變壓器電壓比

變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級(jí)，N2為次級(jí).在初級(jí)線圈上加一交流電壓，在次級(jí)線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).當(dāng)N2>N1時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要比初級(jí)所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當(dāng)N2

n=U1/U2=N1/N2

式中n稱為電壓比(圈數(shù)比).當(dāng)n>1時(shí)，則N1>N2，U1>U2，該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器.

另有電流之比I1/I2=N2/N1

注意上面的式子只在理想變壓器只有一個(gè)副線圈時(shí)成立

當(dāng)有兩個(gè)副線圈時(shí)P1=P2 P3,U1/N1=U2/N2=U3/N3,電流則須利用電功率的關(guān)系式去求,有多個(gè)時(shí)依此推類。

介紹了電力變壓器的電壓比測(cè)量不確定度的評(píng)定。建立了數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)影響測(cè)量結(jié)果的不確定度分量的分析和量化計(jì)算被測(cè)量的合成不確定度和擴(kuò)展不確定度。

電力變壓器的電壓比測(cè)量，又稱變比測(cè)量。變比測(cè)量是變壓器產(chǎn)品的例行試驗(yàn)，在變壓器生產(chǎn)甚至直接安裝運(yùn)行的過程中該項(xiàng)試驗(yàn)要進(jìn)行多次。在變壓器總裝配完成后所進(jìn)行的電壓比測(cè)量，其目的是檢查操動(dòng)機(jī)構(gòu)指示位置與內(nèi)部實(shí)際位置是否一致及線端標(biāo)志是否正確，電壓比是否符合技術(shù)要求。參照J(rèn)JF 1059－1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三相變壓器的變比測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析和評(píng)定。

電壓比不確定度來源分析

測(cè)量輸出量E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u_c來源主要有三個(gè)方面：測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度分量u₁、變比儀的示值誤差引起的不確定度分量u₂和由儀器示值穩(wěn)定性引起的不確定度分量u₃。由于測(cè)量原理采用的是電橋法測(cè)量電壓，電橋的輸出電壓與電源電壓無關(guān)，這就消除了不平衡電橋的電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響。

分析不確定度的性質(zhì)可知，u₁采用不確定度的A類評(píng)定，u₂和u₃采用不確定度的B類評(píng)定。

電壓比不確定度分量的評(píng)定

1、 變比K_i 測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度u₁：

SFP－420000/220型變壓器額定分接AO－ca變比約為12.10，連續(xù)測(cè)量10次( 每次測(cè)量重新接線) ，得到的測(cè)量列如下： 12.11，12.10，12.11，12.12，12.11，12.10，12.11，12.12，12.10，12.09。

2、 變比儀的示值誤差引起的不確定度u_2：

根據(jù)儀器使用說明書，變比測(cè)試儀的最大允許誤差為±0.2% ，在測(cè)量三相變壓器SFP－420000/220額定分接AX－ca變比時(shí)的最大誤差為±0.0242，在此區(qū)間內(nèi)服從均勻分布。

3、 儀器示值穩(wěn)定性引起的不確定度u_3：

在測(cè)試完變比后，對(duì)該試品額定分接AO－ca每隔15min 進(jìn)行一次測(cè)量，共測(cè)8次，結(jié)合之前測(cè)得的10次數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)儀器變比測(cè)量的示值穩(wěn)定度不超過±0.03，取均勻分布。

電壓比擴(kuò)展不確定度評(píng)定

取置信概率P=95% ，υ_eff=48，查t分布表并將有效自由度近似取為45得到 t₉₅=2.01。

擴(kuò)展不確定度U為U= t₉₅( 45) × u_c=2.01×0.0019=0.0038。

電壓比不確定度報(bào)告

SFP－420000/220型電力變壓器額定分接繞組變比值測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：

U=0.0038；自由度υ_eff=48

換算至相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：

U_rel=0.016%；自由度υ_eff =48

變壓器額定電壓比指一個(gè)繞組的額定電壓對(duì)另一個(gè)繞組的額定電壓之比。

中文名稱

變壓器額定電壓比

英文名稱

rated voltage ratio

定　　義

一個(gè)繞組的額定電壓對(duì)另一個(gè)繞組的額定電壓之比。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級(jí)學(xué)科），變電（二級(jí)學(xué)科）

為了優(yōu)化特高壓變壓器短路電壓比這一參數(shù)，結(jié)合實(shí)例分析了特高壓變壓器短路電壓比的取值對(duì)500kV母線三相短路電流的影響，并采用了一種電力系統(tǒng)無功平衡快速分析方法；利用有功傳輸和無功需求之間的定量關(guān)系進(jìn)行無功平衡快速分析，探討了特高壓變壓器短路電壓比的取值對(duì)系統(tǒng)無功補(bǔ)償效果的影響。仿真結(jié)果表明：系統(tǒng)短路容量越大，提高變壓器短路電壓比對(duì)500kV母線三相短路電流的限制作用越明顯。

