短路阻抗计算
第五章短路阻抗计算
第一节概述
通常，变压器的短路阻抗，是指在额定频率和参考温度下，一对绕组中、某一绕组的端子之间的等效串联阻抗Zk＝Rk+jXk。由于它的值除计算之外，还要通过负载试验来确定，所以习惯上又把它称为短路电压或阻抗电压。
短路阻抗是变压器性能指标中很重要的项目，其出厂时的实测值与规定值之间的偏差要求很严。本节中将从短路阻抗计算的基本原理出发来逐步展开对与短路阻抗这个参数有关的各项问题的分析。
通常，短路阻抗是由电阻分量(短路电阻)Rk及电抗分量(短路电抗)Xk所组成的，它们之间的关系为
对于三相变压器，它表示为每相的阻抗(等值星形联结)。而对于带有分接绕组的变压器，是指其在指定分接位置上的值，如无另外规定，通常是指主分接。
应当指出的是，变压器的短路阻抗经常是用百分值(％)的形式来表示。所谓的百分值是一个相对单位制，便于产品之间进行参数的相互对比．例如，对于在某个容量、电压范围下的变压器，其短路阻抗的百分值应是相同的．
变压器的短路阻抗uk的百分值，通常由电抗分量Ukx(％)与电阻分量Ukr(％)所组成，由于它代表了变压器内阻抗的大小，故又称为阻抗电压。在Uk(％)与Ukx(％)及Ukr(％)之间，具有下列关系
通常，电抗分量Ukx(％)相当于由漏磁通所决定的变压器的漏电抗xk(％)，它在Uk(％)中占据着主要部分，本章中所介绍的短路阻抗的计算方法主要是关于漏电抗的计算．而电阻分量Ukr(％)，则主要相当于变压器绕组的电阻，它可以按负载损耗户。由下式求得
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系．据经验，只有当变压器的容量小于1000kVA时，才需要考虑电阻分量Ukr(％)的影响．所以对于多数大中型变压器，均可近似取Uk(％)≈Ukx(％)。
Uk(％)是变压器的重要技术参数，它对变压器的制造成本、短路电流的大小，电压质量的高低以及系统运行性能等都有显著的影响。因此，Uk(％)的选择是一个复杂的技术经济问题。各个国家根据自身的国情，在本国的技术标准中分别规定了产品的Uk(％)值。我国的双绕组和三绕组变压器以及自耦电力变压器的标准短路阻抗值，应根据GB 6451 1999以及GB／T 6274 1996的规定，如表5—1及表5—2所示。
应当指出，对于特种变压器而言，其短路阻抗的标准值应根据其具体运行特性而定，可参见有关专业标准或由制造厂家与用户协商决定。
第二节漏电抗计算的基本公式的推导
1．漏电抗计算的基本假定
由于漏电抗X0＝wLk，故要计算漏电抗必须首先计算出漏电感Lk。
因而，漏电感的计算又归结为计算漏磁通∮o或漏磁链∮。
众所周知，所谓漏磁通是指单独和原绕组或副绕组相匝链的磁通。漏磁通在空间的分布情况是较为复杂的，大致可示意如图5—1所示。
关于漏磁通分布情况的精确计算，只有依靠用数值计算法去求解拉普拉斯方程式，即依靠计算机来进行，相对而言是较复杂的。由于变压器的绕组是同心圆状地布置，加之铁
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变压器电压调整率与短路阻抗的关系
变压器电压调整率与短路阻抗的关系 1 说明 从变压器厂家订制变压器时，与变压器厂家的技术人员进行沟通，要求对方在变压器参数上标明电压调整率。对方回答“已经注明短路阻抗了，短路阻抗与电压调整率等效，不需要注明电压调整率。”当时没有考虑清楚，没有进行反驳。自己进行了资料查找与计算，经过查找计算，以前自己的理解不准确，厂家的技术人员的理解也不正确，下面试分析短路阻抗与电压调整率的关系： 2 名词定义 ? 电压调整率：变压器某一个绕组的空载电压和同一绕组在规定负载和功率因数时 的电压之差与该绕组满载电压的比，称为电压调整率，通常用百分数表示。 %10022 2×?= ΔN N U U U U U Δ：电压调整率； N U 2：二次侧空载时的输出电压，额定电压； 2U ：在规定的功率因数额定负载时二次侧的输出电压。 ? 短路阻抗：变压器短路阻抗也称阻抗电压，在变压器行业是这样定义的：当变压 器二次绕组短路（稳态），一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz 。通常Uz 以额定电压的百分数表示。 %10011×= N Z Z U U U Z U ：短路阻抗； Z U 1：二次侧短路，一次侧流额定电流时，一次侧的电压； N U 1：一次侧的额定电压。 3 电压调整率计算公式 ? 电压调整率的计算公式： 参考《电力变压器手册》（保定天威保变电气股份有限公司组编—谢毓城主编—机械工业出版社），电压调整率的计算公式为：
