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1、电力变压器仿真模型的设计

1、电力变压器仿真模型的设计
1、电力变压器仿真模型的设计

电力变压器仿真模型的设计

摘要

随着电力系统的飞速发展,对变压器的保护要求也越来越高。研究三相变压器地暂态过程,建立一个完善的变压器仿真模型,对变压器保护方案的设计具有非常重要地意义。

本文在Matlab的编程环境下,分析了当前的变压器仿真的方法。在单相情况下,分析了在饱和和不饱和的励磁涌流现象,和单相励磁涌流的特征。在三相情况下,在用分段拟和加曲线压缩法的基础上,分别用两条修正的反正切函数,和两条修正的反正切函数加上两段模拟饱和情况的直线两种方法建立了Yd11、Ynd11、Yny0和Yy0四种最常用接线方式下三相变压器的数学仿真模型,并在Matlab下仿真实现。通过对三相励磁涌流和磁滞回环波形分析,三相励磁涌流的特征分析,总结出影响三相变压器励磁涌流地主要因素。最后,分析了两种方法的优劣,建立比较完善的变压器仿真模型。

关键词:三相变压器、励磁涌流、仿真、数学模型

Abstract

Along with the electric power system’ development, the request of the protection of the transformer is more and more high. It has count for much meaning to the transformer protecting project to study the transient of a three-phase transformer, and found a perfect three-phase transformer’s digital model.

This paper is worked with Matlab, analyzes the current methods of transformer’s digital model. In single-phase transformer, it is analyzed that the inrush current in saturate and unsaturated states, and the characters of the single-phase transformer’s inrush current. In three-phase transformer, with the foundation of the method of compressing curves, we use respectively two modified functions, and two modified functions and two straight line to establish four kinds of transformer’s digital model, such as Yd11, Ynd11, Yny0, Yy0, and realize these with Matlab. After analyzing the wave form of the three-phase transformer’s inrush current and hysteresis, and the characters of three-phase transformer’s inrush current, it is concluded that the primary factors which affect three-phase transformer’s inrush current. Finally, after analyzing the advantages and disadvantages of two methods, a good digital model of three-phase transformer is established.

Keywords:three-phase transformer, inrush current, simulation, digital model

目录

绪论............................................................ - 7 -一.本课题意义...................................................................... - 7 -二.本论文的主要工作.......................................................... - 8 -三.使用工具介绍.................................................................. - 8 -

第一章变压器的基本原理.................... - 10 -§1.1变压器的工作原理........................................................ - 10 -§1.2 单相变压器的等效电路............................................... - 11 -§1.3 三相变压器的等效电路及连接组问题 ...................... - 12 -

第二章变压器仿真的方法简介............ - 14 -§2.1 基于基本励磁曲线的静态模型................................... - 14 -§2.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 ........................... - 15 -§2.3非线性时域等效电路模型............................................ - 16 -§2.4基于ANN的变斜率BP算法...................................... - 17 -

第三章单相变压器的仿真.................... - 19 -§3. 1 单相变压器仿真的数学模型...................................... - 19 -§3.1.1单相变压器的等效电路分析.................................... - 19 -§3.1.2龙格-库塔法则的介绍 ............................................ - 20 -§3.2 单相变压器仿真的程序流程及功能介绍 .................. - 22 -

§3.3 单相变压器仿真的实例计算及结果分析 .................. - 23 -§3.3.1单相变压器仿真的波形分析..................................... - 23 -§3.3.2单相变压器的励磁涌流的分析................................. - 24 -§3.3.3单相变压器励磁涌流的特征..................................... - 27 -

第四章三相变压器的仿真.................... - 28 -§4. 1 三相变压器仿真的数学模型...................................... - 28 -§4.1.1仿真的数学依据 ......................................................... - 28 -§4.1.1.1三相变压器Yd11连接组模式 ................................. - 28 -

§4.1.1.2三相变压器Ynd11连接组模式 ............................... - 30 -

§4.1.1.3三相变压器Yny0连接组模式 ................................. - 31 -

§4.1.1.4三相变压器Yy0连接组模式 ................................... - 31 -§4.1.2电源电压的描述 ......................................................... - 32 -§4.1.3铁心动态磁化过程简述 ............................................. - 32 -§4.1.3.1极限磁滞回环的数学描述........................................ - 33 -

§4.1.3.2暂态局部磁滞回环的描述........................................ - 34 -

§4.1.3.3剩磁的处理................................................................ - 35 -§4.2 三相变压器仿真的程序流程及功能介绍 .................. - 35 -§4.2.1分段拟和加曲线压缩法方法一(两段修正的反正切函数) ........................................................................................ - 35 -§4.2.2分段拟和加曲线压缩法方法二(两段修正的反正切函数加两段直线) ........................................................................ - 37 -§4.3 三相变压器仿真的计算实例及结果分析 .................. - 38 -

§4.3.1励磁涌流的仿真 ......................................................... - 38 -§4.3.1.1方法一:用两段修正的反正切函数拟和压缩 ....... - 38 -

