变压器零序阻抗的实测与计算

变压器阻抗保护整定计算规则
变压器阻抗保护整定计算规则如下：
1. 计算变压器的额定电流Ie和额定电压Ve。

2. 根据变压器的额定电流、额定电压和变比，计算出变压器的阻抗值。

阻抗Z=Ve^2/Ie。

3. 确定变压器阻抗保护设置值，通常取阻抗值的5%-10%。

4. 计算阻抗保护CT的额定电流Ir。

Ir=Ie×Kz，其中Kz为整定系数，通常取2-4。

5. 根据阻抗保护CT的额定电流Ir，计算出阻抗保护的整定值。

阻抗值
Zs=Ve^2/Ir。

6. 设置阻抗保护的零序系数，一般采用100%或80%。

7. 根据阻抗保护的整定值和零序系数，计算出阻抗保护的三段电流设置值。

8. 设置阻抗保护的动作时间和重合闸时间。

通常动作时间为0.3s-0.5s，重合闸时间为2s-5s。

注意事项：
1. 在计算阻抗保护整定值时，应根据变压器的实际情况进行调整，如考虑变压器的内阻等因素。

2. 在设置阻抗保护的动作时间和重合闸时间时，应根据电网的实际情况进行调整，如考虑故障电压的变化等因素。

变压器零序阻抗的测量在额定频率下，三相星形或曲折形联接绕组中，连接在一起的线路端子与其中性点端子之间的以每相欧姆数表示的阻抗，即为零序阻抗。

对于联接组标号为YNynod11,YNd11的变压器，其中有一个是封闭的三角形连接的绕组，此类绕组均属有安匝平衡的绕组，这类绕组的零序阻抗是线性的，其值与试验电流的大小无关，一般只测一点就可以了。

这种情况下测得的零序阻抗称为“短路零序阻抗”。

对于联接组标号为YNyno的变压器，其零序阻抗为非线性的，随着施加电流的增加而减小，属无安匝平衡绕组。

变压器的正序、负序和零序等值电路具有相同的形状。

X IR I XⅡRⅡR m X mX IR m X mXⅡRⅡRⅢXⅢR I变压器个绕组的电阻和漏抗，在不同的相序下都是相同的。

即：R+I= R-I =R o I R+Ⅱ= R-Ⅱ=R oⅡR+Ⅲ=R-Ⅲ=R oⅢX +I =X -I =X o I X +Ⅱ=X -Ⅱ=X o Ⅱ X +Ⅲ=X -Ⅲ=X o Ⅲ变压器正序、负序的励磁电抗完全相同，变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构密切相关。

三相组式、三相四柱、三相五柱，零序有铁心磁路。

故X o m ∞。

与正序、负序X +m 、X -m 相当。

而三相三柱式，零序磁通被迫经过绝缘介质和外壳形成回路，故X m 较小，一般X *m =0.3-1.0。

对于220kV 、240MV A 主变一般都带旁轭，X m ∞，而低压绕组为三角形，R Ⅲ、X Ⅲ支路R mo 、X mo 并联.由于X o m >> X o Ⅲ,故X o m 所在支路可以忽略，看成为开路。

X o I X o ⅡR o ⅡR o ⅢR o IX o ⅢX o mR o IX o IR o I X o ⅡR o ⅡR o ⅢX o ⅢX o IR o I X o ⅡR o ⅡR o ⅢX o ⅢX o IR o I X o ⅡR o ⅡR o ⅢX o Ⅲ开路 短路由于Z oⅢ>Z oⅢ||Z oⅡ，故Z o开路>Z o短路。

利用最小能量原理计算变压器零序阻抗的方法周国伟李洪春刘文洲（江苏华鹏变压器有限公司江苏溧阳 213300）摘要：本文介绍了一种利用最小能量原理准确计算变压器零序阻抗的方法。

关键词：变压器；零序阻抗；有限元；最小能量原理前言三相变压器的零序阻抗指三相电压相序完全相同的情况下的阻抗电压值。

变压器的零序阻抗是一台变压器的重要性能参数，其大小对变压器的运行具有重要意义。

由于常规变压器的磁路是为正常状态下的正序阻抗电压下运行而设计的，因此，当变压器通过零序电流时，其零序磁通将与正序电流下的磁通分布出现差异，相应阻抗数值一般也不相同。

