变压器零序阻抗工程计算法
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关于220kV三圈变压器零序参数的特殊算法王翠霞【摘要】引用220kV变压器实验报告中的零序阻抗测量参数,采用特殊算法,以手算实例进行了220kV变压器零序阻抗参数特殊算法的全部过程,提供了新的有效计算方法.该计算方法,切合变压器实际参数,取代了原有变压器零序阻抗参数的经验算法,提高了变压器零序阻抗参数计算结果的准确性.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2010(032)006【总页数】4页(P51-54)【关键词】220kV变压器;零序阻抗测量参数;特殊算法;标幺值【作者】王翠霞【作者单位】石嘴山供电局,宁夏,石嘴山,753000【正文语种】中文【中图分类】TM4211 引言为适应大电网发展的需要,相继出现的超高压电网和大容量机组,使电网结构日益复杂,确保电网安全稳定运行对电力系统继电保护技术和管理水平提出了更高的要求。
保护定值整定计算工作,各个步骤相应也要精确细化,以确保计算结果贴近实际需求。
在变电站母线系统阻抗参数的归算及计算变压器零序电流保护的过程中,准确地计算出变压器零序阻抗参数,是保证其它与之关联的计算结果正确的重要环节。
宁夏电网的220kV降压变压器一般作为枢纽设备运行,担负着承上启下的重任,变压器零序阻抗参数的重要性不言而喻。
目前,人工计算环节不能因循守旧,应学习并掌握更合理的计算方法,定量算出结果,以提高继电保护整定计算的技术水平。
笔者在此以实例展示了220kV三圈变压器零序阻抗参数计算的整个步骤,该结果经软件核实了其正确性。
该种手算220kV变压器零序阻抗参数的特殊算法有效、实用,为地区电网整定计算工作提供了新的途径和方法,填补了地区220kV主变零序阻抗参数计算的空白。
2 实例计算2.1 变压器参数名称:电力变压器;型号:SFSZ-180000/220;产品序号:810301;额定容量:180000/180000/54000kVA;额定电压:220±8×1.25%/121/35kV;额定电流:472.4/858.9/890.8A;联接组标号:YNyn0d11;阻抗电压:Uk1-2%=14.55%,Uk1-3%=25.52%Uk2-3%=7.89%(额定9档下);基准容量100MVA下变压器各侧正序阻抗标幺值:X1T*=0.073875,X2T*=-0.00856,X3T*=0.043297。
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。
变压器的零序电抗和零序电阻和短路阻抗的关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是文章的开头,用于介绍文章的背景和概述。
在概述部分,你可以简要介绍变压器的基本概念和作用,并提及零序电抗、零序电阻和短路阻抗等主要内容。
同时,可以指出本文的目的和结构,引导读者理解文章的整体框架和内容。
以下是概述部分的可能内容:文章的概述部分旨在介绍变压器的零序电抗和零序电阻与短路阻抗之间的关系。
变压器作为电力系统中常见的重要设备之一,其主要功能是将电能从一个电路传输到另一个电路,实现电压的变换。
然而,在变压器运行过程中,零序电抗、零序电阻和短路阻抗等参数的准确计算和合理设计对于保证变压器的稳定运行和电力系统的可靠性非常重要。
本文的主要目的是深入分析和探讨零序电抗和零序电阻与变压器短路阻抗之间的相互关系。
首先,我们将介绍零序电抗和零序电阻的基本定义和作用,解释它们在变压器中的具体作用和影响。
然后,我们将详细讨论变压器短路阻抗的定义和计算方法,进一步探究其与零序电抗和零序电阻之间的联系。
最后,通过对零序电抗、零序电阻和短路阻抗之间关系的总结和分析,我们将得出一些结论,明确它们之间的相互作用和影响。
此外,我们还将探讨这些参数对变压器设计和运行的重要性,并进一步指导变压器的优化设计和运维管理。
通过本文的研究和分析,我们可以更加全面地了解变压器的特性和运行机理,为电力系统的稳定性和可靠性提供有效的保障。
同时,本文的研究结果也将对变压器的设计和运行提供一定的参考和指导,以进一步优化变压器的性能和效率。
在下一节中,我们将具体介绍零序电抗和零序电阻的定义和作用,以及变压器短路阻抗的计算方法。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述:首先,在引言部分概述变压器的零序电抗、零序电阻和短路阻抗的概念和重要性。
