变压器等效模型
1. 理想变压器
理想变压器(ideal transformer)也是一种耦合元件，它是从实际变压器中抽象出来的理想化模型。理想变压器要同时满足如下三个理想化条件：
（1）变压器本身无损耗；这意味着绕制线圈的金属导线无电阻，或者说，绕制线圈的金属导线的导电率为无穷大，其铁芯的导磁率为无穷大。
（2）耦合系数1=k ，12
1==
L L M k 即全耦合；
（3）21L L 、和M 均为无限大，但保持n L L =2
1
不变，n 为匝数比。 理想变压器的电路符号如图1所示，
图1 理想变压器
2. 全耦合变压器
全耦合变压器如图2所示，其耦合系数1=k ，但21L L 和是有限值。由于其耦合系数1=k ，所以全耦合变压器的电压关系与理想变压器的电压关系完全相同。即
2
121N N u u =
图2 全耦合变压器
全耦合变压器初级电流()t i 1由两部分组成，()()()t i t i t i '
+=Φ11，一部分()t i Φ称
为励磁电流，它是次极开路时电感1L 上的电流，()()ξξΦd u L t i t
?=
1
1
1；另一部分
()t i '
1，()()t i N N t i 21
21-='，它与次极电流()t i 2满足理想变压器的电流关系。根
据上述分析可得到图3所示全耦合变压器的模型，图中虚线框部分为理想变压器模型。
图3 全耦合变压器模型
3. 实际变压器
实际变压器的电感即不能为无限大，耦合系数也往往小于1。这就是说，它们的磁通除了互磁通外，还有漏磁通，漏磁通所对应的电感称为漏感。如果从两个线圈的电感中减去各自所具有的漏感，考虑变压器绕组的损耗，我们就可以得到一个利用全耦合变压器表示的变压器的模型，如图4 所示，其中11S M L L L -=称为励磁（或磁化）电感。
图4 实际变压器模型
若L M 足够大，则该模型可以等效为图5。
u
1－+
u 2
N 1 N 2
图5
解析变压器谐波损耗与影响因素
解析变压器谐波损耗与影响因素 发表时间：2016-04-19T14:11:56.110Z 来源：《电力设备》2015年第9期供稿作者：梁正波[导读] 贵州电网有限责任公司毕节供电局551700 变压器的正常运行对于电力系统的稳定有着重要的作用，降低变压器的谐波损耗对于电网的良好发展有着极大的意义。(贵州电网有限责任公司毕节供电局551700) 摘要：技术人员通过变压器谐波损耗模型，对变压器谐波损耗的影响因素进行分析，凭借电路理论的相关知识，从而计算出变压器谐波损 耗的各项参数。技术人员通过变压器谐波损耗在线监测方法，结合实验操作，对变压器谐波损耗受谐波次数和变压器负载的影响情况进行了分析，由于变压器一次侧谐波电流不会对变压器谐波损耗造成影响，所以基于变压器谐波损耗模型，技术人员不需要对其进行检测；通过对谐波次数所造成的变压器损耗进行分析，变压器谐波损耗的所有参数中，配电网3次与5次谐波所造成的谐波损耗比重最大，所以为了确保变压器的正常运行，技术人员可对3次和5次谐波采取有效的降耗措施。关键词：变压器；谐波损耗；影响 变压器的正常运行对于电力系统的稳定有着重要的作用，降低变压器的谐波损耗对于电网的良好发展有着极大的意义，也是保障正常供电的有效途径，这样才能更好为社会和人们服务。随着电网的不断发展，其结构也更为复杂，变压器谐波损耗受谐波次数和变压器负载的影响也更大，对变压器的正常运行造成了严重的影响，从而造成电网在供电过程中出现很大的问题，也危害到电网自身的安全。本文基于变压器谐波损耗模型对变压器谐波损耗的具体情况与影响因素进行了合理分析，提出了一些有效的建议。 变压器谐波损耗模型 图1（变压器T型等效电路）如图1，显示的是变压器T型等效电路图。图中的Rm指的是激磁电阻，Xm指的是激磁电抗，R1和R2分别为原端电阻和副端电阻，X1和X2指的是原端电抗和副端电抗。技术人员对变压器等效电路参数进行了合理计算，通过变压器短路试验和开路试验的方法，结合叠加原理和集肤效应，建立出变压器谐波等效模型。技术人员通过变压器开路试验，计算出了激磁电阻和激磁电抗的参数，通过短路试验计算出了原端电抗和副端电抗的参数。 图2（变压器开路试验） 如图2，显示的是变压器开路试验的原理图。当技术人员进行变压器开路试验时，需在低压侧加压、高压侧开路，确保变压器开路试验的安全性。技术人员将二次侧开路后，试验的结果是二次侧的值,必须将其值归算到高压侧，归算公式如下： 图3（变压器短路试验） 如图3，显示的是变压器短路试验的原理图。当技术人员进行变压器短路试验时，需将二次侧绕组进行短路处理，在一次侧加电压，之后将功率和电流导入。在变压器短路试验中，技术人员可以不对激磁电流和铁耗进行考虑，因为正常试验时，电压较小，所以导致磁通较小。技术人员可以通过专门的公式计算出变压器的短路阻抗，从而得出一次电阻和二次电阻消耗的短路输入功率最高。在实际工作中，为了将一次侧电阻和二次侧电阻良好分离，通常采用两者相等的计算方法进行计算。受集肤效应的作用，当变压器中的谐波对其造成影响时，会导致其各项参数发生改变。技术人员可以将各次谐波分量看作很多个独立电流源，通过叠加原理将其在变压器上进行叠加，从而建立变压器的谐波等效模型。
变压器等值电路总结
变压器总结 首先看变压器的序电抗及等值电路 1：变压器负序电抗及等值电路与正序相同 2：零序电抗及等值电路与变压器的结构以及接线方式，需要按每一种结构，每一种接线仔细分析后确定，要特别注意零序等值电路的画法 3：画变压器零序等值电路时将变压器正序等值电路中的激磁电抗Xm以零序激磁电抗Xmo代替 4：在分析经电抗接地情况时，注意接地电抗中流过的是三倍零序电流，故在等值电路中接地电抗值应以三倍表示，电阻也是三倍 电力系统各序网络的制定 对应对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须做出电力系统的各序网络。为此，应根据电力系统的接线图，中性点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。 例如