由于磁路分布的不确定性，给零序阻抗的计算带来了一定的困难，行业上大多采用经验系数来估算，这带来了较大误差，下面介绍一种比较精确的计算方法。

理论基础零序阻抗因变压器结构不同而不同，一般来讲，三相三柱变压器铁心不能为零序磁通提供一完整的闭合磁路，其磁力线大部分要穿过上下铁轭再经过夹件、油箱壁之后形成闭合回路，磁阻较大，磁场总能量较小，变压器零序阻抗值也就相对较小，如图一。

图一而三相五柱铁心则不同，其旁轭能为零序磁通提供回路，因此其零序阻抗值较接近正序阻抗，同时，因铁轭截面积相对较小，磁通将出现饱和，其励磁电流将大大增加。

如图二。

另外，如果二次侧为三角接，则三角正好提供了一个二次零序电流来平衡一次侧的大部分磁势，零序阻抗较小，而二次星型连接时，则不能通过任何零序电流，在相同的磁路下，这种情况阻抗相对要大。

图二对于这种复杂磁场分布的情况，我们最好的办法是借助有限元方法计算磁场分布，根据公式(1)计算出磁场总能量，从而得出电抗值。

但是，用这种方法计算时我们不但要知道所计算的题目中材料特性、边界条件，还要知道各个线圈实际通过的电流值，再建立泊松方程并计算出各点的磁位分布，而如上面说明，由于在零序电流下，磁力线不再完全按铁心的路径分布，一次线圈的磁通并不能完全被二次线圈所交链，因此，它们的偶合系数也将小于正序状态下的近似1，也就是说二次的短路电流是小于额定电流，具体数值不能直接确定。

