電壓互感器設計計算

第六章 電壓互感器設計計算第一節(jié)計算依據電壓互感器計算依據是：額定一次電壓、額定二次電壓剩余電壓繞組〔假設有〕額定電壓二次繞組準確級及額定電壓，極限輸出剩余電壓繞組〔假設有〕準確級及額定電壓額定頻率絕緣水平其次節(jié) 鐵心和繞組設計計算一、鐵心設計計算1．鐵心額定磁通密度選擇其額定磁通密度值差異很大。選擇適宜的額定磁通密度是產品設計中必需首先解決的問題之一。額定磁通密度與互感器誤差及過勵磁特性直接有關，其數值選取分析如下。單相及三相不接地電壓互感器通常用于測量過壓、壓保護，當系統(tǒng)發(fā)生故障時并不轉變互感引起的工頻電壓上升。1.3突然甩負荷而引起的飛應電勢中將含有較大的要求。電壓互感器在兩個極限電壓空載誤差的差值不應過大。系統(tǒng)消滅工頻電壓上升時，互感器鐵心不應過飽和。1.2T。單相接地保護。互感器一次繞組連接在相與地間，它除了承受幅度一般不超過1.3倍額定電壓的工頻電壓上升外，還要承受接地短路引起的工頻過電壓，其幅度一般不超過1.5倍額定電壓。這兩種過電壓都是瞬時的，選擇這種互感器額定磁通密度時，需滿足以下三點要求。測量用繞組在兩個極限電壓下空載誤差的差值不應過大。系統(tǒng)消滅工頻電壓上升時，互感器鐵心不應過飽和。系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，互感器鐵心不應過飽和。三點要求中起打算性作用的是c1T。供中性點非有效接地系統(tǒng)使用的單相電壓互感器和三相電壓感器，它們所承受的過電壓也有兩種。1.31.9電壓。前一種過電壓是瞬時的，而后一種過電壓可持續(xù)數小時。另外，中性點非有效接地系統(tǒng)中互感器可能引起并聯鐵磁諧振，僅以鐵磁諧振要求，鐵心額定磁通密度愈小愈好。選取這種電壓互感器額定磁通密度時，需滿足以下四點要求。測量用繞組在兩個極限電壓下空載誤差的差值不應過大。系統(tǒng)消滅工頻電壓上升時，互感器鐵心不應過飽和。系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，互感器鐵心不應過飽和。互感器具有良好的過勵磁特性，以盡量防止并聯鐵磁諧振發(fā)生。四點要求中起打算性作用的是c、d0.8T。必需指出，三相鐵心不對稱，三相勵磁特性不一樣，這對防止鐵磁諧振不利。為此，三相磁路不對稱的三相接地電壓互感器，額定磁通密度還應適當降低，選取應不大于0.7T。2．鐵心截面確定按磁通密度確定鐵心截面依據選定的磁通密度初步計算 電壓互感器鐵心直徑確定的原理和方法與變壓器相像。為了出所需要的心柱及鐵軛的截面積。 為了確定鐵心D必需選取適宜的BN與每匝電勢et。心柱截面積：A et

104

,cm2

D7.57c 4.44fBceBeBKtNFC2.3A

104

,cm2

如D7.57

=11.54cmy 4.44 fB式中e y

1.150.86取D=115mme t------繞組的每匝電壓，V/匝，t 每匝電壓，Vf ------額定頻率，HZ B

----額定磁通密度，TBC初步可

0.84～0.88

N 心柱空間利用系數，KFCKBy ------ 鐵 軛 磁 通 密 度 ， (閱歷值取0.86)按心柱及鐵軛尺寸計算截面積充繞線筒內孔空間的填充系數愈大，填充系數α=外接圓面積/鐵心柱截面積。用積分方法計算出不同級數時，填充系數最大時的各級鐵心片寬，如圖6-1所示。為了便于生產治理，硅鋼片合理剪裁，使鐵心片寬標準化，片寬取整5mm20、25、30、35、40mm6-1算出的片寬大多數不是標準值，此時應取與其數值相近的標準片寬，每級厚度也應盡量取成整數。6-1〔第一級〔厚度×片寬〕＋其次級〔厚度×片寬〕＋第三級〔厚度×片寬級〕＋第四級……〕×疊片系數度肯定時，疊片系數與鐵心疊片的波浪度，絕緣厚度與鐵心夾緊程度有關。對于0.35mm厚冷軋硅鋼0.94～0.95，對于m厚熱軋硅鋼片疊片系數為1～鐵心及疊片鐵心的鐵軛多為

