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四绕组变压器零序阻抗算法的探讨 94内蒙古石油化工2009年第24期 四绕组变压器零序阻抗算法的探讨 史亚南,王磊 (乌海电业局,内蒙古乌海市016000) 摘要:本文通过对变压器接线方式和结构特点的介绍,分析了变压器零序阻抗的计算方法,并且 给出了不同接线方式的四绕组变压器零序等值回路,从而对四绕组变压器零序阻抗的计算方法进行了 探讨. 关键词:变压器;零序阻抗 1概述 对于三绕组变压器零序等值阻抗的算法在各种 专业书籍上都有介绍,但是,对于四绕组变压器零序 等值阻抗的算法介绍的却很少.乌海电网这两年 220kV变电站不断增多,带平衡线圈的220kV四绕 组变压器的应用也越来越多.本文结合分析变压器 阻抗的构成,对四绕组变压器零序阻抗的计算方法 进行探讨. 2变压器的接线方式,结构与零序阻抗的关系 我们知道,变压器零序阻抗主要是当变压器通 过零序电流时的阻抗,它与变压器的绕组联结方式, 磁路结构有关.变压器的绕组联结方式无非是Y0,Y 以及△型,而变压器的结构常见的有以下三种:①三 相变压器有3个单相变压器组成,如国内多数 500kV变压器或发电厂的升压变;②三相三柱变压 器,绝大多数220kV及以下电压等级变压器采用这 种结构;③三相五柱变压器,目前国内l5O0MVA及 以上的三相220kV变压器的铁芯采用五柱式,这样 可以降低变压器高度,满足铁道运输要求. 上述三种结构的变压器的铁芯对零序磁jl!】经 的磁路是不同的,对于由三个单相变压器组 压器组或三相五柱式变压器,零序磁通象正序一样, 能以铁芯为回路,磁导大,零序励磁电流很小,故零 序励磁电抗ZC0接近无限大.而对于三相三住式变 压器,零序磁通只能经过绝缘介质与铁壳成回路. 导小,零序励磁电流很大,零序励磁电抗ZC0_,\ 有限值.零序等值网络也表达了原,副绕组之间的电 磁感应关系,这和正序网络是一样,但是零序励磁电 抗和正序励磁电抗由于磁路的不同有很大差别.就 零序励磁电抗而言,变压器的励磁电抗是一个等值 电抗,用以等值地反映铁心中产生的交变磁通所消 耗的功率,其值约和励磁电浦的平方成反比,并和变 压器的结构有关.就零序电流的通路而言,对于Y接 线,零序电流没有通路;对于△接线,零序电流可以 在其中形成环流,而不能流出△绕组之外;对于Y0 接线,当其外接系统由中性线或中性点接地时,零序 电流即有通路.因此,变压器绕组的联接方式对零序 网络的影响很大,而变压器因结构的不同会影响零 序励磁电抗ZCO的值,从而改变了零序等值回路.下 面我们将做一个详细的论述. ①对于Y/A接线,零序电流没有通路,Z.:o.. ②对于Y./△接线的变压器,零序电流不能从△ 侧流到Y.侧,但能从Y.侧流到△侧,在△绕组中形 成环流而不能流到△侧的外接电路中,该侧的电抗 是短接的,对外电路则是开路(如图1),Z.=ZYo+ Z△o∥Zc0. 其中:Z.为变压器零序阻抗; Z.为变压器Y侧零序漏抗; Z.为变压器△侧l零序漏抗; Zc.为变压器零序励磁电抗. \ 图1Y0/A接线变压器零序等值回路 (1)对于三相五柱式变压器或三个单相变压器 来说,零序磁通以铁心为通路,ZCo非常大,相当于 开路,这时可以近似的认为Zo.~ZYo+ZA0=Z1. (2)对于三相三柱式变压器,零序磁通可以经 过绝缘介质与铁壳成回路,ZC0是有限值,而ZC0只 能通过试验确定,一般其标幺值为0.3～1.0,平均值 取0.6.近似的可以认为Z0-~0.8Z1. ③对于Y./Y接线,零序电流不能从Y.侧流到 收稿日期:2009一O9—28 作者简介:史亚南(1970…),籍贯河北省,毕业于天津大学电力系统自动化专业,硕士学位,高级工程币,现在乌海电业 局调度所从事电力系统继电保护整定计算工作. 2009年第24期史亚南等四绕组变压器零序阻抗算法的探讨95 Y侧,Y侧对外接电路是开路的(如图2),Z.=Zvo+ Z..根据变压器不同的结构,对于单相变压器组或 者三相五柱式变压器,由于这时ZCO一..,故Z0一 ;对于三相三柱式变压器,Z.一ZY.+Zc.. 图2Y?Y接线方式变压器零序等值回路 ④对于Y0/Y0接线(如图3),如果某一侧的外 接电路中性点不接地,零序电流就不能从外接电路 中性点接地侧流到另一侧,如上述3.当两侧外接电 路的中性点接地时,零序电流即可通过变压器.由变 压器的不同结构,零序阻抗的计算方法也需要考虑 是否计及零序励磁电抗Z...零序阻抗不能单独求 出,需要按照变压器零序等值网络和外接零序电路 统一计算. 图3YO/YO接线变压器零序等值回路 由于零序向量三相同相,零序网络是单相的,零 序网络中流经中性点的电流也是单相的,上述双绕 组变压器的零序等值网络对于三绕组变压器任意两 侧也同样适用.我们可以