接着,在正文部分,将详细介绍零序电抗和零序电阻的定义及其在变压器中的作用。
同时,还将探讨变压器短路阻抗的定义和计算方法。
4.2.2.3各级中性点接地方式220、110kV均为中性点直接接地系统,本工程采用三相自耦变压器,,主变压器采用直接接地方式。
20kV系统为非有效接地系统,20kV出线以电缆线路为主,单相接地故障方式下,电容电流较大,同时电缆不具备故障方式运行2个小时能力,结合苏州工业园区20kV系统成功运行经验,推荐20kV 中性点采用小电阻接地方式。
3~66kV中性点非有效接地系统无间隙氧化锌避雷器存在的问题文章转载自:电力科学研究院[摘要]分析了3~66kV中性点不接地、消弧线圈接地电力系统中运行的无间隙氧化锌避雷器存在的三个问题,并提出了改进方向:一是无间隙氧化锌避雷器持续运行电压(Uc)和额定电压(Ur)太低,应提高。
二是无间隙氧化锌避雷器承受不住间隙性电弧接地过电压和谐振过电压能量应力,应避开或抑制,三是氧化锌避雷器雷电过电压保护水平接近普阀的,失去应用ZnO材料的意义,应改进氧化锌结构,充分利用Zn0的特性,比现行国际规定值降低30%是完全可能的。
[关键词]氧化锌避雷器额定电压和持续运行电压能量应力保护水平一、前言我国阀式避雷器产品的发展,历经普阀SiC避雷器、磁吹SiC避雷器和金属氧化物避雷器(以下简称MOA)三代,每代产品的兴衰周期约20年左右。
目前,虽然制造MOA企业众多,投运也不少,但仍处于初期。
在MOA的制造和运行两方面的经验都不足,标准不完善,还存在一些严重错误[1]。
所以在3~66kV中性点不接地、消弧线圈接地电力系统中运行的无间隙MOA,在单相接地或谐振过电压下动作坏严重,1987~1988年和1990~1991年,两部联合调查组报告了这方面的结果,一些地区的工作总结,以及1992年中国电机工程学会广东分会高压技术专业委员会编纂的《广东城市配电网过电压绝缘配合及中性点接地方式研讨会》论文专辑(上下册),有多篇也谈及这方面问题,不再赘述。
据了解,目前在3~66kV中性点不接地、消弧线圈接地电力系统中,使用的无间隙MOA存在3个问题。
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。
三绕组变压器短路阻抗三绕组变压器短路阻抗是指在三绕组变压器中,当某一个绕组短路时,其他绕组对这个短路绕组所产生的电流所提供的短路阻抗。
它是评价变压器短路电流大小的一个重要指标。
下面我们将详细介绍三绕组变压器短路阻抗的计算方法,影响因素以及其在工程设计和运行中的作用。
对于三绕组变压器来说,通常有高压绕组、低压绕组和中性绕组。
当其中一个绕组发生短路时,其他绕组通过相关连接设备会提供一定的阻抗,限制短路电流的大小,以保护变压器本体和电力系统的安全运行。
三绕组变压器的短路阻抗主要由以下几个因素决定:1.高压绕组的主阻抗(Z1):高压绕组的主阻抗是指高压绕组自身的电气参数,它决定了高压绕组短路电流的大小。
主阻抗与高压绕组的设计有关,可以通过设计高压绕组的匝数、截面积和电阻等参数来调节。
2.低压绕组的主阻抗(Z2):低压绕组的主阻抗与高压绕组的主阻抗类似,它决定了低压绕组短路电流的大小。
低压绕组的设计参数也可以通过设计调节来改变低压绕组的主阻抗大小。
3.高压绕组和低压绕组的互阻抗(Z12和Z21):高压绕组和低压绕组之间存在电磁耦合,通过互感作用会产生互阻抗。
互阻抗决定了高压绕组的短路电流是否可以传递到低压绕组,以及传递的程度。
互阻抗大小可以通过设计高压绕组和低压绕组的结构和参数来调节。
4.中性绕组的连接方式:中性绕组通常有星形连接和△形连接两种方式。
不同的连接方式会影响整个系统的阻抗大小和短路电流的路径。
星形连接通常具有较高的阻抗,当短路发生时,短路电流主要通过中性绕组流过。
而△形连接则通常具有较低的阻抗,短路电流主要通过高低压绕组之间的互阻抗路径流过。
在设计和运行三绕组变压器时,需要根据实际情况对短路阻抗进行合理的选取。
一般来说,短路阻抗的大小应根据电力系统的特点、变压器的容量以及运行要求来确定。
在配电系统中,短路电流要求较大,短路阻抗通常取较小的值,以保证及时切除故障并保护电气设备的安全运行。
而在发电系统或输电系统中,由于电流较大,短路阻抗通常取较大的值,以降低短路电流对整个系统的影响。