矩形截面其有效截面為： 鐵心片寬×鐵心厚度×疊片系數 心片寬應取標準尺寸。尺寸的截面積有差異，應調整BC、By使二著截面積一樣，但標準尺寸的截面積應不小于AC、Ay。Ay應大于AC5%～10%。3.鐵心尺寸確定依據繞組的高度、直徑，繞組到鐵心各局部的絕緣距離以及繞組之間的絕緣距離，來確定鐵心總的尺寸。確定鐵心尺寸還應考慮油箱外形及產品選型的要求。(補充說明的資料)鐵心柱及鐵軛磁密確實定：對單相雙柱鐵心和三相三柱鐵心〔無視三相磁路不對稱的影響〕e104t2t2fAc

鐵軛磁密〔T〕Be=ACBC/Aec1/2帶雙旁軛鐵心，鐵軛截1/34.鐵心重量計算單相雙柱鐵心 見圖6-2，其重量計算如下：鐵心柱重量：Gc=2HAC

×10-3 ,kg鐵軛重量：Gy=2MOAyg×10-3+2HyAC

×10-3,kg鐵心重量：G=Gc+Gy

式中g

g/cm3單相三柱鐵心 見圖6-3，其重量計算如下：鐵心柱重量：Gc=HACH

×10-3 2Hy)Ay

×10-3,kg鐵心重量：G=Gc+Gy ,kg g

中---硅鋼片比重，g/cm3g三相三柱鐵心 見圖6-4，其重量計算如下：鐵心柱重量：Gc=HAC

×10-3 ,kg

=2MOAg

×10-3+HA

×10-3,gy y y C kgg

kg 式中

g三相五柱鐵心 見圖6-5，其重量計算如下：鐵心柱重量：Gc=2HAC

×10-3 ,kgyy

×10-3,kg旁鐵軛重量O+)Ab鐵心重量：G=3Gc+2Gy+2Gb ,kgg積，cm2二、繞組設計計算

×10-3,kgA式中 b---旁軛截面A一次繞組匝數確定首先需要選取合理的每匝電壓etet標。在確定磁通密度已經值愈小繞組匝數愈多，導線用量多，繞組阻抗壓降大，誤差大。用多方案計算比較，以求得到最正確每匝電壓et組為整數匝，剩余電壓繞組、保護繞組和其它二次繞組亦應盡量為整數匝，以削減因非整數匝所造成的6-1

et互感器額定電10互感器額定電1035110壓，KV每匝電壓et，V/匝

0.4～1

下1.8～3一次繞組額定匝數計算公式為N1n=U1n/et,匝。 在選擇每匝電壓時，要特別留意使輸出側的二次繞組和三次繞組的匝數都接近整數匝，以削減匝數比的誤差。在輸出容量和準確定給定〔約束條件〕時，最正確變量的組合可獲得本錢最低和重量最輕的最優(yōu)方案；而在幾何尺寸和準確度給定時，則可獲得輸出容量最大的最正確方案。導線選擇電壓互感器一次繞組承受漆包圓銅線，因額定負荷及極限輸出都很小，不能完全依據溫升限值選擇導0.2mm.線徑過細繞線時簡潔拉斷，或在繞線過程線徑變細而影響產品性能。假設有性能良好的繞線設備，也可以選擇線徑更小的導線，但在二次短路時銅導線11的電流密度不應大于m211mm.一次繞組設計與絕緣計算