在这里要看懂这个复合序网图，首先分解两卷变和三卷变的各序等值电路 1：两卷 （母线端） Jx1 jx2 正序 负序 零序有四种接线方式 一：三角形连接 （母线端） Jx0 (1) f V (1)f I 1E LD
母线端 二：星行连接jx0 三：星行接地连接 Jx0 四：星形带阻抗接地 J3Xg jx0 上面的四种零序接线图简化后，就很容易整理出两两接线图 表2.1 双绕组变压器零序等值电路
同理：）三绕组变压器 jx1 jx2 三jx3绕组正（负）序等值电路 零序与二卷变一样，所以组合方式如下图 表2.2 三绕组变压器零序等值电路 等值电路图均同左图， 但Z III 应改为Z III //Z Ⅱ V :1k 图2.13 三绕组变压器正负序等值电路 3 13 3I II I I I
电力变压器的详细技术参数
电力变压器技术参数详解 变压器在规定的使用环境和运行条件下，主要技术数据一般都都标注在变压器的铭牌上。主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据（阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗）和总重。 A、额定容量（kVA）：额定电压.额定电流下连续运行时,能输送的容量。 B、额定电压（kV）：变压器长时间运行时所能承受的工作电压.为适应电网电压变化的需要,变压器高压侧都有分接抽头,通过调整高压绕组匝数来调节低压侧输出电压. C、额定电流(A):变压器在额定容量下,允许长期通过的电流. D、空载损耗（kW）: 当以额定频率的额定电压施加在一个绕组的端子上，其余绕组开路时所吸取的有功功率。与铁心硅钢片性能及制造工艺、和施加的电压有关. E、空载电流（%）: 当变压器在额定电压下二次侧空载时,一次绕组中通过的电流.一般以额定电流的百分数表示. F、负载损耗（kW）: 把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此时变压器所消耗的功率. G、阻抗电压（%）：把变压器的二次绕组短路,在一次绕组慢慢升高电压,当二次绕组的短路电流等于额定值时,此时一次侧所施加的电压.一般以额定电压的百分数表示. H、相数和频率：三相开头以S表示，单相开头以D表示。中国国家标准频率f为50Hz。国外有60Hz的国家（如美国）。 I、温升与冷却：变压器绕组或上层油温与变压器周围环境的温度之差,称为绕组或上层油面的温升.油浸式变压器绕组温升限值为65K、油面温升为55K。冷却方式也有多种：油浸自冷、强迫风冷，水冷，管式、片式等。 J、绝缘水平：有绝缘等级标准。绝缘水平的表示方法举例如下：高压额定电压为35kV级，低压额定电压为10kV级的变压器绝缘水平表示为 LI200AC85/LI75AC35，其中LI200表示该变压器高压雷电冲击耐受电压为200kV，工频耐受电压为85kV，低压雷电冲击耐受电压为75kV，工频耐受电压为35kV.奥克斯高科技有限公司目前的油浸变压器产品的绝缘水平为
[整理]PSCAD中的变压器模型.
1.Introduction to Transformers（引言） EMTDC中使用变压器有两种方法：经典方法和统一的磁等效电路（unified magnetic equivalent circuit (UMEC)）方法。 经典方法用来模拟同一变压器铁芯上的绕组。也就是说，每一相都是独立的，各单相变压器之间没有相互作用。而UMEC方法计及了相间的相互作用：由此，可以对3相3臂或3相5臂式变压器构造进行精确的模拟。 每一模型中，铁芯的非线性特征是最基本的不同。经典模型中的铁芯饱和是通过对选定绕组使用补偿注入电流实现的。UMEC方法采用完全插值，采用分断线性化的?-I曲线来表征饱和特性。 2.Transformer Models Overview（变压器模型概述） 对电力系统进行电磁暂态分析过程中必然会出现变压器。PSCAD中有两种方法对变压器进行模拟：经典方法和UMEC方法。 经典方法仅限于单相设备，其中不同的绕组处于同一铁芯腿上。而UMEC方法，考虑到来铁芯的几何外形和相间的相互耦合因素。 除了以上的显著区别外，两种变压器模型之间最基本的区别是对铁芯非线性特性的描述。在经典模型中，非线性特性采用近似地基于“拐点”、“空心电抗”和额定电压的磁化电流曲线进行模拟。而UMEC模型则直接采用V-I曲线进行模拟。 与经典模型不同，UMEC模型没有配置在线分接头调整功能。但是，可以在指定绕组上设置分接头，不过分接头在仿真过程中不能动态调整。 3.1-Phase Auto Transformer（单相自耦变压器） 此组件基于经典方法模拟了单相自耦变压器。用户可以选择采用磁化支路（线性铁芯）或注入电流模拟磁化特性。理想情况下，可以忽略磁化支路，变压器即为理想模式，仅保留串联的漏抗。
HVDC谐波分析
基于新型换流变压器HVDC谐波分析与仿真计算 李季,罗隆福,许加柱，李勇,刘福生 （湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082） 摘要：在构成高压直流输电系统一系列关键技术中，滤波装置占据十分重要的地位。本文提出了一种具有内部三角形绕组新颖的自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器，将传统交流滤波装置移至绕组内部即在换流变压器副方公共绕组串接5、7、11、13次滤波支路的接线方案，让谐波源无法流窜到高压网络中，有效的抑制了直流输电系统中的谐波成分。最后以新型换流变压器及相关的直流系统技术参数为依据，结合滤波装置为新型换流变压器的自补滤波提供谐波通道及满足换流器无功需求的特点，对基于新型换流变压器的直流输电系统中绕组及滤波支路谐波电流进行了详细的分析和仿真计算,仿真结果表明,本文提出的新兴换流变压器原理正确，参数选择合理，滤波效果好，总谐波含量低，具有良好的应用前景。 