§4.3.1.2方法二:用两段修正的反正切函数加两段直线拟和压

缩.............................................................................................. - 40 -

§4.3.1.3两种方法的比较分析................................................ - 41 -§4.3.2影响变压器励磁涌流的主要因素及结果分析......... - 41 -§4.3.2.1剩磁对变压器励磁涌流的影响 ............................... - 41 -

§4.3.2.2合闸初相角对变压器励磁涌流的影响 ................... - 42 -§4.3.3三相变压器励磁涌流的特征..................................... - 43 -

第五章结论与展望................................ - 45 -参考文献...................................................... - 46 -

附录Matlab程序 .................................... - 47 -§1.在Yd11接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序 ........................................................................................ - 47 -§2.在Ynd11接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序.................................................................................... - 51 -§3.在Yny0接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序 ........................................................................................ - 53 -§4.在Yy0接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序 ........................................................................................ - 54 -

§5.在Yd11接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序.................................................................... - 55 -§6.在Ynd11接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环............................................................................ - 58 -§7.在Yny0接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序.................................................................... - 59 -§8.在Yy0接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序.................................................................... - 60 -

致谢............................... 错误!未定义书签。

油浸电力变压器设计手册-沈阳变压器(1999) 6负载损耗计算

目录 1 概述SB-007.6 第 1 页 2 绕组导线电阻损耗(P R)计算SB-007.6 第 1 页 3 绕组附加损耗(P f)计算SB-007.6 第1页3.1 层式绕组的附加损耗系数(K f %)SB-007.6 第 1 页3.2 饼式绕组的附加损耗系数(K f %)SB-007.6 第 2 页3.3 导线中涡流损耗系数(K w %)计算SB-007.6 第 2 页 3.3.1 双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度(B m)计算SB-007.6 第 2 页3.3.2 降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度(B m)计算SB-007.6 第 3 页 SB-007.6 第3 页3.3.3 升压三绕组(或高-低-高双绕组)变压器联合运行方式的最大纵向漏 磁通密度(B m)计算 3.3.4 双绕组运行方式的涡流损耗系数(K w %)简便计算SB-007.6 第4 页3.4 环流损耗系数(K C %)计算SB-007.6 第 4 页3. 4.1 连续式绕组的环流损耗系数(K C %)计算SB-007.6 第4 页3.4.2 载流单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第5 页 SB-007.6 第5 页3.4.3 非载流(处在漏磁场中间)单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数 (K C2 %)计算 3.4.4 载流双螺旋―交叉‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第6 页 SB-007.6 第7 页3.4.5 非载流(处在漏磁场中间)双螺旋―交叉‖ 换位的绕组环流损耗 系数(K C2 %)计算 4引线损耗(P y)计算SB-007.6 第7 页5杂散损耗(P ZS)计算SB-007.6 第8 页5.1小型变压器的杂散损耗(P Z S)计算SB-007.6 第8 页5.2中大型变压器的杂散损耗(P Z S)计算SB-007.6 第9 页5.3 特大型变压器的杂散损耗(P Z S)计算SB-007.6 第10 页

电力变压器主要技术参数

电力变压器主要技术参数 变压器在规定的使用环境与运行条件下,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、空载损耗与负载损耗)与总重。 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、与施加的电压有关、 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、相数与频率: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

电力变压器容量的计算方法 电力变压器容量规格0kva

电力变压器容量的计算方法电力变压器容量规 格0kva 电力变压器容量的计算方法 变压器容量选择的计算,按照常规的计算方法:是小区住宅用户的设计总容量,就是一户一户的容量的总和,又因为住宅用电是单相,我们需要将这个数转换成三相四线用电,那么,相电流跟线电流的关系就是根号3的问题,也就是就这个单相功率的总和除于,变换为三相四线的功率。 比如现在有一个小区,200户住宅,每户6-8KW用电量,一户一户的总和是1400÷ ≈808KW,这个数是小区所有电器同时使用时的最大功率。但是,实际使用时,这种情况是不会发生的。那么,就产生了一个叫同时用电率,一般选择70-80%,这是根据小区的用户结构特征所决定的。一般来说,变压器的经济运行值为75%。那么,我们可以将这二个值抵消,就按照这个功率求变压器的容量。所以,这个变压器的容量就是合计的总功率 1400÷≈808KW。根据居民用电的情况,功率因数一般在,视在功率Sp = P÷ =808/ ≈951KVA 。 还可以这么计算,先把总功率1400分成三条线的使用功率,就是单相功率,1400÷3=467KW;然后,把这个单相用电转换成三相用电,即467× ≈808KW, 再除于功率因数也≈951KVA。

