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用标幺制计算三相变压器电路的方法
(. ,西安李谦)

当计算电路时,是把变压器当电源看待的,主要是计算负载的电流或它消耗的功率等,对于作为电源的变压器的参数并无要求;但是,变压器本身也有阻抗,它在电力系统中也要消耗功率,因此,当计算电力系统时,对变压器的阻抗等参数就必须进行计算。
因为变压器的电压是多级的,用一般方法计算就比较困难,因此,用标幺制计算就比较方便。所谓标幺制就是把普通电气量转换为无量纲的量。其计算公式是
怎样转换,也有几种不同的方法。本文是为学习文献1的大学生们写的辅导材料,所以,本文介绍的是文献1介绍的计算方法。这种方法在国内有时被称为使变压器变比标幺值为1的方法。
这种方法的特点,就是通过计算规则,把变压器的变比标幺值设定为1,这将使计算过程大为简化。
规则是什么?对单相电路来说,两条重要规定是:
规定1:在整个电路把功率的基准值选同一个基准值;
规定2:在变压器的任何一侧都把电压基准值的变比等于变压器额定电压的变比,即有
对三相电路来说,也有两条类似的规定:
规则1:变压器高压侧和低压侧的基准值是同一个;
规则2:电压基准值的比值等于高压侧额定线电压跟低压侧额定线电压之比,即有
正是因为作了这样的规定,所以,当把一次侧的阻抗归算到二次侧时的标幺值值跟把二次侧归算到一次侧的阻抗标幺值是相等的。也正是因为有这样的规定,使得变压器的变比标幺值等于1。这将使计算大为简化。
当然,变压器的实际变比不可能是1;变压器两侧的阻抗实际值也不一定相等;两侧的实际电流也不一定相等。这没有关系,因为这种计算方法是按标幺值分区进行计算的,每个区段都有各自的基准值,只要知道标幺值,就可以用本区的基准值还原为实际值。

我们知道,对于双绕组的单相变压器来说,其完整的等效电路是以T型电路表示的。当用标幺值表示时其电路也将如图1所示。
图1 单相变压器的T型标幺值等效电路
其中
——变压器一次侧的电阻和电抗;
——由变压器二次侧归算到一次侧的电阻和电抗;
——励磁支路的导纳和电纳。也可以用它们的倒数——电阻和电抗相串联的形式来表示。
根据推算,归算到一次侧的漏阻抗标幺值跟由二次侧归算到一次侧的漏阻抗标幺值是相等的。
为了计算方便,也经常把励磁支路置于一端,并且把变压器的两侧阻抗合并成等效阻抗,这就形成了所谓型电路。但是,因为励磁支路的影响较小,在计算时往往把它忽略不计,这就形成了如图2所示的等效电路。
图2 变压器的等效电路图3 理想变压器电路
因为变压器的电阻相对较小,所以,当计算电路时,往往只考虑等效漏抗,而忽视电阻的存在。
如果把变压器看作是理想变压器,等效电路就会更加简化。所谓理想变压器是指有以下几个特点的变压器:
1. 绕组的电阻为零,即;
,即磁阻为零;
3. 没有漏磁通,即漏电抗为零;
4. 没有铁损,即磁滞损和涡流损为零。
这样,当然,以上这些条件是理想的,理论上假设的。
从等效电路图看:似乎一次侧和二次侧的电流和电压都是相等的。其实,这是标幺值表示
方法的特点使然。它们的真实电流或电压并不一定相等。因为真实值等于标幺值乘以基准值,电流或电压处于不