关键词：高压直流输电;换流变压器;滤波装置;谐波屏蔽;自耦补偿 1引言 在高压直流输电系统(HVDC)中，由于换流器的非线性特征，在交流系统和直流系统中不可避免的产生大量的谐波电压和谐波电流，对系统本身和用户都会造成影响和危害。对于交流系统的滤波来说，传统的滤波方式一般是在换流变压器网侧的母线上并联滤波器装置，兼作无功补偿设备。该种方式虽能较好的解决交流系统的谐波抑制和无功补偿问题，但并未克服通过换流变压器的无功和谐波对变压器本身所带来的影响；并且在现有的直流输电工程运行中仍然大量出现交直流侧谐波超标的现象，因此有必要采取更加有效的滤波设计[1-2]。 自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器通过特有的绕组连接方式，辅之以必要的滤波装置，不仅能满足交流系统的滤波及无功需求，而且能解决上述传统换流变压器以及直流输电系统中存在的问题，较之传统换流变压器及无源滤波装置有诸多优点。本文以新型换流变压器原理机及相关换流直流系统的技术参数为依据，对基新型换流变压器的HVDC 交流侧的滤波装置进行分析设计,各次谐波泄露量均能达到谐波国家标准，从而达到理想的综合补偿效果。2新型换流变压器工作机理 2.1接线方案 与传统换流变压器相比，新型换流变压器副边绕组有抽头引出接辅助滤波装置，这势必改变绕组间的电磁关系。图1所示为用于12脉动HVDC的新型换流变压器绕组接线与辅助滤波兼无功补偿设备布置图。由图可知，新型换流变压器副方采用延边三角形连接，中间引出抽头接辅助滤波装置，这在接线方式上相当于将传统变压器原方网侧的无源滤波装置移到副方绕组的中部，以利发挥自补滤波的作用，改善与消除传统滤波与无功补偿的不足]3[。 新型换流变压器要满足12脉波换相要求时，I 桥和II桥相电压分别左移15 ，右移15 。设变压器网侧，阀侧线电压比为1。原边匝数为1p.u;参考电压相量图2所示，根据正弦定理,可计算求得 8966 .0 1 2= = W W k c （1） 5176 .0 1 3= = W W k e （2） 其中, 1 W、 2 W和 3 W分别为变压器网侧绕组,延 边绕组和公共绕组的匝数; c k和 e k分别为延边绕组与网侧绕组、公共绕组与网侧绕组之间的匝比。 f f 图1新型换流变压器接线方案
变压器等效电路
（四）、等值电路 变压器空载时，从一次绕组看进去的等效阻抗为Z m ，有 ? -1E ＝? 0I （m m jx r +）＝? 0I Z m （3－14） Z m ＝m m jx r +；m r 称励磁电阻，是变压器铁心损耗的等效电阻，即m Fe r I p 20=；m x 为主磁通在铁心中引起的等效电抗，称为励磁电抗，其大小正比于铁心磁路的磁导。 将式（3—14）代入式（3—11）得 ? ? -=11E U +? 0I Z 1＝? 0I Z m ＋? 0I Z 1＝? 0I （Zm ＋Z 1） 相应的等值电路如图3－7所示。 例3－2 一台180kV ·A 的铝线变压器，已知U 1N ／U 2N =10000／400V ，Y ，yn 接线，铁心截面积S Fe =160cm 2，铁心中最大磁密度B m =1．445T ，试求一次及二次侧绕组匝数及变压器变比。 图3－7 变压器空载时的等值电 路
解 变压器变比 k = 2 1U U =253 /4003 / 10000= 铁心中磁通 Фm =B m S Fe =1．445 ×160×10－ 4＝231×10— 4Wb 高压绕组匝数 N 1＝1125 10 2315044.4310000 44.44 1 ＝－????= Φm f U 匝 低压绕组匝数 N 2＝4525 1125 1 == k N 匝 第三节 变压器的负载运行 当变压器一次绕组加上电源电压? 1U ，二次绕组接上负载Z L ，这时变压器就投入了负载运行，如图3—8所示。 图3－8 变压器负载运行 一、变压器负载运行时的电磁关系
变压器负载运行时，二次绕组中流过电流? 2I ，产生磁动势? 2F =? 2I N 2，由于二次绕组的磁动势也作用在同一条主磁路上，从而打破了变压器空载运行时的电动势平衡状态。变压器负载运行时，一次绕组中的电流从空载时的0? I 转变成负载时的? 1I 。变压器负载运行时，铁心中合成磁动势为? 2I N 2＋ ? 1I N 1，并由此建立主磁通Ф，同时在一次绕组二次绕组中感 应电动势?1E 和? 2E 。从空载运行到负载运行，一次侧电流由空载时的0?I 增加了??1I ＝?1I －0? I ，该增量所产生的磁动势正好与二次侧所产生的磁动势互相抵消，从而使变压器中的电磁关系重新达到平衡状态。即 ? ?1I N 1＋? 2I N 2＝0 或 ? ?1I ＝? -21 2I N N （3-15） 上式表明一次绕组从电源吸收的电功率，通过电磁感应关系传递到二次绕组并向负载输出功率。 二、基本方程式 （一）、电压平衡方程式 根据图3－8，变压器负载运行时，由于一次侧二次侧漏磁电动势的存在，由基尔霍夫定律得到以下电动势平衡方程式，即 ??-=11E U ＋j ?1I 1x ＋?1I 1r ＝－?1E +? 1I Z 1 ??-=22E U －j ?2I 2x －?2I 2r ＝?2E －? 2I Z 2 ? 2I N 2＋? 1I N 1＝? 0I N 1， 2 1 21N N E E k ==， L Z U =? 2? 2I
电力变压器的参数与数学模型
.-电力变压器的参数与数学模型
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
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图2-21 双绕组变压器示意图从安培和法拉第定律知: （2-46） 磁场强度矢量Hc 为 （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 c近似为零。 （2-48） 上式可写为： 图2-21为双绕组变压器的示意图。 （2-49） 或者 图2-21中的标记点表示电压E1和E2，在标记点侧是＋极，为同相。如果图2-21中的其中一个电压极性反向，那么E1与E2相位相差180o。 匝数比k定义如下：