% )sin cos (2001sin cos % 100*% 100*212122 2?? ? ??????+?+?=?=?= Δ? ????KR KX KX KR N N N N U U U U U U U U U U U %20021 cos ??? ? ????+=Δ=KX KR U U U ? U Δ：电压调整率； N U 2：二次侧空载时的输出电压，额定电压； 2U ：在规定的功率因数额定负载时二次侧的输出电压； N U 1：一次侧的额定电压； ? 2U ：是2U 折算到一次侧的电压； KR U ：短路阻抗的电阻分量； KX U ：短路阻抗的电抗分量； ?cos ：负载功率因数； 说明：上述公式是在N I I 22?的条件下得出，如果负载电流不是额定值，则计算出的U Δ应乘以N I I 22/。 ? 计算用向量图：
短路电流计算方法
一种实用的短路电流计算方法 尚德彬中原油田设计院 [摘要]本文针对短路电流计算复杂，易出差错等原因，根据自己实际工作中对短路电流的计算，总结出了一种简单、实用、易于掌握的计算方法。 [关键词]短路电流实用计算方法 一、概述 在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。按照传统的计算方法有标么值法和有名值法等。采用标么值法计算时，需要把不同电压等级中元件的阻抗，根据同一基准值进行换算，继而得出短路回路总的等值阻抗，再计算短路电流等。这种计算方法虽结果比较精确，但计算过程十分复杂且公式多、难记忆、易出差错。下面根据本人在实际工作中对短路电流的计算，介绍一种比较简便实用的计算方法。 二、供电系统各种元件电抗的计算 通常我们在计算短路电流时，首先要求出短路点前各供电元件的相对电抗值，为此先要绘出供电系统简图，并假设有关的短路点。供电系统中供电元件通常包括发电机、变压器、电抗器及架空线路(包括电缆线路)等。目前，一般用户都不直接由发电机供电，而是接自电力系统，因此也常把电力系统当作一个“元件”来看待。 假定的短路点往往取在母线上或相当于母线的地方。图1便是一个供电系统简图，其中短路点d1前的元件有容量为无穷大的电力系统，70km的110kV架空线路及3台15MVA的变压器，短路点d2前则除上述各元件外，还有6kV，0.3kA，相对额定电抗(XDK%)为4的电抗器一台。 下面以图1为例，说明各供电元件相对电抗(以下“相对”二字均略)的计算方法。 1、系统电抗的计算 系统电抗，百兆为1，容量增减，电抗反比。本句话的意思是当系统短路容量为100MVA时，系统电抗数值为1; 当系统短路容量不为100MVA，而是更大或更小时，电抗数值应反比而变。例如当系统短路容量为200MVA时，电抗便是0.5(100/200=0.5); 当系统短路容量为50MVA时，电抗便是2(100/50=2)，图1中的系统容量为“∞”，则100/∞=0，所以其电抗为0。
短路电流 计算方法 口诀
短路电流计算方法口诀 一.概述 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件. 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流. 三.简化计算法
即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1.主要参数 Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(Ω) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(U jz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).