变压器阻抗计算方法变压器的阻抗是指在给定的电压和频率条件下，变压器对电流流动的阻碍程度。

变压器阻抗的计算对于电力系统的稳态和暂态分析非常重要，可以用于确定变压器的额定负载能力、短路电流和电压调整范围等。

变压器的阻抗通常包括两个部分：电阻和电抗。

电阻是指绕组中的铜线电阻造成的损耗，而电抗则是指变压器的磁路和铁芯引起的感抗。

变压器的电阻可以根据绕组长、宽、厚和材料电阻率等因素计算得出。

一般情况下，变压器的电阻可以忽略不计，特别是在高压绕组上。

因此，变压器的阻抗通常以电抗的形式表示。

变压器的电抗可以通过两种方法进行计算：理论计算和试验测量。

理论计算方法是基于变压器的构造和参数进行计算，主要使用变压器等效电路模型。

变压器等效电路模型是将变压器抽象为若干个电阻、电感和互感元件构成的电路模型，能够比较准确地描述变压器的工作原理和性能。

理论计算方法主要包括以下步骤：1.确定变压器的参数：包括额定容量、额定电压、额定电流、变比和连接组别等。

这些参数可以从变压器的标牌上获得。

2.绘制变压器的等效电路模型：根据变压器的参数，绘制变压器的等效电路模型。

一般情况下，变压器的等效电路模型包括主磁路分支、互感分支和额外损耗分支。

3.计算电抗值：根据等效电路模型，使用电路分析方法计算变压器的电抗值。

主要包括计算主磁路分支和互感分支的阻抗。

4.确定阻抗值：将计算得到的电抗值转换为变压器的阻抗值。

一般情况下，变压器的阻抗值以百分比的形式表示。

试验测量方法是通过实际测试变压器的电压和电流来计算变压器的阻抗。

试验测量方法主要包括以下步骤：1.准备测试设备：包括电源、电压互感器和电流互感器等。

2.连接测试电路：将测试设备正确连接到变压器的绕组上，确保测试电路的正确性。

3.测试电压和电流：分别测试变压器的电压和电流值，记录下测试结果。

4.计算阻抗：根据测试的电压和电流值，使用阻抗计算公式计算变压器的阻抗值。

无论是理论计算还是试验测量，都需要准确的变压器参数和正确的测试方法才能得到准确的阻抗值。

可编辑版变压器试验计算版第一部分直流电阻的计算第二部分绝缘特性的计算第三部分工频外施耐压试验的计算第四部分空载试验的计算第五部分负载试验与短路阻抗的计算第六部分零序阻抗的计算第七部分温升试验的计算第八部分声级测定的计算第九部分计算案例一、直流电阻的计算1.电阻（Ω）=电阻率（Ω/m）×长度（m）/截面积（mm2）2.电阻温度的换算铜 R T=R t×(235+T)/(235+t)铝 R T=R t×(225+T)/(225+t)R T：需要被换算到T℃的电阻值（Ω）R t：t℃下的测量电阻值（Ω）T ：温度，指绕组温度（℃）t ：温度，指测量时绕组的温度（℃）3.绕组相电阻与线电阻的换算R a=1/2（R ab+R ac-R bc）R b=1/2（R ab+R bc-R ac）R c=1/ 2（R bc+R ac-R ab）D接，且a-y、b-z、c-xR a=（R ac-R p）-（R ab R bc）/（R ac-R p）R b=（R ab-R p）-（R ac R bc）/（R ab-R p）R c=（R bc-R p）-（R ab R ac）/（R bc-R p）R p=（R ab+ R bc + R ac）/2R ab=R a（R b+R c）/（R a+R b+R c）R L=2R p/3R AB、R BC、R AC、R ab、R bc、R ac、：绕组线电阻值（Ω）R a、R b、R c、 R AN、R BN、R CN：绕组相电阻值（Ω）R p：三相电阻平均值（Ω）4.三相绕组不平衡率计算β=（R MAX-R min）/R（三相平均值）β：三相绕组电阻值的不平率（%）R MAX：测量电阻的最大值（Ω）R min：测量电阻的最小值（Ω）5.测量直阻时所需的直流电流计算I Y =1.41×K×i oI D =1.22×K×i oK :系数，取3-10i o ：空载电流，A6.试品电感的计算L=ф/I=K×I×n×S/(l×I)=K×n×S×μ/lL：试品电感（H）K：k=0.4π×10-6 （H/m）S：铁心截面（cm2）l：铁心回路长度（m）μ：导磁系数n ：匝数7.测量直阻对所需充电稳定时间的计算T=L/RT : 充电时间常数（S）当I1=I O时，t≥5T时才能稳定L : 试品测量绕组电感（L） I1 ：测量充电电流（A）R ：试品测量绕组电阻（R） I O ：试品空载电流（A）8.试品磁场强度的计算H=nI/lH ：磁场强度（A/m） I ：流经绕组的电流（A）n ：匝数 l ：铁心回路长度（m）二、绝缘特性的计算1.吸收比的计算吸收比=R60s/R15S S:秒2.极化指数的计算极化指数=R10min/R1min min：分3.位移电流衰减时间的计算T d=RC×10-6T d :衰减时间（S）R ：绝缘电阻值，MΩC :变压器的几何电容值（PF）4.吸收电流的估算I a（t）=BCUt-nI a（t）：吸收电流（A）B ：因数，与绝缘材料的性质、状态、温度有关C ：绝缘体的等效电容n ：常数，0＜n＜15.绝缘电阻值不同温度的换算R2=R1×1.5(t1-t2)10R2 : 温度为t2℃时的绝缘电阻值R1：温度为t1℃时的绝缘电阻值6.绝缘介质损耗的计算P=UIcosφ=ωCU2tanσP ：绝缘内部消耗的功率U ：施加于绝缘介质两端的电压C :绝缘介质的等效电容7.介质损耗不同温度下的换算tanσ2=tanσ1×1.3(t2-t1)/10tanσ2 ：温度为t2℃时的tanσ值tanσ1 ：温度为t1℃时的tanσ值三.工频外施耐压试验的计算1.同步发动机组未带电抗器不自激的计算X c＞X d+X2+X kX c ：折算到发电机端的负载容抗Xc=1/ωc (Ω)C ：试品电容X d ：发电机的同步阻抗（Ω）X2 ：发电机的逆序阻抗（Ω）X k ：试验变压器的短路阻抗（Ω）2.同步发电机带电抗器不自激的计算X c＞（X d+X2）X L /（X d+X2+ X L） + X kX L ：并联补偿电抗器的感抗（Ω）3.试验变压器容升的计算△U=I1/I N［e r cosφ1±e x sinφ1+1/2（e x cosφ1±e r sinφ1）2］△U ：电压变化%值I1 ：试验变压器低压侧电流（A）I N ：试验变压器低压侧额定电流（A）e r ：试验变压器短路阻抗的有功分量 e r=P kt/10S N （%）e x ：试验变压器短路阻抗的无功分量 e x=U xt2 - e r2 （平方根）cosφ1：电压与电流的功率因数，等同于变压器介损测量值tanφsinφ1 ：sinφ=1-tanφ（cosφ1）2 （平方根）4.补偿电抗器容量选择的计算S C＜S X≤S G+S CS X ：补偿电抗器50HZ的容量（KVA）S C ：被试变压器在工频耐压时的试验容量，S C=U2ωcS G ：发电机容量（KVA）5.电容分压器分压比的计算K c=（C2+C1）/C1K c ：分压比C1 ：高压臂电容（F）C2 ：低压臂电容（F）6.变压器漏抗的计算X S=(U H/I H)×U K%X S ：变压器漏抗（Ω）U H ：变压器额定电压（V）U H ：变压器额定电流（A）U K ：变压器短路阻抗（%）四.空载试验的计算1.空载损耗的计算P o1=P o〃- P WV - P sP o1：空载损耗（W）P o〃：实测损耗（W）P WV ：仪表损耗（W）P s ：测量电缆损耗（W）2.空载电流的计算I o=（I ao+I bo+I co）/3I rI o ：空载电流（%）I ao、I bo、I co ：三相实测空载电流（A）I r ：励磁绕组额定电流（A）3.空载损耗校正的计算P o =P o1［1+（U1- U r）/U1］P o ：校正后的空载损耗值（W）P o1 ：校正前的空载损耗值（W）U1 ：平均值电压表测量值（V）U r：有效值电压表测量值（V）4.空载试验电源容量的计算S o=0.01× K ×i o ×S nS o ：试验电源容量（KVA）K ：系数，1≤K≤10，基本取K≥5可满足波形要求。