理想单相双绕组变压器的基本关系为 （2-50） （2-51） 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 （2-52） 代入（2-50）和（2-51） （2-53） 可见，流进一次侧绕组的复功率S1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Z2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抗Z2折算到一次侧，需将Z2乘以匝数比的平方k2。 2.3.2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 电阻串联于图中一次侧绕组，用于计及该绕组损耗I2R。电抗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，对应且超前。漏电抗引起无功损耗。类似的，二次绕组中串联了电阻和电抗。 由于变压器铁心磁导率为有限值，式（2-48）中磁阻为非零。除以，化简后得到，
YD变压器电流谐波分析
Y/Δ接线变压器一次电流波形分析 Y/Δ接线的变压器有Y/Δ1和Y/Δ11两种接法，接线图如图6-2所示。工程应用中一般采用Y/Δ11接法。 （a ）Y/Δ1接线 （b ）Y/Δ11接线 图6-2 Y/Δ1和Y/Δ11的换流变压器接线图（描图注意：图中的空心小圆点不画出来） Y/Δ变压器的接线特点： Y/Δ1：a 尾接b 头（绕组a 的尾与绕组b 的头相接）， b 尾接c 头，c 尾接a 头； Y/Δ11：a 尾接c 头， c 尾接b 头，b 尾接a 头； 由图6-2可以写出Y/Δ1接线和Y/Δ11接线变压器二次侧线电流与三角形绕组电流之间的关系式。 设绕组电流为：a b c i i i ???，，，参考方向流向同名端；变压器引出端的线电流为 a b c i i i ，，，参考方向为流出，Y/Δ1接线变压器的电流关系如图6-3所示。 图6-3 Y/Δ1接线变压器的电流关系（描图注意：图中的空心小圆点不画出来） 由图6-3可见，Y/Δ1接线变压器的电流有如下关系： Y/Δ1： a a c b b a c c b a a a i =i -i a i =i -i b i =i -i c i i i =0 d ?????????++ （） （） （）（） （6-12）
（a ）-（b ）：a b a c b a a a a i-i=i -i -i i i -i =3i ?? ????? ++ （b ）-（c ）：b c b a c b b b b i-i=i -i -i i i -i =3i ????? ?? ++ （c ）-（a ）：c a c b a c c c c i-i=i -i -i i i -i =3i ??????? ++ 因此得：a a b b b c c c a 1 i =i -i e 31 i =i -i f 31 i =i -i g 3 ???（） （） （） （）（） （） （6-13） Y/Δ11接线变压器的二次电流关系如图6-4所示。 图6-4 Y/Δ11接线变压器的二次电流关系（描图注意：图中的空心小圆点不画出来） 由图6-4可见，Y/Δ11接线变压器的二次电流有如下关系： Y/Δ11： a a b b b c c c a a a a i =i -i a i =i -i b i =i -i c i i i =0 d ?????????++ （） （） （） （） （6-14） （a ）-（c ）：a c a b c a a a a i-i=i -i -i i i -i =3i ??????? ++ （b ）-（a ）：b a b c a b b b b i-i=i -i -i i i -i =3i ??????? ++ （c ）-（b ）：c b c a b c c c c i-i=i -i -i i i -i =3i ?? ????? ++
2.3-电力变压器的参数与数学模型
2.3-电力变压器的参数与数学模型
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图2-21 双绕组变压器示意图从安培和法拉第定律知: （2-46） 磁场强度矢量Hc 为 （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 c近似为零。 （2-48） 上式可写为： 图2-21为双绕组变压器的示意图。 （2-49） 或者 图2-21中的标记点表示电压E1和E2，在标记点侧是＋极，为同相。如果图2-21中的其中一个电压极性反向，那么E1与E2相位相差180o。 匝数比k定义如下：
理想单相双绕组变压器的基本关系为 （2-50） （2-51） 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 （2-52） 代入（2-50）和（2-51） （2-53） 可见，流进一次侧绕组的复功率S1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Z2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抗Z2折算到一次侧，需将Z2乘以匝数比的平方k2。 2.3.2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 电阻串联于图中一次侧绕组，用于计及该绕组损耗I2R。电抗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，对应且超前。漏电抗引起无功损耗。类似的，二次绕组中串联了电阻和电抗。 由于变压器铁心磁导率为有限值，式（2-48）中磁阻为非零。除以，化简后得到，
隔离变压器谐波耐受能力和滤波效果分析
