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關于對某變壓器暫態模型的建立及分析
1970年01月01日 08:00 變壓器產業網
  

  變壓器漏磁通變壓器除鐵心中磁通及零序磁通外,還有一、二次繞組之間的漏磁通。以一普通三相雙繞組為例分析,如圖3所示。一般低壓繞組靠近鐵心而高壓繞組靠近外殼,因此高壓繞組漏磁通通過外殼閉合,而低壓繞組漏磁通通過鐵心閉合。考慮到外殼面積很大,可近似認為磁導為無窮大,因此對于高壓繞組,可以只考慮空道和繞組所占空間的磁導。低壓繞組的漏磁通過鐵心閉合,可考慮鐵心的非線性,即低壓繞組的漏磁導為空道和繞組所占空間的磁導與鐵心磁導的串聯。漏磁通對應的電感矩陣具有如下的形式:=diag式中,Pl1和Pl2對應于一、二次繞組漏磁通在空道和繞組空間的等效漏磁導,這部分磁導的空間屬非鐵磁質,故Pl1和Pl2可視為常數,并可近似認為二者相等。即:Pl1=Pl2=Pl變壓器的電感矩陣為:==為計算鐵心的磁導率,必須建立繞組電流和磁通密度的關系,再由磁通密度求出鐵心的磁導率。

  考慮到以上討論的漏磁通在鐵心中所占比例極小,可忽略這部分漏磁通。對磁路,利用磁路定理,可得到磁通和繞組電流的關系:11-11Pa013P001Pb013P001Pc13P05a5b5c50=0N1I1+N2I4N1I2+N2I5N1I3+N2I6式中,5a、5b、5c和50為鐵心中三相磁通和零序磁通。Ii(i=1,2,3,4,5,6)為繞組電流。各相鐵心的平均磁通密度為:Bi=5iSi(i=a,b,c)式中Bi鐵心的平均磁通密度現代電力變壓器鐵心多用冷軋取向硅鋼片制造,磁滯回線很窄。為簡化計算,可用磁化曲線代替磁滯回線計算磁導率。這樣磁通密度和磁導率為單值關系。

  變壓器的并聯電阻矩陣表示勵磁損耗,變壓器運行時由一次繞組勵磁。用等效并聯電阻Rb表示這部分損耗,則并聯電阻矩陣為:=diag(Rb,Rb,Rb,0,0,0)勵磁損耗包含兩部分,一部分為鐵心的磁滯損耗,另一部分為鐵心的渦流損耗。勵磁損耗與變壓器鐵心的工作點有關。現代用于制造電力變壓器的硅鋼片,其磁滯損耗很小,且鐵心是由薄硅鋼片疊積而成,其渦流損耗也很小。一次側電壓的有效值變化不大時,Rb可近似為常數。

  變壓器的串聯電阻矩陣包含變壓器的兩部分損耗:一部分為電流流過繞組所產生的電阻損耗;另一部分為一、二次繞組電流所形成的漏磁通在繞組及其它部件上產生的渦流損耗,包括不完全換位損耗及漏磁通穿過壓板、夾件和油箱等結構所造成的損耗,這部分損耗總稱為附加損耗。兩部分損耗用等效串聯電阻Rc1和Rc2表示,則矩陣具有如下形式:=diag(Rc1,Rc1,Rc1,Rc2,Rc2,Rc2)這兩部分損耗與溫度有關,電阻損耗與溫度系數成正比,附加損耗與溫度系數成反比。由于暫態過程較短,溫度變化較小,故Rc1和Rc2可近似為常數。

  變壓器的非線性主要由各相鐵心的磁導引起,而零序磁導P0、漏磁導Pl、等效電阻Rb、Rc1和Rc2,在變壓器各種運行工況下可近似為常數,因此可以用變壓器試驗的方法確定這些參數。

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