按照这个数据套变压器的标准容量,建议选择二台变压器;总容量为945KVA,一台630KVA的,另一台315KVA的,在实际施工过程中还可以分批投入使用。如果考虑到今后的发展,也可以选择二台500KVA的变压器,或者直接选择一台1000KVA的变压器。 10KV/的电压,1KVA变压器容量,额定输入输出电流如何计算: 我们知道变压器的功率KVA是表示视在功率,计算三相交流电流时无需再计算功率因数,因此,Sp=√3×U×I ,那么,I低=Sp/√3/=1/≈ 也就是说1KVA变压器容量的额定输出电流为,根据变压器的有效率,和能耗比的不同而选择大概范围。高压10KV 输入到变压器的满载时的额定电流大约为;I 高=Sp/√3/10=1/≈ 也就是说1KVA容量的变压器高压额定输入电流为。

变压器的选择与容量计算

变压器的选择与容量计算 电力变压器是供电系统中的关键设备,其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用,对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以,正确合理地选择变压器的类型、台数和容量,是主接线设计中一个主要问题。选用配电变压器时,如果 把容量选择过大,就会形成“大马拉小车”的现象。不仅增加了设备投资,而且还会使变压 器长期处于空载状态,使无功损失增加。如果变压器容量选择过小,将会使变压器长期处与 过负荷状态。易烧毁变压器。依据“小容量,密布点”的原则,配电变压器应尽量位于负荷 中心,供电半径不超过0.5千米。配电变压器的负载率在0.5?0.6之间效率最高,此时变压器的 容量称为经济容量。如果负载比较稳定,连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。对于仅向 排灌等动力负载供电的专用变压器,一般可按异步电动机铭牌功率的 1.2倍选 用变压器的容量。一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍,变压器应能承受住这种冲击, 直接启动的电动机中最大的一台的容量,一般不应超过变压器容量的30就右。应当指出的 是:排灌专用变压器一般不应接入其他负荷,以便在非排灌期及时停运,减少电能损失。对 于供电照明、农副业产品加工等综合用电变压器容量的选择,要考虑用电设备的同时功率,可按实 际可能出现的最大负荷的 1.25倍选用变压器的容量。根据农村电网用户分散、负荷 密度小、负荷季节性和间隙性强等特点,可采用调容量变压器。调容量变压器是一种可以根据负荷 大小进行无负荷调整容量的变压器,它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。对于 变电所或用电负荷较大的工矿企业,一般采用母子变压器供电方式,其中一台(母变压器)按 最大负荷配置,另一台(子变压器)按低负荷状态选择,就可以大大提高配电变压器利用率,降低配电变压器的空载损耗。针对农村中某些配变一年中除了少量高峰用电负荷外,长时间处于低负荷运行状态实际情况,对有条件的用户,也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。在负荷变化较大时,根据电能损耗最低的原则,投入不同容量的变压器。变压器的容 量是个功率单位(视在功率),用AV (伏安)或KVA(千伏安)表示。它是交流电压和交流

某电力变压器继电保护设计(继电保护)

1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用,必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”,以实现继电保护的功能。因此,通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同,保护装置可以构成下述各种原理的保护:(1)反映电气量的保护 电力系统发生故障时,通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此,在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别.就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如:反映电流增大构成过电流保护; 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护; 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护; 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外.还可根据在被保护元件内部和外部短路时,被保护元件两端电流相位或功率方向的差别,分别构成差动保护、高频保护等。 同理,由于序分量保护灵敏度高,也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。

电力变压器继电保护设计

1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明,继电保护装置一旦不能正确动作,就会扩大事故,酿成严重后果。因此,加强继电保护的设计和整定计算,是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析,找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行,给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是,电力系统一旦发生自然或人为故障,如果不能及时有效控制,就会失去稳定运行,使电网瓦解,并造成大面积停电,给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求,本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施,突出重点,统筹兼顾,妥善处理,以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中,继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除,从而保证电力设备安全和限制故障波及范围,最大限度地减少电力元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,从而满足电力系统稳定性的要求,改善继电保护装置的性能,提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求

通过本课程设计,巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识,基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法,提高电气设计的设计能力,为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案,最后按要求写出设计说明书,绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘,其参数:MVA S N 5.31=,电压:kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±,接线:)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压:5.10(%)=HM U ; 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行,110kV 侧的中性点只有一台接地; 若只有一台运行,则运行变压器中性点必须接地,其余参数如图所示。(请把图中的L1的参数改为L1=20km ) ~ 图2.1变电所的电气主接线图

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:

电力变压器基本型号及参数知识

电力变压器基本型号及参数知识 干式变压器: 例如,(SCB10-1000KVA/10KV/0.4KV): S的意思表示此变压器为三相变压器,如果S换成D则表示此变压器为单相。 C的意思表示此变压器的绕组为树脂浇注成形固体。 B的意思就是箔式绕组,如果就是R则表示为缠绕式绕组,如果就是L则表示为铝绕组,如果就是Z则表示为有载调压(铜不标)。 10的意示就是设计序号,也叫技术序号。 1000KVA则表示此台变压器的额定容量(1000千伏安)。 10KV的意思就是一次额定电压,0.4KV意思就是二次额定电压。 电力变压器产品型号其它的字母排列顺序及涵义。 (1)绕组藕合方式,涵义分:独立(不标);自藕(O表示)。(2)相数,涵义分:单相(D);三相(S)。(3)绕

