电压变化对变压器励磁阻抗的影响

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1、第17卷第1期湖北工学院学报2002年3月Vol.17No.1JournalofHubeiPolytechnicUniversityMar.2002[文章编号]1003-4684(2002)03-0047-03电压变化对变压器励磁阻抗的影响刘辉,张勇,李新华(湖北工学院电气工程与计算机科学系,湖北武汉430068)[摘要]研究了电压变化对变压器铁耗电阻和励磁电抗的影响,介绍了电压变化下变压器励磁阻抗的拟合计算方法,讨论了铁心最大磁导率与磁化曲线膝点之间的关系.[关键词]电压变化;变压器;励磁阻抗[中图分类号]TM41[文献标识码]:A励磁阻抗是变压器T型等效电路模

2、型中的一相对应,磁导率为_n.于是,变压器在额定电压运行2个基本参数.由于变压器铁心磁化曲线的非线性,时的励磁电感为LmN=∧mNN1(N1为变压器一次侧具有饱和特性,一般情况下励磁阻抗并不是一个常绕组的匝数,∧mN为铁心的磁导),磁导为∧mN=数,而是一个非线性的参数.人们通常研究的是变_nS/L(S为变压器铁心的导磁截面积,L为铁心的压器在额定电压下的运行问题,视励磁阻抗为常数,平均长度,磁导率_n=BN/HN).这样就可以按线性电路进行分析和计算.电网电压都存在一定的变化,有时电压的变化还比较大.这种变化将改变变压器铁心的磁化状态,励磁阻抗也会发生变化.也就

3、是说,不能采用额定电压下对应的励磁阻抗来计算电压变化后的变压器问题.那么,电压变化后,励磁阻抗的大小将如何变化,如何运用解析方法计算电压变化后变压器的励磁阻抗,铁心最大磁导率与磁化曲线膝点之间的关系如何?图1变压器铁心磁化曲线本文对这些问题作一初步探讨.考虑电网电压的变化.如电压上升,使变压器铁心工作在磁化曲线的M点,铁心趋向饱和,磁导1电压变化对励磁阻抗的影响率下降至_m,进而有∧mM<∧mN,LmM

4、别讨论电压变化对它们的影响.不饱和(磁化曲线线性段),磁导率上升至_k,进而1.1励磁电抗Xm有∧mK>∧mN,LmK>LmN,即随着电压的下降,励磁励磁电抗Xm=kLm(k是电源的角频率,Lm为电感逐渐上升;特别地,当变压器铁心工作在磁化曲励磁电感).下面分析中,认为电源角频率不变,仅线的L点时,磁导率达最大值_g=_max,磁导∧mL及考虑变压器电源电压的变化.这样对Xm的研究可励磁电感LmL达到最大.转换为对Lm的研究.变压器铁心的磁化曲线B-H1.2铁耗电阻Rm[1]及磁导率曲线_-H如图1所示.为了充分利用变Rm反映了变压器铁心中的铁耗,即磁滞损耗和压器

5、的铁心材料,并使其获得良好的运行性能,设计涡流损耗.由于铁心的磁化曲线为非线性关系,致上通常使铁心工作在磁化曲线的膝点(图1中的N使变压器的空载电流I0比磁通增加得快,而与点),此时变压器的磁密BN与其一次侧的额定电压外施电压U1成正比,故I0比U1增加得快,因此,Rm[收稿日期]2001-11-26[作者简介]刘辉(1962-),男,湖北武汉人,湖北工学院讲师,研究方向:电力系统及计算机控制.48湖北工学院学报2002年第1期[2]随着外施电压的增加而减小.图2给出了变压器空载损耗拟合函数如下2空载电流I0、空载损耗p0与外施电压U1之间的关系10I0=0.56

6、1U1+11.349U1-8.961,(1)2曲线.p0=48.829U1-56.072U1+24.238.(2)式中,U1表示变压器一次侧电压的标幺值,I0为实际空载电流值(为了提高拟合精度,这里将I0扩大了10倍),p0表示空载损耗的实际值.表2中“实验法”是根据表1实验结果计算出的励磁电阻和励磁电感,“拟合法”是根据式(1)、(2)拟合函数计算出的铁耗电阻和励磁电感.表2拟合法和实验法计算励磁阻抗结果比较图2I0、p0与U1关系曲线一次侧电铁耗电阻Rm/Ψ励磁电感Xm/Ψ压标幺值拟合法实验法拟合法实验法2电压变化下励磁阻抗的计算方法1.15100939958

7、481.1012312210139901.0515515811061139求解等值电路是计算变压器问题的经典方法.1.0019823112191378在T型等值电路中,变压器一、二次侧的漏阻抗可0.95279338144216690.9045052118202101以看成常数,而励磁阻抗则与电压变化有关.因此,0.8594692327992679电压变化下变压器稳态问题计算的关键是确定励磁从上表实验法给出的结果可以看出,如果在额阻抗.下面介绍铁耗电阻Rm和励磁电抗Xm的拟合定电压点考虑10%的电压变化,变压器的铁耗电阻[3]算法.和励磁电抗也有近一倍的变化,可见电

8、压变化对励