CN106384655A - 通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，首先，设定变压器的外线圈的电抗高度为h₂，内线圈电抗高度为h₁，其中h₁>h₂；将变压器的外线圈和外线圈产生的漏磁场分解为以下两个分量：轴向漏磁场所构成的纵向分量和由径向漏磁场锁构成的横向分量；用线圈A和线圈B代替变压器的外线圈和外线圈，最后计算线圈A的感抗x₁、线圈B的感抗x₂和接地变压器阻抗x_k＝x₁+x₂，并根据输入的接地变压器阻抗，调节内线圈电抗高度h₁。该方法通过改变电抗高度，能大幅调整阻抗电压，这样就会减低成本，提高产品的经济性。

Description

通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法

技术领域

本发明属于电力自动化领域，具体涉及通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法。

背景技术

变压器阻抗(短路阻抗)，变压器在二次侧短路时，仅由绕组自身的阻抗来限制短路电流，故也称短路阻抗绕组的阻抗是变压器的一个重要参数，它在很大程度上决定着变压器的技术经济指标，绕组的阻抗取决与绕组自身的匝数和几何尺寸。绕组的阻抗包括电阻和电抗两个部分，绕组的电抗比电阻大很多。一般接地变压器高压容量是低压容量的几倍，按照常规高低压线圈的排布，就是高压线圈与低压线圈的电抗高度在基本一致，为了满足国家要求的阻抗标准，导致得到的变压器中高低压匝数很多，同时在该变压器生产过程中，要通过调整匝数来调整变压器阻抗，这样就会造成成本很高，经济性不好。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，成本低。

通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，包括以下步骤：

S1：设定变压器的外线圈的电抗高度为h₂，内线圈电抗高度为h₁，其中h₁>h₂；

S2：计算

S3：将变压器的外线圈和外线圈产生的漏磁场分解为以下两个分量：轴向漏磁场所构成的纵向分量和由径向漏磁场锁构成的横向分量；

S4：用线圈A和线圈B代替变压器的外线圈和外线圈：线圈A为具有均匀分布的磁势并产生轴向漏磁场的线圈，线圈B为匝数等于的交错式线圈的一个单元；

S5：计算线圈A的感抗x₁和线圈B的感抗x₂；

S6：接地变压器阻抗x_k＝x₁+x₂；

S7：根据输入的接地变压器阻抗，调节内线圈电抗高度h₁。

优选地，所述步骤S5中，线圈A的感抗x₁的计算如下：

式中，

其中，f为频率，μ₀为磁导率，ω为匝数，ρ₁为洛氏系数，D₁₂为主空道平均直径，δ^/为漏磁长度，h₁为低压线圈电抗高度，b₁为低压线圈辐向厚，b₂为高压线圈辐向厚，δ₁₂为主空道辐向尺寸。

优选地，所述步骤S5中，线圈B的感抗x₂的计算如下：

将τ₁＝h代入公式得到：

$x_2=\frac{2{\mathrm{\πf\μ}}_0{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\β}}^2{\mathrm{\ρ}}_2{\mathrm{\πD}}_{12}{h}_1}{3{\mathrm{\τ}}_1\×{10}^4};$

其中，ρ₂为洛氏系数，τ₁为电抗高度。

优选地，所述步骤S6中，接地变压器阻抗x_k的计算如下：

其中

由上述技术方案可知，本发明提供的通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，通过改变电抗高度，能大幅调整阻抗电压，这样就会减低成本，提高产品的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为接地变压器中两个同心式绕组；