短路电流计算公式
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算发布者：admin 发布时间：2009-3-23 阅读：513次供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz =100 MV A 基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4
短路计算公式
短路计算 1、在下图所示网络中，设G 为无穷大系统，A MV S B ?=100，B av U U =，sh 1.8K =，求K 点发生三相短路时的冲击电流、短路电流的最大有效值、短路功率。 （*B G NT S X S =，*%100k B T NT U S X S =?，*02B L L S X X L U = ，*R R X X =） 40km U k %=10.5 6.3kV X R %=4 0.5km 解：解：采用标幺值的近似计算法： 各元件电抗的标幺值： G 为无穷大系统，故系统阻抗为零， 1*2 **2*2100 400.40.12111510.51000.35 10030 44 1.222 100100100 0.50.080.1008 6.3L T B R N L X X I X I X =?? ==?==?===??= 则从短路点看进去的总电抗的标幺值： 7937.1*2***1*=+++=∑L R T L k X X X X X 短路点短路电流的标幺值，近似认为短路点的开路电压k U 为该段的平均额定电压av U 5575.01 * ***=== ∑∑X X U I k k 短路点短路电流的有名值 kA I I I B k k 113.53 .63100 5575.0*=?? =?= 冲击电流kA I i k sh 01.13113.555.255.2=?== 最大有效值电流kA I I k sh 766.7113.552.152.1=?== 短路功率：A MV I I S S S B k B k k ?=?=?=?=75.551005575.0**
3短路电流和计算课后习题解析
习题和思考题 3-1.什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路故障的原因有哪些？短路有哪些危害？短路电流计算的目的是什么？ 答：所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路，其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有： （1）电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 （2）运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关（部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置），检修后忘拆除地线合闸等； （3）自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘，大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。因此，短路将会造成严重危害。 （1）短路产生很大的热量，造成导体温度升高，将绝缘损坏； （2）短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏； （3）短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热而烧坏； （4）短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便； （5）严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃； （6）单相对地短路时，电流产生较强的不平衡磁场，对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。 计算短路电流的目的是: （1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
变压器并列运行及负荷分配的计算
变压器并列运行及负荷 分配的计算 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
一、变压器并列运行的条件是什么 1.变比相等。变压器比不同，二次电压不等，在二次绕组中也会产生环流，并占据变压器的容量，增加变压器的损耗。差值最多不超过±%。 2.联结组序号必须相同。接线组别不同在并列变压器的二次绕组中会出现电压差，在变压器的二次侧内部产生循环电流。 3.两台变压器容量比不超过3：1。容量不同的变压器短路电压不同，负荷分配不平衡，运行不经济。 4.短路电压相同。 关于短路电压要求相同的说明：实际上是非常接近即可，因为试验值往往与设计理论值有一定的偏差，铭牌上写的都是试验值，即实际值。 如果短路电压相差过大，会导致短路电压小的发生过负荷现象，建议允许差一般不超过10%。至于为什么，请看文末的变压器并列运行负荷分配计算。 二、什么叫变压器的短路电压 这里要先说一下变压器的阻抗电压 变压器的阻抗电压百分数由电抗电压降和电阻电压降组成。在数值上与变压器的阻抗百分数相等，表明变压器内阻抗的大小。阻抗电压百分数表明了变压器在满载（额定负荷）运行时变压器本身的阻抗压降的大小。它对于变压器在二次侧发生短路时，将产生的短路电流大小有决定性意义，对变压器制造价格和变压器的并联运行也有重要意义，也是考虑短路电流热稳定和动稳定及继电保护整定的重要依据。此数值在变压器设计时遵从国家标准。