组外绝缘介质,涵义分;变压器油(不标);空气(G):气体(Q);成型固体浇注式(C):包绕式(CR):难燃液体(R)。(4)冷却装置种类,涵义分;自然循环冷却装置(不标):风冷却器(F):水冷却器(S)。(5)油循环方式,涵义:自然循环(不标);强迫油循环(P)。(6)绕组数,涵义分;双绕组(不标);三绕组(S);双分裂绕组(F)。(7)调压方式,涵义分;无励磁调压(不标):有载调压抑(Z)。(8)线圈导线材质,涵义分:铜(不标);铜箔(B);铝(L)铝箔(LB)。(9)铁心材质,涵义;电工钢片(不标);非晶合金(H)。(10)特殊用途或特殊结构,涵义分;密封式(M);串联用(C);起动用(Q);防雷保护用(B);调容用(T);高阻抗(K)地面站牵引用(QY);低噪音用(Z);电缆引出(L);隔离用(G);电容补偿用(RB);油田动力照明用(Y);厂用变压器(CY);全绝缘(J);同步电机励磁用(LC)。 变压器型号 一、电力变压器型号说明如下:

电力变压器课程设计

1 前言 随着工农业生产和城市的发展,电能的需要量迅速增加。为了解决热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区远离用电比较集中的城市和工矿区这个矛盾,需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站,然后将电能远距离输送给电力用户。同时,为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性,又把许多分散的各种形式的发电站,通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所,送电线路以及用电设备有机连接起来的整体,即称为电力系统。 电力系统是有各种电力系统元件组成的,它们包括发电、输变电、负荷等机械、电气主设备以及控制、保护等二次辅助设备。WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验系统是一个完整的电力系统典型模型,它为我们提供了一个自动化程度很高的多功能实验平台,是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而研制的电力类专业新型教学试验系统。 本设计所要完成的工作是利用VC语言开发WDT电力系统综合自动化实验台监控软件,主要是完成准同期控制器监控软件的编写,它要求能显示发电机及无穷大系统的相关参数,如电压、频率和相位角,并能发送准同期合闸命令。

2 电力系统实验台 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化实验教学系统主要由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成(如图2.1所示)。 图 2.1 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验系统 2.1 发电机组 该系统的发电机组主要由原动机和发电机两部分构成,另外,它还包括了测速装置和功率角指示器(用于测量发电机电势与系统电压之间的相角 ,即发电机转子相对位置角),测得的发电机的相关数据传输回实验操作台,与无穷大系统的相关参数进行比较,从而确定系统是否满足了发电机并网条件。 2.1.1 原动机 在实际的发电厂中,原动机一般用的是水轮机、气轮机、柴油机或者其他形式的动力机械,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转换为带动发电机轴旋转的机械能,从而带动发电机转子的旋转。 在WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台的发电机组中,原动机是由直流发电机(P N=2.2kW,U N=220V)模拟实现其功能的。直流电动机(模拟原动机)与发电机的结

电力变压器设计分析

所需输入数据 一般数据 1.制造商 2.变压器类型(例如:移动式、变电站用、整流器用等)3.数据来源:测试数据或规格参数 3.a.频率 4.自耦变压器:是或不是 5.空载损耗 6.负载损耗kW值以及在标准接线端和中间抽头处的基准温度7.阻抗在额定功率MV A基本接点和抽头位置处的阻抗8.铁芯与线圈总重量 9.额定容量每个绕组的MV A值 10.冷却方式 11.针对每一种额定容量及冷却方式,给出: a)顶层变压器油的温升 b)各绕组引起的温升 c)绕组的平均温升 12.绕组数目以及在铁芯上的位置 13.每个绕组的BIL(绝缘基本冲击耐压水平) 14.每个绕组的额定电压 15.每个绕组的连接形式:星型或三角型 16.每个绕组单相的电阻 17.每个绕组并联的电路数 18.有无低温冷却方式:有或没有 如果有:用在哪个绕组上? 最大抽头电压 最小抽头电压 该绕组的抽头数 接线位置数 连接方式 19.有无“无负载”抽头:有或没有 如果有:在哪个绕组上? 最大抽头电压 最小抽头电压 该绕组的抽头数

所需输入数据(续) 铁芯数据 20.截面积:毛截面与净截面 21.铁芯:a) 共有多少条 b) 每条的宽度 c) 每条的叠数 d) 芯体的周长或直径 22.通量密度 23.窗口尺寸:高度及宽度 23.a.窗口中心线的位置 24.接缝方式:全斜角接缝或半斜角接缝 25.材料:钢材等级及钢片厚度 25.a.在基准通量密度下的瓦/公斤数: 空隙数据 26.间隙:铁芯与绕组导线之间的空隙 27.间隙:绕组与绕组之间(绕组的导线与导线之间)的空隙28.间隙:相与相之间(导线与导线之间)的空隙 29.每个绕组的留空系数[1] 30.每个绕组的填充和抽头空间[2](沿高度的方向) 31.每个绕组的边缘距离 a)导线至线圈边缘 b)导线至铁芯箍圈 31a.每个绕组的高度: 径向: 轴向: 32.每个绕组的线槽: 径向:数量及尺寸[3] 轴向:数量及尺寸[4]