2,mm2r

—導線半徑,電壓互感器大都承受多層同心圓筒式繞組。依據造型需要，一次繞組可以可布置成截面為寶塔外形。總之，需要綜合考慮各種因素而設計繞組外形。計算多層同心圓筒繞組尺寸，首先選定每層線匝數，再計算導線層數及層間絕緣，最終計算繞組軸向和徑向尺寸。調整每層匝數，轉變繞組軸向和徑向尺寸，直到滿足要求為止。設計一次繞組應進展以下計算：線層高度計算QZ-2聚酯漆包線可以滿足各種電壓互感器一、二次繞組匝間絕緣的要求。有時二次繞組及剩余電壓繞組承受截面大的紙包線，紙包線的絕緣厚度δ為0.3、0.45、0.8、1.2mm等。依據繞組匝間絕緣要求選用不同的紙層厚度。假設繞組直徑很大或漆包線針孔較多，還應在漆包線外增加絲包絕緣層或紗包絕緣層。每層導線高度=導線絕緣直徑×〔每層匝數+1〕×脹包系數1.06～1.08，φ0.5mm1.04～1.06。對于澆注互感器及干式互感器，線層高度應盡可能小，樹脂或絕緣漆簡潔布滿繞組線層之間。層間絕緣厚度計算電屏補償后,經試驗驗證，在工頻試驗電壓下，油紙絕緣層間平均電場強度推舉選用6～7.5KV/mm,中壓互感器取較小值，高壓互感器取較大值；漆紙絕緣層間平均電場強度推舉3.5～4KV/mm。層間絕緣厚度=層間電壓/允許平均電場強度式中 層間電壓=〔工頻試驗電壓/一次繞組實際匝數〕×二層的匝數。層間絕緣厚度值除以絕緣材料每層的厚度得出所需絕緣材料層數。這整數值。再計算實際層間平均電場強度。實際層間平均電場強度=層間電壓/〔絕緣材料每層厚度×絕緣材料層數〕一次繞組厚度計算接在繞組高壓端的靜電屏用銅箔或鋁箔制做。銅箔或鋁箔兩端應折疊一次，高壓互感器中，常在靜電屏焊上φ3～φ6改善繞組的端部電場。一次繞組厚度=[〔導線絕緣直徑×導線層數〕+〔層間絕緣厚度×導線層數〕+靜電屏厚度+繞組外包厚度]×脹包系數1.13～1.20。一次繞組端部絕緣計算緣構造設計中占有格外重要的位置。〔Ⅰ〕一次繞組高壓端對其低壓端的絕緣計算一次繞組第一層和最終一層〔或靜電屏〕之間的電壓很高，電場又很不均勻，簡潔發(fā)生端部沿面放電。通常承受使層間絕緣伸出線層端部肯定長度的方法來增長二者之間的沿面距離。試驗證明，工頻試驗電壓下沿絕緣材料表面允許的平均電場強度，在變壓器油中不大于600V/mm，在空氣中不大于300V/mm最小沿面距離=第一層與最終一層導線間工頻試驗電壓/沿面允許的平均電場強度假設層間絕緣伸出線層端部的長度太大，過分的加大了繞組的幾何尺寸，可在線層間增設一個或幾個軟角環(huán)?！并颉骋淮卫@組對主鐵軛的絕緣計算油浸式及干式電壓互感器的一次繞組與主鐵軛之間的絕緣多承受圖4-12所示的構造。假設放電路徑是沿著各種絕緣介質外表進展，那么最小沿面距離=一次繞組與主鐵軛的工頻試驗電壓/沿面允許的平

式中的絕緣介質沿面允許的平均電場強度與〔Ⅰ〕一樣。其絕緣強度，或者全部的層間絕緣均用軟角環(huán)來代替如圖4-16一次繞組與主鐵軛的距離將大大縮短。軟角環(huán)選用的平均電場強度與層間絕1.5mm、2.0mm3.0mm絕緣紙板板制做。假設是擊穿各種絕緣介質對主鐵軛放電，那么/介質允許的平均電場強度式中的介質允許的平均電場強度，應比層間絕緣的選用值低些。假設一次繞組與主鐵軛之間是樹脂絕緣的樹脂澆注電壓互感器，那么/樹脂層允許的平均電場強度4～5KV/mm?！并蟆骋淮卫@組對旁鐵軛之間的絕緣計算油浸式電壓互感器的一次繞組與旁鐵軛之間主要是變壓器油隙作為絕緣。3KV/mm。最小變壓器間隙=一次繞組與旁鐵軛的工頻試驗電壓/變壓器油允許的平均電場強度樹脂澆注電壓互感器，一次繞組與旁鐵軛之間為樹脂層絕緣，那么/樹脂層允許的平均電場強度4～5KV/mm。導線質量計算G1=L1N1S1γ0×(導線引線絕緣的系數)×10-3，Kg式中L1 一次繞組導線平均匝長，cm。L1=〔繞組內徑+繞組外徑〕π/2Cm2