隔离变压器滤波能力和谐波耐受力的分析 1、隔离变压器分类 1.1、按输入输出接线方式分类： 通常隔离变压器根据输出输入接线方式不同可以分类为：Dyn，Dd，Ynyn，YNd，Dzn，ZNd，Ynzn，Znyn八大类，D或d表示三角接线，Y或y代表星形接线，Z或z代表曲折接线（英文表示：Zig/Zag 联接），大写表示输入，小写表示输出，N或n表示中性点，通常隔离变压器，尤其是UPS系统和数据机房变压器接线方式主要是：Dyn11,Dzn0两种。 1.2、按输出数量分类：单输出，双输出，多输出等等，通常隔离变压器，尤其是UPS系统和数据机房变压器是单输出变压器，对于十二脉整流变压器或滤波变压器是双输出变压器，其接线方式是Dyn11d0,也就是说，输出有独立隔离的两组输出，一组接线方式是Dyn11,另一组是Dd0,两组输出相位差为30度，对于双输出或多输出变压器，实际应用中必须尽可能保证各组负载尽量相等，否则其滤波效用大大降低，但实际运行中要保证各组输出负载相等又很困难，基于这个原因，多组输出隔离变压器很少在实际中应用。 2、K系数的涵义： 2.1、K系数是谐波热损耗的一个折算系数，通常从1到50，常选用：1、4、7、9、11、13、20、30，最经常选用的是：1、4、13、20。 2.2、对于供电和用电网络的涵义： K系数代表供电和用电网络中谐波的恶劣程度，K系数越高，代表供电和用电网络中谐波越恶劣，K=1代表供电和用电网络中不含有任何谐波，全部为基波分量，UPS系统和数据机房的供电和用电网络为：13和20，K系数不随负载率变化而变化，只和网络谐波频谱有关。 2.3、对于用电、供电和送电设备的涵义：K系数代表设备耐受谐波的能力，K系数越高，设备耐受谐波能力越强，K=1代表设备没有设计耐受任何谐波的附加热损耗的能力，只能在基波工况中才能安全运行，设备耐受谐波的能力随负载率提高而降低，因此，在供电网络容量不受限制时，可以选用较大容量的设备，通过降低负载率有限度地提高K系数耐受谐波能力，但这只是一方面，许多生产厂家和用户误以为只要增大容量就可以，这是一种对K系数耐受谐波能力的片面理解。 3、K系数引用到变压器中的目的： 通常对K系数在任何供电、用电、送电网络和设备均可加于引用，因而对于各不同类型变压器，各不同温度等级变压器，各不同绝缘等级变压器中均可以加于引用，目的是为了提高变压器的可靠性，当然，各不同类型变压器，各不同温度等级变压器，各不同绝缘等级变压器在同样谐波工况中的耐受谐波能力是不同的，最终确定该变压器是否具有合适的抗谐波能力取决于该变压器在设计谐波工况下运行的平均温升和变压器内部最高温度点，如果要在同样的谐波工况下达到同样的耐受谐波能力，设计和制造成本差别也是非常大，对于干式变压器，有些温度、绝缘等级（如130度等级以下和B级绝缘等级以下）的变压器和有些材料（低密度绝缘丝包线）制造的变压器是K系数耐受能力无法达到7以上，因而，UPS系统和数据机房变压器是不能选择以上的变压器。 4、提高变压器K系数耐受能力的主要办法： 4.1、变压器特殊设计，降低或消除变压器自身对谐波敏感的因数； 4.2、选择高温等级的高密度绝缘漆包铜线（H级180度以上）； 4.3、降低变压器自身损耗，提高变压器效率； 4.4、选择具有滤波能力的变压器，如Dzn0变压器,和双输出变压器Dyn11d0；
电力变压器论文
电力变压器论文 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
福建电力职业技术学院 毕业论文 题目：浅谈变压器抗短路能力 提高的方法 专业：发电厂及电力系统 年级：2015级大专函授 学生姓名：王贵元 学号： 指导教师：黄朵 成人教育中心 2017年7月21日 目录 8 浅谈变压器抗短路能力提高的方法 摘要
2015年3月7日，石狮鸿山消防中队接到群众报警，称位于石狮锦尚工业区附近一室外变压器突然着火。接到报警后，该中队立即出动2辆消防车赶赴现场扑救，十几分钟后火灾被扑灭。目前，起火原因正在进一步调查中。2017年2月14日凌晨03时16分许，莆田荔城拱辰中队接到报警称：在荔城区拱辰街道幸福小区对面变压器着火，中队接到警后迅速赶赴现场。经侦查和询问得知变压器已断电，指挥员迅速下令警戒一组拉好警戒，防止无关人员进入；灭火一组利用干粉灭火器进行火势控制；灭火二组从大力车单干线出一把水枪对明火进行扑灭。为了防止复燃，消防官兵们又利用火钩、锄头等工具进行残火、余火的消灭。电力变压器是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。本文就电力系统中变压器抗短路能力的提高的问题进行了探讨。 关键词：电力变压器短路电流策略 1 电力变压器概述 电子电力变压器主要是采用电力电子技术实现的，其实现过程所示。其基本原理为在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号，即升频，然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方，再还原成工频信号，即降频。通过采用适当的控制方案来控制电力电子装置的工作，从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升，而饱和磁通密度与工作频率成反比，这样提高其工作频率就可提高铁芯的利用率，从而减小变压器的体积并提高其整体效率。 2 变压器短路实验的分析 中国正在构建安全可靠、经济高效的电网，未来将形成由四个同步电网（“三华”电网、东北电网、西北电网和南方电网）异步联接构成的全国互联电网。特别是全国互
设计变压器的基本公式精编版