线路、变压器参数计算第一部分:线路一:线路参数表输电线路参数统计附页:棉线杆塔示意图垂直排列1(包棉线挂在中回路)垂直排列2(包棉线挂在中回路)垂直排列3(棉纺线挂在上回路)首先看懂线路参数表的内容:1、线路的长度2、线路的型号3、线路的排列方式4、备注内容二、线路几何均距的计算1、明确三相的排列方式及相与相间的距离水平排列、三角排列、垂直排列等…….. .A B CAB C...ABC几何均距的计算公式:Dcp=3√(AB× BC×CA)例如:AB=4.7768 mBC=5.7762 mCA=6.11248 mDcp=3√(AB× BC×CA)=3√(4.7768×5.7762×6.11248)=5.5287 m取:5.5 m三、线路等值阻抗的计算公式1、线路的电阻RR=ρ.L/S公式中:ρ---电阻率,铝为31.5(Ω.mm2/Km)、铜为18.8(Ω.mm2/Km)L---导线长度S---导线截面积2、线路的电抗X单导线:x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157(Ω/km)公式中:Djj-----三相导线的几何均距(计算出来的)rdz -----每相导线的等值半径(cm)。
计算公式为rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)= 1√(r·djj 1¯ ¹)= r(从书中查---分裂导线中次导线半径)分裂导线:x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157/a(Ω/km)公式中:Djj-----三相导线的几何均距(计算出来的)rdz -----每相导线的等值半径(cm)。
计算公式为rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)a-----每相分裂导线的根数其中:rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)当线路为双分裂导线时a=2则:rdz= ²√(r·djj ²¯ ¹)=√(r·djj )公式中:r -----分裂导线中次导线半径(从书中查)djj -----每相次导线间的几何均距式中:djj=σ·d=σ×400(mm)当线路为双分裂导线时σ=1公式中:σ-----次导线排列方式二分裂σ=1三分裂(正三角)σ=1三分裂(水平)σ=1.26d-----次导线距离,一般取400(mm)3、线路的阻抗Z有名值:Z=√(R²+ X²)标幺值:Z*=Z×Sj/Ucp²=0.0341公式中:Sj-----系统基准容量100MVAUcp-----平均电压,220KV为230KV、110KV为115KV、35KV为37KV10KV为10.5KV4、线路阻抗角ФФ=arctg(X/R)第二部分:变压器一、变压器参数表电力变压器参数站名:编号:投运日期:制造厂:出厂日期:型式:首先看懂线路参数表的内容:1、变压器的容量及容量比2、变压器的电压比及分头3、变压器的接线方式4、备注内容二、变压器等值阻抗的计算1、变压器的电阻值R(1)两卷变压器的电阻值RR=ΔP.Ue2.103/Se2 (Ω)公式中:R1------变压器绕组电阻值ΔP1------变压器的短路损耗值Ue------变压器高压侧额定电压Se------变压器高压侧额定容量(2)三卷变压器的电阻值R高压侧R1=ΔP1.Ue2.103/Se2 (Ω)中压侧R2=ΔP2.Ue2.103/Se2 (Ω)低压侧R3=ΔP3.Ue2.103/Se2 (Ω)公式中:R1------变压器高压侧绕组电阻值(归算到变压器高压侧)R2------变压器中压侧绕组电阻值(归算到变压器高压侧)R3------变压器低压侧绕组电阻值(归算到变压器高压侧)ΔP1------变压器高压侧绕组的短路损耗值ΔP2------变压器中压侧绕组的短路损耗值ΔP3------变压器低压侧绕组的短路损耗值Ue------变压器高压侧额定电压Se------变压器高压侧额定容量其中:ΔP1=(ΔP12 +ΔP13-ΔP23)/2ΔP2=(ΔP12 +ΔP23-ΔP12)/2ΔP3=(ΔP13 +ΔP23-ΔP12)/2公式中:ΔP1、ΔP2、ΔP13----各绕组的短路损耗ΔP12、ΔP13、ΔP23----各绕组间的短路损耗其中:ΔP12 ----高对中绕组间的短路损耗ΔP13 ----高对低绕组间的短路损耗ΔP23----中对低绕组间的短路损耗经验:计算保护定值时,由于变压器的电阻值与变压器电抗值相比小的很多,则一般只考虑变压器的电抗值,其变压器电阻值忽略不计。