三相本绕组变压器..doc

三绕组变压器等值电抗的探讨 才佳丽 　　摘要：从电路和电磁场两个方面探讨了三绕组变压器电源侧等值电抗为负值的物理意义。　　关键词：三绕组变压器；等效电路；等值电抗　　中图分类号：TM41　　　文献标识码：A　　　文章编号：1001-8425(2000)02-0009-04 Discussion for Equivalent Reactance of Three-Winding Transformer CAI Jia-li(Benxi TV University, Benxi 117000， China) Abstract:The physical meaning is discussed from the circuit and electromagnetic fields if the equivalent reactance of power supply side of three-winding transformer is negative value.Key Words:Three-winding transformer; Equivalent circuit; Equivalent reactance 1　前言 　　和双绕组变压器一样，在对三绕组变压器的运行进行分析和计算时，通常采用等效电路。在双绕组变压器中，等效电路中各参数的物理意义比较明确，但在三绕组变压器中，等效电路中各参数的物理意义就相对难于理解了，尤其是它的主要参数等值电抗。本文将深入探讨三绕组变压器的等值电抗。 2　电路分析 2.1　绕组排列方式　　在三绕组升压变压器中，低压绕组是一次侧，高、中压绕组是二次侧，低压绕组排列在高、中压绕组的中间位置，即从铁心柱往外排列的绕组，依次为中压绕组、低压绕组和高压绕组。　　在三绕组降压变压器中，高压绕组是一次侧，中、低压绕组均为二次侧，中压绕组排列在高、低压绕组的中间位置，即从铁心柱往外排列的绕组，依次为低压绕组、中压绕组和高压绕组。图1a和图1b分别表示三绕组升压变压器和降压变压器的绕组排列。　　 图1　三绕组变压器绕组排列(a)升压变压器　　　(b)降压变压器 　　为了叙述方便起见，我们把高、中、低压绕组分别编号为1、2、3。高、中压绕组间的电抗用x12表示，中、低压绕组间的电抗用x23表示，高、低压间的电抗则用x13表示，而各绕组的等值电抗则分别用x1、x2和x3来表示。　　在三绕组升压变压器中，x12最大，x13次之，x23最小。而在三绕组降压变压器中，x13最大，x12次之，x23最小。例如，某一110kV三绕组降压变压器的电抗分别为x12＝10.53%，x13＝18.60%，x23＝6.64%。2.2　等效电路　　在研究三绕组变压器突发短路运行时，通常采用星形等效电路图，如图2所示。由于所有参数均折算至同一侧，所以图2a和图2b两个等效电路图是等同的。　　 图2　三绕组变压器中压侧短路时的等效电路图 　　图2表示三绕组变压器中压侧短路时的等效电路，x1、x2和x3分别表示各绕组的等值电抗。IK1、IK2和IK分别表示各分支的短路电流。　　在等效电路中，各绕组的等值电抗为： 　　 　　由等效电路，可以写出变压器的总等值电抗 　　 　　对于前面所提到的110kV三绕组降压变压器来说，各绕组的等值电抗分别为：　　 　　　　 　　从上面第2式可以看出，中压绕组的等值电抗为负值。为什么等值电抗为负值呢?各种参考文献都没有进行深入的探讨，认为这完全是计算出来的，只是一个“等值”的概念。　　实践表明，对于三绕组变压器，无论是升压变压器，还是降压变压器，排列在中间位置的绕组的等值电抗是三个等值电抗中最小的一个，而且为负值。 3　等值电抗的推导及验证 　　下面着重来探讨三绕组变压器排列在中间位置的绕组等值电抗为什么是负值。　　首先，从电抗计算公式的推导出发，来验证三绕组变压器排列在中间位置的等值电抗为负值。 　　图3表示三绕组降压变压器绕组排列及尺寸图。　　 图3　三绕组降压变压器绕组排列及尺寸图 　　高、中压绕组间的电抗为： 　 　　高、低压绕组间的电抗为： 　　 　　中、低压绕组间的电抗为： 　　式中　f——频率，Hz　　　　　W——绕组匝数　　　　　ρ——洛氏系数　　其它尺寸见图3。　　中压绕组的等值电抗为： 　　 　　由于　　a13＝a12＋a2＋a23　　故可近似取　　a12R12＋a23R23－a13R13＝－a2R2　　从而得出 　　 　　上式表明，三绕组变压器排列在中间位置的绕组的等值电抗总是为负值。在电路中，电抗为正值，表示为感抗，电抗为负值，表示为容抗。这样一来，图2所示的三绕组变压器的等效电路可以用图4所示的等效电路所取代。电流流