电力变压器设计原则

电力变压器设计原则 1.铁心设计 1.1铁心空载损耗计算:P 0=k p ?p 0?G W 其中:k p ——铁心损耗工艺系数,见表2; p 0——电工钢带单位损耗(查材料曲线),W/kg ; G ——铁心重量,kg 。 1.2铁心空载电流计算 空载电流计算中一般忽略有功部分。 (1)三相容量≤6300 kV A 时: 1230()10t f N G G G k q S n q I S ++??+??= ? % 其中:G 1、G 2、G 3——分别为心柱重量、铁轭重量、角重,kg ; k ——铁心转角部分励磁电流增加系数,全斜接缝k=4; q f ——铁心单位磁化容量(查材料曲线),V A/ kg ; S ——心柱净截面积,cm 2; S N ——变压器额定容量,k V A ; n ——铁心接缝总数,三相三柱结构n=8; q j ——接缝磁化容量,V A/ cm 2,根据B m 按表1进行计算。

(2)三相容量>6300 kV A :010i t N k G q I S ??= ? % k i ——空载电流工艺系数,见表2; G ——铁心重量,kg ; q t ——铁心单位磁化容量(查材料曲线),V A/ kg ; S N ——变压器额定容量,k V A 。 表2 铁心性能计算系数(全斜接缝) 注(1)等轭表示铁心主轭与旁轭的截面相等。 1.3铁心圆与纸筒之间的间隙见表3 表3 铁心圆与纸筒间隙 1.4铁心直径与撑条数量关系见表4 表4 铁心直径与撑条数量关系 续表4 铁心直径与撑条数量关系

1.5铁心直径与夹件绝缘厚度关系见表5 2.绝缘结构 2.1 10kV级变压器 2.1.1纵绝缘结构 (1)高压绕组(LI75 AC35) 1)饼式结构 导线匝绝缘0.45,绕组不直接绕在纸筒上,所有线段均垫内径垫条1.0mm;各线饼轴向油道宽度见表15;分接段位于绕组中部。 中断点油道 4.0mm,分接段之间(包括分接段与正常段之间)油道2.0mm,正常段之间0.5mm纸圈。整个绕组增加9.0mm调整油道。 2)层式结构 层式绝缘:首层加强0.08×2,第2层与末层加强0.08×1。当绕组不直接绕在纸筒上时,所有线段均垫内径垫条1.0mm。 (2)低压绕组(AC5) 当绕组不直接绕在纸筒上时,所有线段垫内径垫条 1.0mm,所有线段之间垫0.5mm纸圈。。 当高压绕组为饼式结构时,对应高压分接段处应注意安匝平衡。 2.1.2主绝缘结构 (1)铁心圆与纸筒之间的间隙见表3;低压绕组内纸筒厚2.0mm。当

1、电力变压器仿真模型的设计

电力变压器仿真模型的设计 摘要 随着电力系统的飞速发展,对变压器的保护要求也越来越高。研究三相变压器地暂态过程,建立一个完善的变压器仿真模型,对变压器保护方案的设计具有非常重要地意义。 本文在Matlab的编程环境下,分析了当前的变压器仿真的方法。在单相情况下,分析了在饱和和不饱和的励磁涌流现象,和单相励磁涌流的特征。在三相情况下,在用分段拟和加曲线压缩法的基础上,分别用两条修正的反正切函数,和两条修正的反正切函数加上两段模拟饱和情况的直线两种方法建立了Yd11、Ynd11、Yny0和Yy0四种最常用接线方式下三相变压器的数学仿真模型,并在Matlab下仿真实现。通过对三相励磁涌流和磁滞回环波形分析,三相励磁涌流的特征分析,总结出影响三相变压器励磁涌流地主要因素。最后,分析了两种方法的优劣,建立比较完善的变压器仿真模型。 关键词:三相变压器、励磁涌流、仿真、数学模型

Abstract Along with the electric power system’ development, the request of the protection of the transformer is more and more high. It has count for much meaning to the transformer protecting project to study the transient of a three-phase transformer, and found a perfect three-phase transformer’s digital model. This paper is worked with Matlab, analyzes the current methods of transformer’s digital model. In single-phase transformer, it is analyzed that the inrush current in saturate and unsaturated states, and the characters of the single-phase transformer’s inrush current. In three-phase transformer, with the foundation of the method of compressing curves, we use respectively two modified functions, and two modified functions and two straight line to establish four kinds of transformer’s digital model, such as Yd11, Ynd11, Yny0, Yy0, and realize these with Matlab. After analyzing the wave form of the three-phase transformer’s inrush current and hysteresis, and the characters of three-phase transformer’s inrush current, it is concluded that the primary factors which affect three-phase transformer’s inrush current. Finally, after analyzing the advantages and disadvantages of two methods, a good digital model of three-phase transformer is established. Keywords:three-phase transformer, inrush current, simulation, digital model