变压器零序电阻计算引言：变压器是电力系统中常用的电力设备之一，它用于改变电压的大小。

在变压器的运行过程中，为了保证其正常工作，需要考虑到各种因素，其中一个重要的因素就是变压器的零序电阻。

本文将从计算变压器零序电阻的角度出发，介绍相关的知识和方法。

一、变压器零序电阻的概念变压器零序电阻是指变压器在零序故障情况下，通过其零序电流所产生的电压降与电流之比。

在电力系统中，零序电流是指在三相不平衡故障或地故障情况下，通过变压器的额定中性线或中性点的电流。

零序电阻是变压器内部参数之一，它的大小与变压器的结构、工作状态以及接地方式等因素有关。

二、变压器零序电阻的计算方法变压器零序电阻的计算方法有多种，下面将介绍其中两种常用的方法。

1. 短路试验法短路试验法是一种常用的计算变压器零序电阻的方法。

具体步骤如下：（1）将变压器的低压侧短路，并使高压侧空载；（2）通过低压侧加入一组对称的三相电压，使其产生一个对称的零（3）通过测量低压侧的电流和电压，计算得出变压器的零序电阻。

2. 电压比法电压比法也是一种常用的计算变压器零序电阻的方法。

具体步骤如下：（1）在变压器的低压侧接入一组对称的三相电压，使其产生一个对称的零序电流；（2）通过测量变压器高压侧和低压侧的电压，计算得出变压器的零序电阻。

三、变压器零序电阻的影响因素计算变压器零序电阻时，需要考虑到各种影响因素，主要包括以下几个方面：1. 变压器的结构：不同结构的变压器，零序电阻的计算方法和数值可能存在差异。

2. 变压器的工作状态：变压器的负载率、变比和电压等工作状态对零序电阻的计算有一定的影响。

3. 变压器的接地方式：变压器的中性点接地方式不同，零序电阻的计算方法也会有所差异。

四、变压器零序电阻的作用变压器零序电阻在电力系统中起到了重要的作用，主要体现在以下1. 限制零序电流：变压器零序电阻的存在可以限制零序电流的大小，从而减小对设备的影响。

2. 保护设备安全：在电力系统中，零序故障会对设备造成损害，通过合理设置变压器的零序电阻可以提高设备的安全性。