设计变压器的基本公式 为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作，可用下式计算最大磁通密度（单位：T） Bm=(Up×104)/KfNpSc 式中：Up——变压器一次绕组上所加电压（V） f——脉冲变压器工作频率（Hz) Np——变压器一次绕组匝数（匝） Sc——磁心有效截面积（cm2） K——系数，对正弦波为4.44,对矩形波为4.0 一般情况下，开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。 变压器输出功率可由下式计算（单位：W） Po=1.16BmfjScSo×10－5 式中：j——导线电流密度（A/mm2） Sc——磁心的有效截面积（cm2) So——磁心的窗口面积（cm2） 3对功率变压器的要求 （1）漏感要小 图9是双极性电路（半桥、全桥及推挽等）典型的电压、电流波形，变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。 图9双极性功率变换器波形 功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关，仅就变压器而言，减小漏感是十分重要的。 （2）避免瞬态饱和
一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B－H曲线接近拐点处，因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。它衰减得很快，持续时间一般只有几个周期。对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大，在通电瞬间就会发生磁饱和。由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压，脉冲变压器的饱和，即使是很短的几个周期，也会导致功率开关管的损坏，这是不允许的。所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。 （3）要考虑温度影响 开关电源的工作频率较高，要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小，随着工作温度的升高，饱和磁通密度的降低应尽量小。在设计和选用磁心材料时，除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外，还要特别注意它的温度特性。一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小，一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响，按开关电源工作环境温度为40℃考虑，磁心温度可达60～80℃，一般选择Bm=0.2～0.4T，即2000～4000GS。 （4）合理进行结构设计 从结构上看，有下列几个因素应当给予考虑： 漏磁要小，减小绕组的漏感； 便于绕制，引出线及变压器安装要方便，以利于生产和维护； 便于散热。 4磁心材料的选择 软磁铁氧体，由于具有价格低、适应性能和高频性能好等特点，而被广泛应用于开关电源中。 软磁铁氧体，常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列，锰锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO，它主要应用在1MHz以下的各类滤波器、电感器、变压器等，用途广泛。而镍锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，NiO，ZnO 等，主要用于1MHz以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共用天线匹配器等。 在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁心，而且视其用途不同，材料选择也不相同。用于电源输入滤波器部分的磁心多为高导磁率磁心，其材料牌号多为R4K～R10K，即相对磁导率为4000～10000左右的铁氧体磁心，而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料，其Bs为0.5T（即5000GS）左右。 开关电源用铁氧体磁性材应满足以下要求：
谐波对电力变压器会造成哪些影响精编版
谐波对电力变压器的哪些影响？ 1、谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热等。 2、谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力增大，影响绝缘的局部放电的介质增大。对三角形连接的绕组，零序性谐波在绕组内形成环流，使绕组温度升高。 3、变压器励磁电流中含谐波电流，引起合闸涌流中谐波电流过大，这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的安全运行将造成威胁。 谐波对电力避雷器有哪些影响？ 变电站大容量，高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比较长，能够延续数秒或更长的时间，有时还会引起谐振过电压，并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容用的避雷器参数带来较大的困难。 谐波对输电线路有哪些影响？ 1、谐波污染增加了输电线路的损耗。输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响将产生附加损耗，使得输电线路损耗增加。特别是在电力系统三相不对称运行时，对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。 2、谐波污染增大了中性线电流，引起中性点漂移。在低压配电网络中，零序电流的零序的谐波电流(3次、6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加，造成过负荷发热，使损耗增加，而且产生压降，引起零电位漂移降低了供电的电能质量。 谐波对电力电容器有哪些影响？ 