N1----一次繞組匝數； S1 一次繞組導線截面積。γ0----導線比重。g/Cm3,銅導線γ0=8.9。二次繞組、剩余電壓繞組和保護繞組匝數和導線擇 e eN2n=U2n/ t,匝 N3n=U3n/ t,匝 N4n=U4n/ t,匝式電壓互感器也可承受紙包圓導線或扁導線。當繞組直徑較小時，紙包絕緣可能開裂。短路電流和誤差都不知道，可以按繞組最大輸出時的電流密度為1.5～3A/Cm2選取最小導線截面。S2=I2m/(1.5～3),Cm2式中I2m---極限輸出時的二次繞組電流，I2m=極限輸出/U2n，A。依據最小二次導線計算截面S2選取標準導線尺寸，標準導線截面應等于或大于最小二次導線計算截面。再計算實際的電流密度。還應計算短路電流誤差的大小，反過來調整二次導線尺寸。短路電流密度不大于160A/mm2按同樣方法確定保護繞組和剩余電壓繞組的導線。二次繞組、剩余電壓繞組和保護繞組設計及絕緣計算三個繞組的導線高度盡量和一次繞組一樣,削減繞組間的橫向漏磁通。如0.2mm絕緣紙板或一層0.12mm電纜紙即可。三個繞組之間對地工頻試驗電壓為2KV，繞組之間墊0.5mm紙板一層或0.2mm紙板二層。繞組與主鐵軛間的絕緣僅靠二者間沿面距離即可滿足要求。三個繞組的高度、度及導線質量計算與一次繞組一樣。一、二次繞組間的絕緣計算接地電壓互感器10KV2KV0.5mm0.2mm紙板兩張作為絕緣。35KV5KV0.5mm0.2mm紙板四張作為絕緣。干式和澆注互感器以青殼紙板作為絕緣為好。不接地電壓互感器GB311.1-835～7KV/mm5KV/mm，3KV/mm。一次繞組和二次繞組間的絕緣介質厚度計算：絕緣介質厚度=工頻試驗電壓/介質允許的平均電場強度第三節(jié) 單相電壓互感器空載計算電力系統(tǒng)的電壓施加在空載電壓互感器一次繞組上，一次繞組中流過空載電流，互感器鐵心中有了磁通，產生鐵心損耗，稱作空載損耗，這時電壓互感器由電源吸取的功率稱作勵磁功率。為了便利，將電壓互感器誤差分為空載誤差和負載誤差，分別進展計算。計算空載誤差需要計算不同電壓下的勵磁功率，或不同電壓下的勵磁磁勢。同時還要計算額定電壓下的空載電流和空載損耗。測量用電壓互感器在80%、100%和120%額定電壓下進展計算，保護用電壓互感器在2%、5%150%〔190%〕額定電壓下進展計算。一、鐵心平均磁路長及接縫數計算單相雙柱鐵心 見圖6-2。鐵心柱平均磁路長度： Lc=2H,cm 鐵軛平均磁路長度：Ly=(MO+Hy),cm鐵心柱接縫數：Nc=2 數：Ny=2單相三柱鐵心 見圖6-3。鐵心柱平均磁路長度： Lc=H,cm 鐵軛平均磁路長度：Ly=H+MB+2Hy,cm鐵心柱接縫數：Nc=1 數：Ny=3二、磁通密度計算80100120%額定電壓下磁通密度和2%、5150%〔190%〕額定電壓下磁通密度。譬如5%額定電壓下磁通密度=0.05×額定磁通密度。e104t鐵心柱磁通密度計算：B tc

4.44fAc

T 鐵軛磁通密度計算：e104tBy 4.44fA ，Tty三、勵磁功率計算功勵磁功率和有功勵磁功率，以及單位截面積的接縫勵磁功率。再計算鐵心總無功功率和總有功功率。鐵心柱無功勵磁功率：Qmc=qmcGc,VA式中qmc---鐵心柱單位質量的無功勵磁功率，VA/kg到。鐵心柱接縫勵磁功率：Qjc=qjcAcNc,VA式中qjc---鐵心柱接縫單位截面積的勵磁功率，VA/cm2。查磁化曲線得到。鐵心柱有功勵磁功率：Qpc=qpcGc,W式中qpc---鐵心柱單位質量的有功勵磁功率，W/kg。查磁化曲線得到。鐵軛無功勵磁功率：Qmy=qmyGy,VA式中y鐵軛接縫勵磁功率：Qjy=qjyAyNy,VA式中qjy---鐵軛接縫單位截面積的勵磁功率，VA/cm2。查磁化曲線得到。鐵軛有功勵磁功率：Qpy=qpyGy,W式中qpy---鐵軛單位質量的有功勵磁功率，W/kg。查磁化曲線得到。鐵心總無功勵磁功率：Qm=Qmc+Qjc+Qmy+Qjy,VA鐵心總有功勵磁功率：Qp=Qpc+QpyW Q Q●m計算勵磁功率的相對值：I m●mS Un 1

