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具有非标准变比变压器的参数计算

来源:http://www.whguoli.com 浏览次数:498 日期:2013-7-9 16:55:55

1 导言
  杂乱电网的惯例核算,需求将所联的元件归算为同一基准容量下的标幺值,或同一电压等级下的有名值。因为杂乱电网中很多变压器的实践变比与选定的基准变比是有差异的,因而在核算程序中,引入了变压器的π形等值电路及变压器的非规范变比。但因为不一样的π形等值电路对填写数据的具体需求有所不一样,填写核算数据的过错时有发生,因而影响了核算作业的质量。
  例1 某电厂4号机升压变压器铭牌参数如下:
  额外容量SN   240MVA
  额外电压UNJ/UNI 550kV±2×2.5%/15.75kV
  短路电压UK   15.2%
  体系选定的基准参数为:
  基准容量SB   1000MVA
  基准电压UBJ   525kV
  基准电压UBI   15.75kV
  现假定,变压器高压分接开关在额外值550kV时,给BPA和PSASP核算程序输入变压器标幺值参数XT,则有三种核算办法:
    (1)
  
  
  式(1)是按容量之比换算的,即与电压无关。式(2)是换算到I侧的欧姆值再用I侧的基准欧姆去掉,式(3)是换算到J侧的欧姆值再用J侧的基准欧姆去掉。对上述两程序而言,填写0.6333是正确的,填写0.6951是不正确的。因为BPA程序所选用的变压器等值电路需求用式(1)的成果,PSASP程序所选用的变压器等值电路需求用式(2)的成果。若是用式(3)的成果0.6951输入上述两程序,在变压器回路中则会导致(T2K-1)的差错,当TK>1时是正差错、当TK<1时是负差错。本算例变比标幺值TK=1.04762,引出的差错约10%。以下各节将对此疑问作进一步阐明。
  例2 核算图1所示杂乱电网的参数。


图1 杂乱电网接线图

  若是需求将线路L2的参数换算到线路L1电压级的欧姆值,则有两种算法:
  ①从变压器T2折算 X′L2=40(550/215)(550/215)=261.7631(Ω)
  ②从变压器T3折算 X′L2=40(540/230)(540/230)=220.4915(Ω)
  大概取哪一个参数取决于线路L2、L1的线路基准电压值。
  若UB1=550、UB2=215,则算法①是正确的;
  若UB1=540、UB2=230,则算法②是正确的;
  若UB1=525、UB2=230,则算法①和②的成果均不正确。
  由上可见,电网参数的核算与变压器的处置和体系选定的基准值有关,这即是这篇文章所要阐明的疑问。

2 变压器的三种等值电路
  要处置以上疑问,需求研讨变压器的等值电路。变压器的等值电路有以下三种(以双卷变压器评论,三卷变压器可分解为三个双卷变压器处置):
  ①变压器的两边均有非规范变比,变压器阻抗置于规范侧;
  ②变压器的一侧有非规范变比,变压器阻抗置于规范侧;
  ③变压器的一侧有非规范变比,变压器阻抗置于非规范侧;
  BPA程序选用第①种办法,PSASP归纳程序选用第②种办法,中国70年代编制的有些程序曾选用过第③种办法。
2.1 变压器两边均有非规范变比、变压器阻抗置于规范侧
  在本电路中,变压器每一绕组的阻抗按该绕组所接母线的基准电压UB(kV)及基准功率SB(MVA)折算成标幺值,然后将两绕组的阻抗标幺值相加即为变压器节点I到节点J的短路阻抗(R+jX)标幺值,其导纳值为Y,改动两边的分接开关,可得图2所示电路图。图中

Ti=UNI/UBI;Tj=UNJ/UBJ

式中 UNI和UNJ为变压器I和J侧实践分接开关电压,kV;UBI和UBJ为变压器I和J侧选定的基准电压,kV。
  由图2电路可导出图3所示的π型等值电路图。


图2 变压器电路图      图3 变压器等值电路图

图中:

  (4)
  (5)
  (6)

  对图2电路进行改换得图4。


图4 改换后的变压器电路图

  设变压器阻抗电压为UK%(电阻有些原理一样评论时暂疏忽),绕组I的阻抗电压是UKI%=UK%/2,绕组J的阻抗电压UKJ%=UK%/2,两绕组的等值电路在IP处联接,IP的额外电压为UNIP、IP处的基准电压为UBIP,且令UNIP=UBIP。
  IP处的基准阻抗为

(7)

  将绕组I的阻抗UKI%和绕组J的阻抗UKJ%均换算到IP侧的欧姆值

  (8)
  (9)

  两绕组的阻抗相加即为变压器的阻抗
      (10)
  将变压器的阻抗换算为标幺值
    (11)
  由式(11)可见,在图4中因为虚设了一个IP点,且令IP点的额外电压等于基准电压,即UNIP=UBIP,便可导出图2电路变压器的阻抗标幺值核算与分接开关电压无关。当变压器分接开关改动时,只需求改动变比Ti或Tj,在变压器的I或J侧便可观察到变压器的阻抗将主动随分接开关的改动而改动。
2.2 变压器的一侧有非规范变比、变压器阻抗置于规范侧
  电路图如图5、π形等值图如图6所示。


图5 变压器电路图      图6 等值电路图

  图中TK为变压器变比标幺值,TK=Tj/Ti;Y′为变压器导纳标幺值,Y′=1/(R′+jX′)。
  比拟图2和图5可见,将图2的阻抗移到变压器的I侧,用Ti除两边变比即是图5。且图2中R+jX与图5中的R′+jX′均满意式(12)。

(R+jX)Ti×Ti=R′+jX′  (12)

  一般令变压器的固定分接开关侧为I侧,具有可调分接开关的一侧为J侧。选用图5电路J侧分接开关电压调整时,从J侧看变压器的参数将主动改动。
2.3 变压器的一侧有非规范变比、变压器阻抗置于非规范侧
  电路图和等值电路图如图7和图8所示。


图7 变压器电路图      图8 等值电路图

  图中TK变压器变比标幺值,TK=Tj/Ti;Y″为变压器导纳标幺值,Y″=1/(R″+jX″)。
  比拟图2和图7可见,将图2的阻抗移到变压器的J侧,用Ti除两边变比即是图7。且图2中R+jX与图7中R″+jX″满意式(13)。

(R+jX)Tj×Tj=R″+jX″  (13)

  本电路中的TK与第2.2节中的TK界说一样,R″+jX″=(R′+jX′)TK×TK,即变压器的电抗换算到J侧,J侧具有变比标幺值TK,TK改动时,从J侧看变压器的参数应改动,但该等值电路中的R″+jX″不能主动改动,需求用编程或其他办法进行处置。


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