双绕组变压器优化设计

1.等值电路

三相变压器是对称电路，因此它的等值电路及参数只用一相表示即可。由电机学课程内容可知，变压器可用T形等值电路表示，但在电力系统计算中，为了减少网络中的节点数，常将励磁支路前移到电源侧，将变压器二次绕组的阻抗折算到一次绕组并和一次绕组的阻抗合并，用等值阻抗RT＋j XT来表示，这种电路称为Γ形等值电路，如图2-5(a)所示，简化等值电路如图2-5(b)所示。

图2-5　双绕组变压器等值电路

(a)Γ形等值电路；(b)简化等值电路

2.参数

双绕组变压器的4个参数RT、XT、GT、BT可以从变压器短路试验的两个数据，即短路损耗ΔPS、短路电压百分数US%，以及空载试验的两个数据，即空载损耗ΔP0、空载电流百分数I0%相应求得。这4个试验数据通常标在变压器铭牌上，也可从设计手册中查找。

1)电阻

做变压器短路试验时，将一侧绕组短接，在另一侧绕组施加电压，使短路绕组的电流达到额定值。由于外加电压较小，相应的铁损较小，因此可近似地认为短路损耗等于绕组损耗(铜耗)，即ΔPS＝3RT，于是

在电力系统计算中，常用变压器三相额定容量和额定电压进行计算，因此式(2-16)可变为

式中，ΔPS的单位为k W，SN的单位为k V·A，UN的单位为k V。本节以后各式中SN、UN的含义及单位均与此式相同。

2)电抗

变压器铭牌上给出的短路电压百分数US%是变压器通过额定电流时，在阻抗上产生的电压降的百分数，而对于大容量变压器，其绕组电阻比电抗小得多，均可近似处理，通过额定电流时，变压器电抗上的电压降可以用US%表示，即(www.xing528.com)

从而

3)电导

做变压器空载试验时，将一侧绕组开路，在另一侧绕组加额定电压，此时变压器有功损耗即为空载损耗ΔP0，一次电流即为空载电流。由于空载电流很小，一次绕组中的损耗也很小，因此可以近似地认为变压器的空载损耗等于铁耗，即

从而

4)电纳

变压器空载电流I0包含有功分量和无功分量，由于有功分量相对很小，因此可以近似认为空载电流等于无功分量，即I0≈Ib，于是

从而

在应用式(2-17)、式(2-19)、式(2-21)和式(2-23)计算变压器参数时，公式中采用哪一侧绕组的额定电压，表明变压参数归算到哪一侧。

例2-2 三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110，额定容量为40 500 k V·A，额定电压为121/10.5 k V，ΔPS＝234.4 k W，ΔP0＝93.6 k W，US%＝11，I0%＝2.315。求该变压器的参数，画出其等值电路。

该变压器的等值电路如图2-6所示。

图2-6　例2-2的变压器等值电路