当配电系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，一方面由于电容器组的谐波阻抗小，注入电容器组的谐波电流大，使电容器负荷而严重影响其使用寿命，另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而损坏。因此，电压谐波和电流谐波超标都会使电容器的工作电流增大日出现异常，例如：对于常用自愈试并联电容器，其允许过电流倍数是1.3倍频定电流，当电容器的电流超过这一限值时，将会造成损坏事故。同时，谐波使工频正弦波形发生畸变，产生锯齿状尖顶波，易在绝缘介质中引发局部放电，长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化，自愈性能下降，而容易导致电容器损坏。 谐波对电力电缆有哪些影响？ 谐波污染将会使电缆的介质损耗，输电损耗增大，泄漏电流上升，温升增大及干式电缆的局部放电增加，引起单相接地故障的可能性增加。 由于电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用，在系统负荷低谷时，系统电压上升，谐波电压也相应升高。电缆的额定电压等级越高，谐波引起电缆介质不稳定的危险性越大，更容易发生故障。 谐波对电力系统其他运行设备有哪些影响？ 1、对同步发电机的影响：用户的负序电流和谐波电流注入系统内的同步发动机，
变压器等效模型
1. 理想变压器 理想变压器(ideal transformer)也是一种耦合元件，它是从实际变压器中抽象出来的理想化模型。理想变压器要同时满足如下三个理想化条件： （1）变压器本身无损耗；这意味着绕制线圈的金属导线无电阻，或者说，绕制线圈的金属导线的导电率为无穷大，其铁芯的导磁率为无穷大。 （2）耦合系数1=k ，12 1== L L M k 即全耦合； （3）21L L 、和M 均为无限大，但保持n L L =2 1 不变，n 为匝数比。 理想变压器的电路符号如图1所示， 图1 理想变压器 2. 全耦合变压器 全耦合变压器如图2所示，其耦合系数1=k ，但21L L 和是有限值。由于其耦合系数1=k ，所以全耦合变压器的电压关系与理想变压器的电压关系完全相同。即 2 121N N u u = 图2 全耦合变压器 全耦合变压器初级电流()t i 1由两部分组成，()()()t i t i t i ' +=Φ11，一部分()t i Φ称
为励磁电流，它是次极开路时电感1L 上的电流，()()ξξΦd u L t i t ?= 1 1 1；另一部分 ()t i ' 1，()()t i N N t i 21 21-='，它与次极电流()t i 2满足理想变压器的电流关系。根 据上述分析可得到图3所示全耦合变压器的模型，图中虚线框部分为理想变压器模型。 图3 全耦合变压器模型 3. 实际变压器 实际变压器的电感即不能为无限大，耦合系数也往往小于1。这就是说，它们的磁通除了互磁通外，还有漏磁通，漏磁通所对应的电感称为漏感。如果从两个线圈的电感中减去各自所具有的漏感，考虑变压器绕组的损耗，我们就可以得到一个利用全耦合变压器表示的变压器的模型，如图4 所示，其中11S M L L L -=称为励磁（或磁化）电感。 图4 实际变压器模型 若L M 足够大，则该模型可以等效为图5。 u 1－+ u 2 N 1 N 2
电力变压器中的谐波抑制
电力变压器中的谐波抑制 对电力变压器进行理论分析时, 常常把变压器的电压、电流、磁通、感应电势假定为正弦波来进行分析。可是二变压器在实阮运行时, ,由于铁芯的励磁电流与主磁通非线性的影响, 使得励磁电流、磁通及感应电势可能出现高次谐波及三次谐波, 给变压器造成很大的危害。所以有必要对变压器的高次谐波及三次谐波进行理论分析,并掌握其防治方法, 使变压器能够高效可靠地运行。 （1）电力电压器中谐波的产生 变压器运行过程中, 电流、电势及磁通均是非完全的正弦量。例如, 对变压器的铁心线圈来说, 当铁心中的磁通密度较低, 在800Gs以下时, 磁路是不饱合的, 这时的磁化曲线可用直线来表示, 激磁电流便和磁通成正比。假如磁通波有正弦波形, 则激磁电流波也有正弦波形。根据磁通波和磁化曲线, 可以求出激磁电流波, 如图1（a）(b)所示。由图可见,i(t)和（t）同相, 且二者均为正弦波形。但当磁通密度为800~1300Gs时, 磁化曲线转入弯曲部分；而当磁通密度超过电流便不再和磁通成线性关系。如磁通波依然保持着正弦波形, 则激磁电流波将出现畸变。如图2（a）(b)所示。如对激磁电流波进行谐波分析, 则可发现该波除基波以外还包含有显著钓三次谐波以及其它各奇次谐波, 而以三次谐波为最大。当最高磁通密度为1400Gs时, 三次谐波的幅值即已超过基波幅值的50%。由图2(b)可见激电流波i(t)的波形虽受到畸变, 但仍和磁通波(t)中的基波同相。 (a)磁化曲线（b）磁通波和激磁电流波 图1当磁路不饱合时的激磁电流波
（a）磁化曲线（b）磁通波和激磁电流波由此可见, 为要保持磁通波有正弦波形, 激磁电流中的谐波分量尤其是三次谐波分量是十分必要的, 如果激磁电流中的三次谐波分量不能流通, 则从激磁电流波及磁化曲线可以反过来求得磁通波为一平顶波。这时磁通波中便将有谐波存在, 从而使绕组中的感应电势也含有谐波分量。也就是说, 为了保证变压器主磁通及感应电势为正弦波, 抑制其中三次谐波, 就必须创造条件使激磁电流中含谁水量有三次谐波。 (2) 谐波对电力变压器的危害 对变压器来说, 若原绕组有谐波电流, 则谐波电流仅对原绕组造成影响, 造成绕组过热。若原绕组激磁电流为正弦波, 则主磁通为平顶波, 含水量有三次谐波存在, 因此使感应电势也产生三次谐波, 则造成变压器副绕组供配电电压含有三次谐波影响所供负荷供电质量同时造成变压器铁芯过热, 降低变压器效率, 缩短使用寿命。由此可见, 二种谐波形式即激磁电流谐波和主磁通谐波中, 主磁通谐波对变压器影响最大。因此, 在实际应用中, 我们采取措施, 使原绕组中产生三次谐波电流, 从而使主磁通波为正弦波, 消除主磁通三次谐波对变压器造成的危害。 （3）抑制变压器主磁通三次谐波的措施 由以上分析可知, 变压器的谐波源主要为三次谐波电流和三次谐波磁通。三次谐波电流的流通情形和绕组联接组的组别有关, 而三次谐波磁通的流通情形和铁芯磁路的结构形式有关。因此, 抑制变压器主磁通的三次谐波主要从选择绕组联接组以利于三次谐波电流流通, 确定铁芯的结构型式, 抑制主磁通三次谐波这二方面入手。 1.正确选择变压器的联接组别 我国常用的标准变压器绕组的接线组别为Y,yn0 Y,d11 D,y11 YN,d11 YN,y0 Y,y0几种型式 1 Y,yn0接线不能应用于三相变压器组 三相变压器组即在三相线路上应用三台单相变压器。此各联接组由于原、副绕组均接成星瑚且没有中线联接, 三次谐波激磁电流不能流通，所以, 主磁通中将产生三次谐波分量, 且由于三个单相铁芯各自构成独立的磁通回路，三次谐波磁通能够顺利地流通, 从而存在三次谐波主磁通，则产生的感应电势中的也将含有三次谐波。实际应用中, 三次谐波电势的振幅可达基波电势振幅的50%~60%。这将在绕组上引起危险的过电压。因此，Y,y0接线不能
变压器的等效电路和向量图
变压器的等效电路和向量图 2009-09-26 23:16:48 标签Tag： 1224人阅读 一变压器的折算法 将变压器的副边绕组折算到原边，就是用一个与原绕组匝数相同的绕组，去代替匝数为N2的副绕组，在代替的过程中，保持副边绕组的电磁关系及功率关系不变。 二参数折算 折算前 原边 N1 U1 I1 E1 R1 X1σ 副边 N2 U2 I2 E2 R2 X2σRL XL 折算后 原边 N1 U1 I1 E1 R1 X1σ 副边 N2' U2' I2' E2' R2' X2σ'RL' XL'
变压器副绕组折算到原边后其匝数为N1，折算后的副边各量加“ ' ”以区别折算前的各量。 1 电势折算 E2'＝Фm＝E1 E2＝Фm 所以E2'/E2＝N1/N2＝k，E2＝kE2 折算前后电磁关系不变，那么铁心中的磁通不变，k为变比，也即是电势，电压折算的系数2 磁势折算 N1I2'=N2I2=I2N2/N1=I2/k 变压器折算前后副绕组磁势不变。k也为电流折算系数。 3 阻抗折算 阻抗折算要保持功率不变 折算前后副边铜耗不变 I2'I2'R2'＝I2I2R2 R2'=(I2/I2')(I2/I2')R2=kkR2 (kk)---阻抗折算系数 副边漏抗上的无功功率不变，则
I2'I2'X2σ'=I2I2X2σ X2σ'=(I2/I2')(I2/I2')X2σ=kkX2σ 负载阻抗上的功率不变，则可求出 I2'I2'RL'=I2I2RL RL'=kkRL I2'I2'XL'=I2I2XL XL'=kkXL 4 副边电压折算 u2'=I2'ZL'=(I2/k)(RL+jXL)kk=kI2（RL+jXL）=kU2三变压器的等效电路 折算后方程 U1=－E1＋I1（R1＋jX1σ） U2'=E2'－I2'（R2＋jX2σ） I1+I2'=Im≈I0 －E1=－E2=Im(Rm+jXm)=ImZm
变压器接线方式详解
变压器接线方式详解 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
[分享]变压器接线方式详解（标题无法改，这是共享资源） 例1：一台双绕组变压器，高压星形联结绕组额定电压为10000V，低压为中性点引出的星形联结绕组，额定电压为400V。两个星形联结绕组的电压同相位(钟时序数0)。 其联结组标号为Y，yn0。 例2：一台三绕组变压器，高压为中性点引出的星形联结绕组，额定电压为121kV；中压为中性点引出的星形联结绕组，额定电压为，低压为三角形联结绕组，额定电压为。两个星形联结绕组的电压是同相位(钟时序数0)，而三角形联结绕组上的电压超前于其他电压30°(钟时序数11)。 所以，联结组标号为YN，yn0,d11。 例3：一台带第三绕组的自耦变压器，自耦联结的一对绕组为中性点引出的星形联结，其额定电压分别为220kV，121kV；第三绕组为三角形联结，额定电压为11kV。自耦联结的一对绕组电压同相位(钟时序数0)，而三角形联结绕组上的电压超前于星形联结绕组上的电压30°(钟时序数11)。 所以，联结组标号为YN，a0,d11。 例4：一台单相双绕组变压器，高压绕组额定电压为550kV，低压绕组额定电压为20kV。 则，连接组标号为I，I0。 例5：一台双绕组变压器，高压绕组为星三角变换，低压绕组为三角形联结，低压绕组电压超前于高压为星形联结时的电压30°(钟时序数11)，与三角形联结时的电压同相位。 则，联结组标号为Y-D，d11-0
例6：一台带分裂绕组的变压器，高压绕组为星形联结有中性点引出，低压绕组为两个三角形联结的分裂绕组，低压绕组上的电压超前于星形联结绕组上的电压30°(钟时序数11)。 则，联结组标号为YN，d11-d11。 变压器采用三角形接法和星形接法各有什么意义 D-D;Y-Y;D-Y;Y-D这四种变压器用于什么场合有什么不同吗 另外比如一个Y-Y变压器下级再接一个D-Y变压器，那么Y-Y的n线能不能和下级的D-Y变压器的n线接到一起好像不对吧，该怎么处理这种情况 Y型因为有中性点可以接地所以多用于为高压侧提供接地，也就是说： Y-D 一般做降压变压器， D-Y 一般做升压变压器，但是事实上很多配电变压器（属于降压变压器）也采用D-Y接法，只是接地测变成了低压侧而已。 D-D的好处是在其中一组坏的情况下，可以将这组移去检修而保持另两足继续工作只是容量变为原来的58%， Y-Y一般不采用，因为它没有谐波通路，会使变压器输出产生很大的畸变。 对于两级变压器的问题，比方说你们办公楼会有一个10/的变压器供电，它的Y 测中性点是接地的，但是你需要将400V或者380V的电压变换成110V供给你的特殊设备，那么这个小变压器事实上的n线就是通过上一级的变压器n线而最终接地的 关于变压器星形三角形那种接法可以防止三次谐波的问题，原理是什么，求助高手给解释一下还有最好能给讲解一下，三次谐波产生的原因，不胜感激。