图2为线圈A的结构示意图。

图3为线圈B的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例：

通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，包括以下步骤：

S1：设定变压器的外线圈的电抗高度为h₂，内线圈电抗高度为h₁，其中h₁>h₂；

S2：计算

S3：将变压器的外线圈和外线圈产生的漏磁场分解为以下两个分量：轴向漏磁场所构成的纵向分量和由径向漏磁场锁构成的横向分量；

S4：用线圈A和线圈B代替变压器的外线圈和外线圈：线圈A为具有均匀分布的磁势并产生轴向漏磁场的线圈，线圈B为匝数等于的交错式线圈的一个单元；

S5：计算线圈A的感抗x₁和线圈B的感抗x₂；

S6：接地变压器阻抗x_k＝x₁+x₂；

S7：根据输入的接地变压器阻抗，调节内线圈电抗高度h₁。

图1表示变压器中二个同心式绕组，h2为外线圈的电抗高度，h1为内线圈电抗高度，h1>h2，即外线圈就比内线圈。定义β％为外线圈和内线圈电抗高度差值的百分比数。把同心式绕组的漏磁场分解为二个分量，由轴向漏磁场所构成的纵向分量和由径向漏磁场锁构成的横向分量。为此，用线圈A和线圈B代替同心式绕组，如图2、3所示，线圈A具有均匀分布的磁势并产生轴向漏磁场，其纵向漏磁场如图2上方所示，线圈B漏磁场宽度为，线圈B为匝数等于的交错式线圈的一个单元；产生的横向漏磁场如图3右侧所示，

所述步骤S5中，线圈A的感抗x₁的计算如下：

式中，

其中，f为频率，μ₀为磁导率，ω为匝数，ρ₁为洛氏系数，D₁₂为主空道平均直径，δ^/为漏磁长度，h₁为低压线圈电抗高度，b₁为低压线圈辐向厚，b₂为高压线圈辐向厚，δ₁₂为主空道辐向尺寸。

所述步骤S5中，线圈B的感抗x₂的计算如下：

将τ₁＝h代入公式得到：

$x_2=\frac{2{\mathrm{\πf\μ}}_0{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\β}}^2{\mathrm{\ρ}}_2{\mathrm{\πD}}_{12}{h}_1}{3{\mathrm{\τ}}_1\×{10}^4};$

其中，ρ₂为洛氏系数，τ₁为电抗高度。

感抗x₁和x₂乃是由同一电流所产生的漏磁场的表征，所以代数相加，变压器短路阻抗为式中k为考虑到由于磁势分布不均匀而使变压器线圈楼感抗增大而引进的系数：

$k=1+\frac{{\mathrm{\β}}^2{\mathrm{\ρ}}_2{h_1}^2}{3{\mathrm{\ρ}}_1{\mathrm{\τ}}_1{\mathrm{\δ}}^{/}\×{10}^4};$

根据试验型号为DKSC-1200/21-200/0.4(标准阻抗6％)为列，h₁不调整高度的情况下，h₂调整电抗高度得以下数据

试验顺序	电抗高度h2(mm)	阻抗(％)
			1	725	4.48
2	660	4.89
			3	610	5.89

通过试验说明通过改变电抗高度，能大幅调整阻抗电压，这样就会减低成本，经济性很好。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设定变压器的外线圈的电抗高度为h₂，内线圈电抗高度为h₁，其中h₁>h₂；

S2：计算

S3：将变压器的外线圈和外线圈产生的漏磁场分解为以下两个分量：轴向漏磁场所构成的纵向分量和由径向漏磁场锁构成的横向分量；

S4：用线圈A和线圈B代替变压器的外线圈和外线圈：线圈A为具有均匀分布的磁势并产生轴向漏磁场的线圈，线圈B为匝数等于的交错式线圈的一个单元；

S5：计算线圈A的感抗x₁和线圈B的感抗x₂；

S6：接地变压器阻抗x_k＝x₁+x₂；

S7：根据输入的接地变压器阻抗，调节内线圈电抗高度h₁。

2.根据权利要求1所述的通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，其特征在于，所述步骤S5中，线圈A的感抗x₁的计算如下：

式中，

其中，f为频率，μ₀为磁导率，ω为匝数，ρ₁为洛氏系数，D₁₂为主空道平均直径，δ^/为漏磁长度，h₁为低压线圈电抗高度，b₁为低压线圈辐向厚，b₂为高压线圈辐向厚，δ₁₂为主空道辐向尺寸。

3.根据权利要求2所述的通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，其特征在于，所述步骤S5中，线圈B的感抗x₂的计算如下：

将τ₁＝h代入公式得到：

$x_2=\frac{2{\mathrm{\πf\μ}}_0{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{\β}}^2{\mathrm{\ρ}}_2{\mathrm{\πD}}_{12}{h}_1}{3{\mathrm{\τ}}_1\×{10}^4};$

其中，ρ₂为洛氏系数，τ₁为电抗高度。

4.根据权利要求1所述的通过漏磁调整接地变压器阻抗的方法，其特征在于，所述步骤S6中，接地变压器阻抗x_k的计算如下：

其中