阻抗电压百分数的大小与变压器的容量有关，一般变压器容量越大短路阻抗也就越大（一般情况哦）。我国生产的电力变压器，阻抗电压百分数一般在4％～24％的范围内。 再说变压器的短路电压 变压器的短路电压百分数是当变压器一侧短路，而另一侧通以额定电流时的电压，此电压占其额定电压百分比。实际上此电压是变压器通电侧和短路侧的漏抗在额定电流下的压降。同容量的变压器，其电抗愈大，这个短路电压百分数也愈大，同样的电流通过，大电抗的变压器，产生的电压损失也愈大，故短路电压百分数大的变压器的电抗变化率也越大。 所以说：短路电压百分数=阻抗电压百分数（有时说成短路阻抗百分数）。 三、变压器短路阻抗大好，还是小了好（我习惯叫短路阻抗，最直观） 变压器的短路阻抗大小各有利弊。如果选择大的，当变压器的负载端发生短路时，短路电流会小些，变压器所承受的短路力会小，所受破坏也相对小些。但平时线路压降会增大，线路损耗增加、发热量加大，有时靠分接开关甚至调不过来，使设备无法获得合适电压，从而影响设备的正常运转。 另一方面，短路阻抗大的，产品的几何尺寸相对增加，即材料要增加，制造成本加大。如果太小，短路电流大，变压器所承受的短路力会大，为防止对设备的破坏，设备选型等都要增加短路容量，经济不划算。 所以，在选取变压器短路阻抗这个数值时要综合考虑，综合考虑，综合考虑。重要的事要说3遍，因为我不懂。 四、变压器并列运行负荷分配计算
煤矿井下供电常用计算公式及系数
煤矿供电计算公式 井 下 供 电 系 统 设 计 常 用 公 式 及 系 数 取 值
目录： 一、短路电流计算公式 1、两相短路电流值计算公式 2、三相短路电流值计算公式 3、移动变电站二次出口端短路电流计算 （1）计算公式 （2）计算时要列出的数据 4、电缆远点短路计算 （1）低压电缆的短路计算公式 （2）计算时要有计算出的数据 二、各类设备电流及整定计算 1、动力变压器低压侧发生两相短路，高压保护装值电流整定值 2、对于电子高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流（5A）的1-9倍分级整定的计算公式 3、照明、信号、煤电钻综合保护装置中电流计算 （1）照明综保计算公式 （2）煤电钻综保计算公式 4、电动机的电流计算 （1）电动机额定电流计算公式 （2）电动机启动电流计算公式 （3）电动机启动短路电流 三、保护装置计算公式及效验公式 1、电磁式过流继电器整定效验 （1）、保护干线电缆的装置的计算公式 （2）、保护电缆支线的装置的计算公式 （3）、两相短路电流值效验公式 2、电子保护器的电流整定 （1）、电磁启动器中电子保护器的过流整定值 （2）、两相短路值效验公式 3、熔断器熔体额定电流选择 （1）、对保护电缆干线的装置公式 （2）、选用熔体效验公式 （3）、对保护电缆支线的计算公式 四、其它常用计算公式 1、对称三相交流电路中功率计算 （1）有功功率计算公式 （2）无功功率计算公式 （3）视在功率计算公式
（4）功率因数计算公式 2、导体电阻的计算公式及取值 3、变压器电阻电抗计算公式 4、根据三相短路容量计算的系统电抗值 五、设备、电缆选择及效验公式 1、高压电缆的选择 (1) 按持续应许电流选择截面公式 (2) 按经济电流密度选择截面公式 (3) 按电缆短路时的热稳定（热效应）选择截面 ①热稳定系数法 ②电缆的允许短路电流法（一般采用常采用此法） A、选取基准容量 B、计算电抗标什么值 C、计算电抗标什么值 D、计算短路电流 E、按热效应效验电缆截面 (4) 按电压损失选择截面 ①计算法 ②查表法 (5)高压电缆的选择 2、低压电缆的选择 （1）按持续应许电流选择电缆截面 ①计算公式 ②向2台或3台以上的设备供电的电缆，应用需用系数法计算 ③干线电缆中所通过的电流计算 （2）按电压损失效验电缆截面 ①干线电缆的电压损失 ②支线电缆的电压损失 ③变压器的电压损失 (3) 按起动条件校验截面电缆 (4) 电缆长度的确定 3、电器设备选择 （1）变压器容量的选择 （2）高压配电设备参数选择 ①、按工作电压选择 ②、按工作电流选择 ③、按短路条件校验 ④、按动稳定校验 （3）低压电气设备选择
短路电流计算方法
供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作? 为了消除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1?假设系统有无限大的容量?用户处短路后，系统母线电压能维持不变?即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定：对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2. 在计算高压电器中的短路电流时，只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗，而忽略其电阻；对于架空线和电缆，只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻，一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表，都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器，一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件，要正确计算短路电流还是十分困难，对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办？下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1. 主要参数 Sd三相短路容量（MVA）简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值（KA）简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值（KA）简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值（KA）简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗（Q） 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键.