变压器技术参数

110kv电力变压器技术参数表

110kV级油浸式电力变压器返回产品列表 产品图片 产品概述 110kV三相油浸式电力变压器依据国际电工委员会标准IEC60076和中华人民共和国国家标准GB1094制造。该系列产品具有优良的耐冲击性能、机械强度大、抗短路能力强、低局放、低噪音、低损耗、密封性能好、少维护等特点,可作为发电厂主变压器、变电站、城乡电网输变电用。产品已通过两部鉴定,2002年度国家监督抽查合格。 结构特征 1、铁芯选用优质冷轧晶粒取向硅钢片,采用全斜无孔结构,用低磁钢板作拉板,将上、下夹件与铁芯牢固地连接成一个钢体结构,从而获得较小的空载损耗和较低的噪音。 2、根据变压器容量的大小,绕组采用圆筒式、螺旋式、连续式等结构,对于110kV及以上电压等级的绕组,则采用纠结式或内屏式结构,从而有效地改善了冲击电压分布,导线采用换位导线或复合导线,以减少绕组的附加损耗,并采用计算机模拟计算电场和绕组的冲击特性,保证了绕组优良的电气特性和冲击强度,在工艺上则采用有效的措施保证其安全、可靠运行。 3、变压器器身压紧结构采用整圆绝缘压板。套装工艺采用绕组整体组装,从而提高了产品的可靠性。 4、油箱采用平顶钟罩式结构,箱壁焊有折板式加强铁、提高了油箱的机械强度,为了降低变压器的杂散损耗,大型变压器在油箱内壁装有磁屏蔽。 5、为防止变压器在运输中产生器身位移,器身在油箱设有定位装置。采用密封式储油柜,使变压器油与大气隔离避免油受潮和老化,端部装有指针式油位计。根据变压器油重,油箱顶部装有压力释放阀,确保了产品的安全运行。 引用标准 GB1094.1-1996 电力变压器总则 GB1094.2-1996 电力变压器温升 GB1094.3-2003 电力变压器绝缘水平和绝缘试验 GB1094.5-2003 电力变压器承受短路能力 GB6451-2008油浸式电力变压器技术参数和要求 型号参数 (一)6300kVA~180000kVA三相双绕组无励磁调压电力变压器

电力变压器的继电保护整定值计算

电力变压器的继电保护整定值计算 一.电力变压器的继电保护配置 注1:①当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时,应采用低电压闭锁的 带时限的过电流保护。 ②当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时,应装 设变压器中性线上的零序过电流保护。

③低压电压为230/400V的变压器,当低压侧出线断路器带有过负荷保护时,可不装 设专用的过负荷保护。 ④密闭油浸变压器装设压力保护。 ⑤干式变压器均应装设温度保护。 注2:电力变压器配置保护的说明 (1)配置保护变压器内部各种故障的瓦斯保护,其中轻瓦斯保护瞬时动作发出信号,重瓦斯保护瞬时动作发出跳闸脉冲跳开所连断路器。 (2)配置保护变压器绕组和引线多相短路故障及绕组匝间短路故障的纵联差动保护或者电流速断保护,瞬时动作跳开所连断路器。 (3)配置保护变压器外部相间短路故障引起的过电流保护或复合电压启动过电流保护。 (4)配置防止变压器长时间的过负荷保护,一般带时限动作发出信号。 (5)配置防止变压器温度升高或冷却系统故障的保护,一般根据变压器标准规定,动作后发出信号或作用于跳闸。 (6)对于110kV级以上中性点直接接地的电网,要根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护或零序电压保护,一般带时限动作 作用于跳闸。 注3:过流保护和速断保护的作用及范围 ①过流保护:可作为本线路的主保护或后备保护以及相邻线路的后备 保护。它是按照躲过最大负荷电流整定,动作时限按阶段原则选择。 ②速断保护:分为无时限和带时限两种。 a.无时限电流速断保护装置是按照故障电流整定的,线路有故障时,它能瞬时动作, 其保护范围不能超出本线路末端,因此只能保护线路的一部分。 b.带时限电流速断保护装置,当线路采用无时限保护没有保护范围时,为使线路全长 都能得到快速保护,常常采用略带时限的电流速断与下级无时限电流速断保护相配 合,其保护范围不仅包括整个线路,而且深入相邻线路的第一级保护区,但不保护 整个相邻线路,其动作时限比相邻线路的无时限速断保护大一个时间级。 二.电力变压器的继电保护整定值计算 ■计算公式中所涉及到的符号说明 在继电保护整定计算中,一般要考虑电力系统的最大与最小运行方式。 最大运行方式—是指在被保护对象末端短路时,系统等值阻抗最小,通过保护装置的 短路电流为最大的运行方式。 最小运行方式—是指在上述同样短路情况下,系统等值阻抗最大,通过保护装置的 短路电流为最小的运行方式。

