配置可以不同

國家標準規定的容量比有三種類型：100（高）/100（中）/100（低）100（高）/100（中）/50（低）100（高）/50（中）/100（低）

三繞組變壓器的額定容量：三個繞組中容量最大的一個繞組的容量

1.2.2電阻計算短路試驗時，可以通過分別在兩繞組間進行，另一繞組開路。

三繞組變壓器的短路試驗

依次令測得的短路損耗為△PS1-2、△PS1-3、△PS2-3，各繞組的短路損耗分別為△PS1、△PS2、△PS3

(a)對100/100/100型三繞組變壓器各個繞組的電阻為（3-12）

(b)對于100/100/50和100/50/100型三繞組變壓器

按變壓器的額定容量進行折算SN2為繞組2的額定容量；△P’S1-2、△P’S2-3為未折算的繞組間的短路損耗；△PS1-2、△PS2-3為折算到100%繞組額定容量下繞組間的短路損耗；△P’S1-3不用折算。1.2.3電抗

國標規定，短路電壓百分數已經規算到額定電流時的值

各繞組之間的短路電壓百分數分別為：

可解得各個繞組的短路電壓百分數

令各繞組的短路電壓百分數分別為US1%、US2%、US3%可求得各個繞組的電抗為

（3-16）

1.2.4電導和電納三繞組變壓器的電導和電納的計算方法完全一樣三繞組變壓器的空載試驗例3-2所得等值電路

等效電路只是數學模型，而不是物理模型

出現負值不意味著電抗是容性的

1.3自耦變壓器

兩側繞組間不僅有磁的耦合，而且還有電的直接聯系

節省材料，縮小體積，減輕重量，降低成本，損耗小

高壓大容量的電力系統中，當電壓變比不大時常采用自耦變壓器

自耦變壓器的特點1.3.1自耦變壓器的連接方式和容量關系

三繞組自耦變壓器U1-高壓，U2-中壓，U3低壓

自耦變壓器的電磁關系

高壓與低壓的關系與普通變壓器一樣

高-中壓關系：空載時的電壓關系：U1/U2=N1/N2=KA

負載時的電流關系：磁動勢應平衡：

額定容量（又稱通過容量）

S=U1I1=U2I2=Se

計算容量（串聯繞組的容量）

S串=(U1·)I1=Se(1-)=Se(1-)公共繞組的容量

S公共=U公共I=U2I2(1-)=Se(1-)結論：串聯繞組和公共繞組的容量相等，且都小于額定容量

自耦變壓器的輸出功率

S2=U2I2=U公共I1+U公共I=S傳+S電電磁功率（感應功率）

傳導功率

阻抗關系短路試驗示意圖

∴ZAT=ZT(1-)1.3.2自耦變壓器的優缺點

計算容量小于額定容量

阻抗較小，故電壓變化率較小，但短路電流較大原邊遭受過電壓時會引起副邊的過電壓

當自耦變壓器電壓變比不大時，其經濟性才較顯著

1.3.3參數計算及等值電路

與普通三繞組變壓器相同

短路試驗數據是未經折算的數值

如容量比為100/100/50的自耦變壓器，短路電壓百分數的折算：短路損耗的折算同前習題3-2參數OSFPSL-90000/220型自耦變壓器，容量比為100/100/50，?PO=77.7kW，?P’