变压器短路阻抗测试和计算公式
概述 变压器短路阻抗试验的目的是判定变压器绕组有无变形。 变压器是电力系统中主要电气设备之一，对电力系统的安全运行起着重大的作用。在变压器的运行过程中，其绕组难免要承受各种各样的短路电动力的作用，从而引起变压器不同程度的绕组变形。绕组变形以后的变压器，其抗短路能力急剧下降，可能在再次承受短路冲击甚至在正常运行电流的作用下引起变压器彻底损坏。为避免变压器缺陷的扩大，对已承受过短路冲击的变压器，必须进行变压器绕组变形测试，即短路阻抗测试。 变压器的短路阻抗是指该变压器的负荷阻抗为零时变压器输入端的等效阻抗。短路阻抗可分为电阻分量和电抗分量，对于110kV及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗值主要是电抗分量的数值。变压器的短路电抗分量，就是变压器绕组的漏电抗。变压器的漏电抗可分为纵向漏电抗和横向漏电抗两部分，通常情况下，横向漏电抗所占的比例较小。变压器的漏电抗值由绕组的几何尺寸所决定的，变压器绕组结构状态的改变势必引起变压器漏电抗的变化，从而引起变压器短路阻抗数值的改变。 二、额定条件下短路阻抗基本算法
三、非额定频率下的短路阻抗试验 当作试验的电源频率不是额定频率(一般为50Hz)时，应对测试结果进行校正。由于短路阻抗由直流电阻和绕组电流产生的漏磁场在变压器中引起的电抗组成。可以认为直流电阻与频率无关，而由绕组电流产生的漏磁场在变压器中引起的电抗与试验频率有关。当试验频率与额定频率偏差小于5％时，短路阻抗可以认为近似相等，阻抗电压则按下式折算： 式中u k75 --75℃下的阻抗电压，%； u kt—试验温度下的阻抗电压，%； f N --额定频率(Hz)； f′--试验频率(Hz)； P kt --试验温度下负载损耗(W)； S N --变压器的额定容量(kVA)； K—绕组的电阻温度因数。 四、三相变压器的分相短路阻抗试验 当没有三相试验电源、试验电源容量较小或查找负载故障时，通常要对三相变压器进行单相负载试验。 1、供电侧为Y接法 当高压绕组为Ｙ联结时，另一侧为y或d联结时，分相试验是将试品低压三相线端短路，由高压侧AB、BC、CA分别施加试验电压。此时折算到三相阻抗电压和三相负载损耗可
030 变压器零序阻抗的实测与计算
变压器零序阻抗的实测与计算 袁凌 (武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072) 摘要：文章阐述了变压器零序电抗的实测方法并给出了折算成标幺值的公式，同时分析了常用的变压器零序电抗与正序阻抗之间的关系，为简化计算提供了方便。 关键词：变压器；零序阻抗；实测；简化 1变压器零序阻抗及等值电路图 电力系统中为了对接地性质的系统短路故障采用相应的有效的保护措施，需要确定系统中各电气设备的零序参数，变压器的零序阻抗便是其中之一。 变压器零序阻抗是指零序电流流过变压器三相对称电路时遇到的阻抗。 变压器的零序等值电路可以用三端T型电路来表示，见图 1。X G0、X Z0相当于零序漏电抗，X m0为零序激磁电抗。 2 实测与计算目的 三相变压器的零序阻抗特性与绕组的连接方式有关。在有三角形接线绕组时，在三角形接线绕组形成的平衡安匝作用的情况下，电压与电流间的关系是线性的，也就是说，零序阻抗是个定值。但对于没有三角形接线绕组的变压器，例如全星形三相三芯式自耦变压器来说，其零序阻抗由于油箱外壳磁化作用的影响，是一个变化的数值。图2所示为全星形三相三芯式自耦变压器做零序开路试验的特性曲 线，Z1，0(%)、Z2，0(%)、Z3，0(%)代表从高、中、低三侧加压时，Z0(%)
随着外施零序电压U0(%)的变化而呈现的非线性变化关系。因此其零序阻抗的稳定饱和值要实测确定。 零序阻抗还取决于绕组和铁芯之间的结构布置，因此在不同绕组上测量时就会有差异。零序阻抗也与铁芯结构型式有关。三相三柱式铁芯结构的变压器，零序磁通必须通过铁芯与油箱之间的空气隙和油箱形成回路，其零序阻抗较小。而三相五柱式铁芯结构的变压器，零序磁通则可通过旁轭形成回路，因此其零序阻抗较大。 即使2台相同规格，但绕组排列方式不同的变压器，例如Y0/y0/Δ型接线与Y0/Δ/y0接线的变压器零序阻抗也有差别。因此，在实际计算中，变压器零 序阻抗最好取实测值。 3不同类型变压器零序阻抗实测、计算与等值电路图 根据变压器接线组别、中性点引出线的不同，零序阻抗的测试方法有所不同，下面对电网中应用广泛的几种变压器的零序阻抗的测量、计算方法逐一论述。 3.1Y0/y0/Δ和Y0/Δ型接线变压器 Y0/Δ接线双绕组变压器与Y0/y0/Δ接线三绕组变压器，只有一个中性点引出线，其Y、Δ绕组中零序电流无法流通，零序阻抗的测量只需在带有中性点的Y0绕组上进行，将单相电压U0施加于Y0绕组中接在一起的