电力变压器继电保护设计

电力变压器继电保护设 计 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

课程设计报告书 题目:电力变压器继电保护设计 院(系)电气工程学院_______ 专业电气工程及其自动化____ 学生姓名冉金周__________ 学生学号 指导教师张祥军蔡琴______ 课程名称电力系统继电保护课程设计 课程学分 2____________ 起始日期

课程设计任务书 一、目的任务 电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节,也是学生接受专业训练的重要环节,是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计,使学生进一步巩固所学理论知识,并利用所学知识解决设计中的一些基本问题,培养和提高学生设计、计算,识图、绘图,以及查阅、使用有关技术

资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器为对象,主要完成继电保护概述、主变压器继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、各种继电器选择、绘图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。 二、设计内容 1、主要内容 (1)熟悉设计任务书,相关设计规程,分析原始资料,借阅参考资料。 (2)继电保护概述,主变压器继电保护方案确定。 (3)各继电保护原理图设计,短路电流计算。 (4)继电保护装置整定计算。 (5)各种继电器选择。 (6)撰写设计报告,绘图等。

2、原始数据 某变电所电气主接线如图1所示,已知两台变压器均为三绕组、油浸式、 强迫风冷、分级绝缘,其参数如下:S N =;电压为110±4×2.5%/ ±2×2.5%/11 kV;接线为Y N /y/d 11 (Y /y/Δ-12-11);短路电压U HM (%) =,U HL (%)=17,U ML (%)=6。两台变压器同时运行,110kV侧的中性点只有一台 接地,若只有一台运行,则运行变压器中性点必须接地,其余参数如图1。 3、设计任务 结合系统主接线图,要考虑两条长的110kV高压线路既可以并联运行也可以单独运行。针对某一主变压器的继电保护进行设计,即变压器主保护按一台变压器单独运行为保护的计算方式。变压器的后备保护(定时限过电流电流)作为线路的远后备保护。 图1 主接线图 注: 学号尾号为1、2、3的同学,用图中S kmax =1010MVA,S kmin =510 MVA进行计 算; 学号尾号为4、5、6的同学,用图中S kmax =1100MVA,S kmin =520 MVA进行计 算; 学号尾号为7、8、9、0的同学,用图中S kmax =1110MVA,S kmin =550 MVA进行 计算。 三、时间、地点安排

10kV电力变压器设计资料

( 二 〇 一五 年 六 月 本科毕业设计说明书 学校代码: 10128 学 号: 201111202005 题 目:10kV 电力变压器的电磁计算与分析 学生姓名:朱 磊 学 院:电力学院 系 别:电力系 专 业:电气工程及其自动化 班 级:电气11-2 指导教师:陈艳宁 讲师

摘要 电力变压器在电力系统中占有重要的地位,其发展趋势是安全可靠、节省生产资本、低损耗运行。因此,进行电力电压器的电磁计算与分析就显得非常重要。 本文早参考了大量文献的基础上,根据变压器设计的基本思路,按照一般压器设计的基本步骤,完成了一台1600kV A/10kV的电力变压器设计。本文章根据一般变压器设计方法针对给定的的电力变压器做了详细的设计。根据所设计变压器的技术参数选用合理的导线和铁心,使其能够安全可靠的运行。通过计算高、低压绕组匝数,对高、低压绕组进行了设计。计算出每匝电动势,进而计算获得低压绕组的匝数,通过变比可得到高压绕组的匝数。高低压绕组的设计包括设计绝缘结构,绕组材料,绕组结构阻抗与负载损耗计算等。计算空载特性是计算空载损耗和空载电流,进而判断所设计的变压器是否合理。计算短路特性是计算变压器的短路电压百分数、铜耗和短路阻抗,若短路阻抗太大则会产生很大的附加损耗,也会使变压器局部过热。变压器温升计算值不仅关系到变压器的安全性、可靠性、使用寿命,也关系到变压器的制造成本。所以本文对温升做了详细的计算。最后则对变压器的结构改进做了详细的介绍。 关键词:电力变压器;电磁计算;结构改进