電壓比500kV母線三相短路電流

1、1000kV系統(tǒng)提供的短路電流：

特高壓主變?yōu)? ×3000MVA，變比為1050/525/110kV；X_L為發(fā)電廠到1000kV 變電站500kV母線的等值線路阻抗（雙回 2×LGJ-630 型號(hào)導(dǎo)線）；U_k%為發(fā)電廠升壓變的短路電壓比，取18%；機(jī)組容量為1000MW/臺(tái)，X_d 為發(fā)電機(jī)機(jī)組的次暫態(tài)電抗，取0.18；P_G 為發(fā)電機(jī)有功出力，cosψ為發(fā)電機(jī)的等值功率因數(shù)，取0.9。

1000kV系統(tǒng)通過變壓器注入500kV母線的短路電流I_fS與1000kV系統(tǒng)的短路容量S_d、變壓器的額定容量S_T、變壓器高壓-中壓側(cè)短路電壓比U_k%有關(guān)。

當(dāng)系統(tǒng)短路容量確定時(shí)，提高變壓器高壓-中壓側(cè)短路電壓比對(duì)500kV母線三相短路電流有明顯的限制作用，且系統(tǒng)短路容量越大限制作用越明顯。

當(dāng)增大主變額定容量時(shí)，在500kV母線最大三相短路電流一定的約束下，將導(dǎo)致500kV電網(wǎng)其他電源注入該母線的短路電流值逐漸減小。

2、地方電廠向500kV母線提供的短路電流：

由于500kV母線發(fā)生短路時(shí)，接入該母線的電源線路（分區(qū)電源）亦要對(duì)500kV母線提供短路電流。為方便計(jì)算，用不同容量的機(jī)組向500kV母線提供的短路電流值來替代500kV不同供電能力的分區(qū)電源對(duì)500kV母線短路電流的影響。

3、 變壓器短路電壓比對(duì)500kV系統(tǒng)允許注入的短路電流裕度的影響：

（1） 當(dāng)1000kV變電站短路容量為90GVA，且主變高壓-中壓側(cè)短路電壓比為15%時(shí)，允許500kV電網(wǎng)其他電源注入其500kV母線的短路電流僅為7.44kA；而當(dāng)1000kV變電站短路容量為30GVA且主變高壓-中壓側(cè)短路電壓比為24%時(shí)，允許500kV電網(wǎng)其他電源注入其500kV母線的短路電流達(dá)到22.90kA，差值達(dá)15.46kA。

（2）對(duì)于新建特高壓變電站，1000kV系統(tǒng)短路容量正常情況下不會(huì)達(dá)到90GVA，當(dāng)變電站1000kV母線短路容量為60GVA，主變高壓-中壓側(cè)短路電壓比分別取15%和24%，允許500kV電網(wǎng)其他電源注入其500kV母線的短路電流相差6.99kA。

電壓比變壓器短路電壓比對(duì)容性無功補(bǔ)償?shù)挠绊?/h3>

對(duì)于特高壓變電站，增大變壓器短路電壓比能有效降低短路電流，但同時(shí)也相應(yīng)增加了變壓器無功損耗，通常特高壓變壓器通過第3繞組（110kV）所接的容性無功對(duì)其加以補(bǔ)償。

1、 無功平衡計(jì)算方法：

采用的電力系統(tǒng)無功平衡快速分析方法，利用有功傳輸和無功需求之間的定量關(guān)系進(jìn)行無功平衡快速分析。

2、 算例：

在同一負(fù)載率下，變壓器無功損耗隨變壓器短路阻抗的提高而增大；在同一短路電壓比下，則隨著主變負(fù)載率的增大而增大。當(dāng)變壓器重載，負(fù)載率為90%時(shí)，主變短路阻抗提高至24%，每臺(tái)變壓器無功損耗為583.05 Mvar，其占到主變?nèi)萘康?9.44%。

3、 計(jì)及無功補(bǔ)償后的變壓器無功損耗：

變壓器負(fù)載率小于50%時(shí)，兩臺(tái)主變的無功損耗隨變壓器高壓-中壓側(cè)短路電壓比的增長(zhǎng)速度較慢；當(dāng)變壓器負(fù)載率高于50%時(shí)，兩臺(tái)主變的無功損耗隨變壓器短路電壓比的增長(zhǎng)迅速增加。為充分利用變壓器的容量，顯然，在變壓器負(fù)載率高于50%以后，需通過變壓器第3繞組采取投入無功補(bǔ)償裝置的方法來降低無功損耗。 2100433B