变压器短路容量的计算
变压器短路容量的计算 变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算 一.概述 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量 Sjz =100 MVA 基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV) 37 10.5 6.3 0.4 因为S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144 (2)标么值计算 容量标么值 S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量 S* = 200/100=2. 电压标么值 U*= U/UJZ ; 电流标么值 I* =I/IJZ
短路阻抗的各类标幺值计算计算
1】系统电抗的计算 系统电抗，百兆为一。容量增减，电抗反比。100 除系统容量 例：基准容量100MVA 。当系统容量为100MVA 时，系统的电抗为XS*=100/100 =1 当系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200 = 0.5 当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/x = 0 系统容量单位：MVA 系统容量应由当地供电部门提供。当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量 作为系统容量。如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流 为40KA。则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系统的电抗为 XS*=100/692 = 0.144。 【2】变压器电抗的计算 110KV, 10.5 除变压器容量；35KV, 7 除变压器容量；10KV{6KV}, 4.5 除变压器容量。 例：一台35KV 3200KVA 变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875 一台10KV 1600KVA 变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813 变压器容量单位：MVA 这里的系数10.5，7， 4.5 实际上就是变压器短路电抗的％数。不同电压等级有不同的值。 【3】电抗器电抗的计算 电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。 例：有一电抗器U=6KV I=0.3KA 额定电抗X=4% 。 额定容量S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15
电抗器容量单位：MVA 【4】架空线路及电缆电抗的计算 架空线：6KV，等于公里数；10KV，取1/3 ; 35KV，取3 % 0 电缆：按架空线再乘0.2 。 例：10KV 6KM 架空线。架空线路电抗X*=6/3=2 10KV 0.2KM 电缆。电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013 。 这里作了简化，实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关，截面越大电抗越小。【5】短路容量的计算 电抗加定，去除100 。 例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为X*刀=2,则短路点的短路容量 Sd=100/2=50 MVA 。 短路容量单位：MVA 【6】短路电流的计算 6KV，9.2除电抗；10KV，5.5除电抗; 35KV，1.6除电抗; 110KV，0.5除电抗。 0.4KV，150除电抗 例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为X*刀=2,短路点电压等级为6KV, 则短路点的短路电流Id=9.2/2=4.6KA 。 短路电流单位：KA 【7】短路冲击电流的计算
短路容量计算