Abstract Power transformers plays an important role in the power system, and its development trend is safe and reliable, saving production capital, low-loss run, trying to improve the quality of the product. Therefore, it is very important to calculate and analyze the electromagnetic power voltage device. This article reference to the vast literatures on the basis in early, according to the basic idea of transformer design, in accordance with the basic steps of the general press is designed to complete the design of a power transformer 1600kVA / 10kV . This design transformer design according to the general method for the design of power transformers made a detailed design. A reasonable choice of wire and an iron core transformer according to the design specifications to enable safe and reliable operation. High and low voltage windings are designed By calculating the high and low voltage winding turns. Calculating the quantity per turn, and then calculating the number of turns of the low voltage winding can be obtained through high voltage winding turns ratio. Design of high and low voltage winding insulation structure including design, winding material, winding structure impedance and load loss calculation. Computing load characteristic is to calculate load loss and no-load current, and then to determine the design of the transformer is reasonable. Calculating short-circuit characteristic is to calculate the percentage of the transformer short-circuit voltage, short-circuit impedance copper consumption and, if too short-circuit impedance will have a huge additional losses, but also make local overheating transformer. Calculating transformer temperature rise is not only related to the transformer of safety, reliability, service life, but also to the manufacturing cost of the transformer. Therefore, this essay have made a detailed calculation of the temperature rise. Finally, I made a detailed presentation to improve the structure of the transformer. Keywords: power transformer; electromagnetic calculation; structure improvement

电力变压器设计与计算_1_刘传彝

电力变压器设计与计算(1) 刘传彝,侯世勇,许长华 (山东达驰电气有限公司,山东成武274200) 学习之友 1电力变压器设计与计算基础知识 1.1 变压器的分类 变压器是一种静止的电磁感应设备,在其匝链于一个铁心上的两个或几个绕组回路之间可以进行电磁能量的交换与传递。根据不同用途,变压器可以分为许多类型。 1.1.1电力变压器 电力变压器在电力系统中属于量大面广的产 品。二次侧电压高于一次侧电压的变压器称为升压变压器;反之,称为降压变压器。直接接发电机组的升压变压器,又称为发电机用变压器。二次侧直接接用户的变压器,称为配电变压器。把两个或三个网络连接起来,使其间可以有潮流往来、能量交换的变压器,称为联络变压器。联络变压器也可制作成自耦变压器。 1.1.2电炉变压器 工业上使用的金属材料和化工原材料很多是用 电炉冶炼生产出来的。而电炉所需的电源是由电炉变压器供给的。电炉变压器的特点是二次电压很低(一般由几十伏到几百伏),但电流却很大。电炉变压器种类很多,根据冶炼原材料的不同,电炉变压器可分为炼钢电弧炉变压器、矿热炉变压器、电阻炉变压器、盐浴炉变压器以及工频感应炉和电渣炉变压器等。我国电炉变压器一次侧的电压多为10kV 或 35kV ,个别的为110kV 。1.1.3 整流变压器 很多工业电气设备需要直流供电,如城市主要交通工具之一的电车、电机车、钢厂的轧机、冶炼厂及化工厂的电解槽等。把交流电变成直流电是需要经过整流器(水银整流器、硅整流器)进行整流的,供工业整流器用的电源变压器称作整流变压器。为了提高整流效率,整流变压器二次绕组要接成六相或十二相。整流变压器的共同特点是二次电压低,电流大。为了提高效率,二次侧相数一般不少于三相,有时采用六相、十二相或加移相绕组。另外,由于整流 的作用,整流变压器绕组中的工作电流波形是不规则的非正弦波。 1.1.4牵引变压器 给铁路牵引线路供电的变压器称为牵引变压 器。近年来我国现代电气化高速铁路发展很快,需要的牵引变压器逐年增加,牵引变压器同普通电力变压器相比,主要区别有以下几点:(1)单相负载。(2)变动负载。(3)轨道回路。(4)会有高次谐波的负载。目前变压器生产厂根据以上特点能生产出满足需要的牵引变压器。牵引变压器将电能从110kV 或 220kV 三相电力系统传输给二条27.5kV 的单相牵 引回路。110kV 多采用V/V 接牵引变压器,220kV 采用单相,低压通过中间抽头实现2×27.5kV 。1.1.5 工频试验变压器 工频试验变压器也称高压试验变压器。工频试验变压器在电气工厂、发电站、电业部门和科研等单位应用十分广泛,是不可缺少的试验设备。通过采用工频试验变压器可以对各种电工产品、电气元件、绝缘子、套管和绝缘材料等进行工频电压下绝缘强度试验。 工频试验变压器特点是一、二次绕组具有很大的电压比。一次电压通常为0.22kV 、0.38kV 、3kV 、 6kV 和10kV 等,二次电压为50kV ~2200kV 或更高。试验变压器运行持续时间都在1h 以下。也可由 几台试验变压器串联成串接试验变压器装置。 1.1.6电抗器 具有一定电感值的电器,统称为电抗器。现代的 电抗器种类很多,应用也十分广泛。总的来说,电抗器按结构可以分为两类:一类为空心抗器;另一类为铁心电抗器。用于限制短路电流的电抗器称为限流电抗器。例如,电力系统中用于限流的限流电抗器,电炉炼钢炉变压器用的串联电抗器,电动机起动用的起动电抗器等。限流电抗器通常是串联连接在电路中。用于补偿电容电流的电抗器称为补偿电抗器。例如,电力系统中用的并联电抗器,中性点接地用的消弧线圈,串联谐振试验装置中用的试验电抗器等。 TRANSFORMER 第48卷第2期2011年2月Vol.48February No.22011

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