短路容量计算 一.概述 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件. 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于3~35kv级电网中短路电流的计算,可以认为110kv及以上的系统的容量为无限大.只要计算35kv及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流. 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1.主要参数 sd三相短路容量(mva)简称短路容量校核开关分断容量 id三相短路电流周期分量有效值(ka)简称短路电流校核开关分断 和热稳 ic三相短路第一周期全电流有效值(ka) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(ka) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(ω) 其中系统短路容量sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(sjz)和基准电压(ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量sjz =100 m
短路电流计算公式
二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量 Sjz =100 MVA 基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, , , ,, KV
短路电流计算案例
1、计算公式： 同步电机及发电机标么值计算公式： r j d d S S x X ?=100%""* （1-1） 变压器标么值计算公式： rT j k T S S u X ?= 100%* （1-2） 线路标么值计算公式： 2*j j L L U S L X X ??= （1-3） 电抗器标么值计算公式： j j r r k k U I I U x X ? ?= 100%* （1-4） 电力系统标么值计算公式：s j s S S X = * （1-5） 异步电动机影响后的短路全电流最大有效值： 2 ""2""])1()1[(2)(M M ch s s ch M s ch I K I K I I I -+-++=?? （1-6） 其中：%"d x 同步电动机超瞬变电抗百分值 j S 基准容量，100MVA j U 基准容量， j I 基准电流， r S 同步电机的额定容量，MVA rT S 变压器的额定容量，MVA %k u 变压器阻抗电压百分值 L X 高压电缆线路每公里电抗值，取km /Ω 高压电缆线路每公里电抗值，取km /Ω L 高压线路长度，km r U 额定电压，kV
r I 额定电流，kA %k x 电抗器的电抗百分值 s S 系统的短路容量，1627MVA "s I 由系统送到短路点去的超瞬变短路电流，kA "M I 异步电动机送到短路点去的超瞬变短路电流，kA ，rM qM M I K I 9.0"= rM I 异步电动机的额定电流，kA qM K 异步电动机的启动电流倍数，一般可取平均值6 s ch K ?由系统馈送的短路电流冲击系数 M ch K ?由异步电动机馈送的短路电流冲击系数，一般可取~ 2、接线方案 图1 三台主变接线示意图 3、求k1点短路电流的计算过程 网络变换 （a ） （b ） （c ） （d ） （e ） （f ） （g ） （h ） （i ） （j ） （k ） 图2 求k1点短路电流网络变换图 用标么值计算各线路电抗 根据图1中所给数值，用标么制计算个电抗值： X1=s X *+L X *= s j S S +2j j L U S L X ? ?=+= X2=X3=X4=rT j k T S S u X ?= 100%*=
变压器短路电流计算法
1、变压器短路电流计算法： 例：变压器容量Se=1250KVA ，变比：U1/U2=10/0.4KV ，短路阻抗电压：Uk=6%，计算低压侧三相短路时高低压侧三相短路电流值。 172.2 I A === 21804 I A === 172.2(3)112030.06I I A U k = == 2 1804 (3)23006730.070.06I I A K A U k ==== 2、无功补偿装置容量计算： 例：变压器容量Se=1000KVA ，变比：U1/U2=10/0.4KV ，短路阻抗电压：Uk=6%，额定功率因数cos ￠=0.8，现电力部门要求用户受电侧的功率因数cos ￠1达到0.95，则无功补偿装置应选择多大容量的电容器？ 变压器的额定有功为：*co s 1000*0.8800P e S e K W ?=== 额定无功为：600Q e K V a r === 即当变压器达到额定出力时，将从电网吸收600KVar 的无功功率。 当电力部门要求用户受电侧的功率因数cos ￠1达到0.95， 则有功：*co s 1000*0.95950P e S e K W ?1=== 用户只能从电网吸收无功功率为：312Q e K V a r === 故用户需增加无功补偿电容器的容量为：600-312=288KVar ，故选择的电容器容量为300KVar 2）、空压机If ＝Kx ?cos U 3P e ∑=0.95* 132*1000/1.732*380*0.75=253A 考虑环境温度可能高于30度,根据表3可知选择3*120mm2+2*70mm2铜芯电缆线。 3）、2X135KW 通风机If ＝Kx ?cos U 3P e ∑=0.95* 270*1000/1.732*380*0.8=518A
短路阻抗
供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1.主要参数 Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(Ω) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz =100 MVA 基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4 因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144 (2)标么值计算 容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量 S* = 200/100=2. 电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ
一分钟搞明白变压器短路阻抗
一分钟搞明白变压器短路阻抗 1、什么是变压器的短路阻抗？ 变压器的短路阻抗，是指在额定频率和参考温度下，一对绕组中、某一绕组的端子之间的等效串联阻抗Zk＝Rk+jXk。由于它的值除计算之外，还要通过负载试验来确定，所以习惯上又把它称为阻抗电压。 2、怎么测量变压器的短路阻抗？ 用试验测量的方法为：将变压器二次侧短路，在一次侧逐渐施加电压，当二次绕阻通过额定电流时，一次绕阻施加的电压Uz与额定电压Un之比的百分数,即： Uz%=Uz/Un×100%。 3、变压器的短路阻抗实质是什么？ 变压器的短路阻抗是变压器的一个重要参数,它表明变压器内阻抗的大小，即变压器在额定负荷运行时变压器本身的阻抗压降大小。 4、为什么说“变压器阻抗的实质是绕组间的漏抗”？ 我们知道，变压器短路阻抗是由两部分组成，是变压器线圈及其他的电阻分量与变压器线圈之间的漏抗的向量和组成，即Zk＝Rk+jXk。但在大型变压器中，电阻分量远远小于电抗分量，其数值与电抗分量相比，可以忽略不计，所以工程计算时往往将电抗分量的值，替代阻抗值，所以有“变压器阻抗的实质是绕组间的漏抗”的说法。 当然，还可以这样理解：如果没有漏抗时，变压器副边短路，电压为0，原边电压也应该等于0。但是大家都知道，副边短路时，变压器原边电压不等于零，是因为有漏抗。所以说，变压器阻抗的实质是绕组间的漏抗。 5、实际学习时，怎么理解变压器的短路阻抗？ 1)如果把变压器当作一个电源来看的话，它的阻抗相当于任何一个电源的
内阻。这个内阻只有在有电流（负载电流）流过时，才表现出来。空载 时，它就反映不出了，但不等于它不存在。当变压器满载运行时，短路 阻抗的高低对二次侧输出电压的高低有一定的影响，短路阻抗小，电压 降小，短路阻抗大，电压降大。 2)如果把变压器作为电网的一个负载来看的话，它是一个感性负载（电阻 部分很小）。短路阻抗所表现出来的特性，就是它的负载特性--电感。 此电感就是两两线圈间的互感，由漏磁通产生（漏磁通由变压器负载电 流产生）。 6、系统设计时，如何选择变压器短路阻抗？ 1)当负载的功率因数一定时，变压器的电压调整率与短路阻抗基本成正比， 变压器的无功损耗与短路阻抗的无功分量成正比。短路阻抗大的变压器，电压调整率也大，短路阻抗越小，供电电压质量也更高。因此，短路阻 抗小较为适宜。 2)然而，短路电流倍数与短路阻抗成反比，短路阻抗越小，则短路电流倍 数越大，电网所受的影响大，系统中断路器开断的短路电流也大。对变 压器则是，当变压器短路时，绕组会遭受巨大的电动力，并产生更高的 短路温升。为了限制短路电流，则希望较大短路阻抗。 3)对心式变压器而言，当取的短路阻抗越大，需要要增加绕组的匝数就越 多，即增加了导线重量，或者增大漏磁面积和降低绕组的电抗高度，从 而增加了铁芯的重量。由此可见，高阻抗变压器，要相应增加变压器的 制造成本。 4)所以，短路阻抗的选择，需要在（损耗、制造成本）和短路电流之间做