I PP●PS Un 1式中S

-額定負荷A ●=Un 1 1

/U ---一次電壓標么值。m也可以在空載計算時計算勵磁磁勢。鐵心柱無功勵磁磁勢：(IN)mc=(IN/cm)mc×Lc,At式中 (IN/cm)mc---鐵心柱單位長度的無功勵磁磁勢。查磁化曲線得到。鐵心柱接縫勵磁磁勢：(IN)jc=(IN)j×Nc,At式中 (IN)j---每個接縫的勵磁磁勢。查磁化曲線得到。鐵心柱有功勵磁磁勢：(IN)pc=(IN/cm)pc×Lc,At式中 (IN/cm)pc---鐵心柱單位長度的有功勵磁磁勢。查磁化曲線得到。鐵軛無功勵磁磁勢：(IN)my=(IN/cm)my×LyAt式中(IN/cm)my---鐵軛單位長度的無功勵磁磁勢。查磁化曲線得到。鐵軛接縫勵磁磁勢：(IN)jy=(IN)j×NyAt鐵軛有功勵磁磁勢：(IN)py=(IN/cm)py×LyAt式中 (IN/cm)py---鐵軛單位長度的有功勵磁磁勢查磁化曲線得到。鐵心總無功勵磁磁勢：(IN)m=(IN)mc+(IN)jc+(IN)my+(IN)jy,At鐵心總有功勵磁磁勢：(IN)p=(IN)pc+(IN)pyAt (IN)

(IN)勵磁磁勢的相對值：I m

m I pp ●(IN) Un 1

(IN) Un 1式中 (IN) ---- 額定負載電流產生的磁勢。n四、額定電壓下空載電流計算對單級式電壓互感器鐵心總勵磁功率：Q 0

，VAQ2Q2m p或鐵心總勵磁磁勢：(Q2Q2m p0對串級式電壓互感器鐵心總勵磁功率：Q K0

，At(IN)2(IN(IN)2(IN)2m pQ2Q2m p0或鐵心總勵磁磁勢：(IN) K0Q

，At(IN(IN)2(IN)2m p012I 012折算到二次繞組的空載電流: 02 U2五、額定電壓下的空載損耗計算

,A或I

N ,A2e單級式電壓互感器：P0=Qp,W 或 P0=(IN)p×et,W串級式電壓互感器：P0=KQp,W 或 P0=K(IN)p× t,We第四節(jié) 三相電壓互感器空載計算一、三柱鐵心三相電壓互感器鐵心平均磁路長度及接縫數計算 見圖6-4。鐵心柱平均磁路長度：Lc=H,cm 鐵軛平均磁路長度：Ly=2MO+HyAc/Ay,cm鐵心柱接縫數：Nc=1 ：Ny=22.磁通密度計算與單相電壓互感器一樣。3.勵磁功率計算鐵心柱無功勵磁功率：Qmc=qmcGc,VA鐵心柱接縫勵磁功率：Qjc=qjcAcNc,VA鐵心柱有功勵磁功率：Qpc=qpcGc,W鐵軛無功勵磁功率：Qmy=qmyGy,VA鐵軛接縫勵磁功率：Qjy=qjyAyNy,VA鐵軛有功勵磁功率：Qpy=qpyGy,W33Q2Q2mA pAAQmA=QmⅠ－QmⅡ+AQpA33Q2Q2mA pA

QpⅡ,VAQmⅡ,WA相鐵心總勵磁功率：Q 0A

,VAQ2Q2mB pBBQmB=QmⅠ－4QmⅡ,VABQpBQ2Q2mB pBB相鐵心總勵磁功率：Q 0B

,VA33CQmC=QmⅠ－QmⅡ-CQpC=QpⅠ－QpⅡ+33

QpⅡ,VAQmⅡ,WQ2Q2mC Q2Q2mC pC0C式中 QmⅠ=Qmc+Qmy+Qjc+Qjy QmⅡ=(Qmy+Qjy)/6 ,VAQpⅠ=Qpc+Qpy ,WQpⅡ=Qpy/6 ,W

,VA則I QmⅠ則mⅠ *S U1n 1

I QmⅡmⅡ *S U2n 14、額定電壓下空載電流計算折算到二次繞組的二次電流：I0A=Q0A/U2A,A I0B=Q0B/U2B,A I0C=Q0C/U2C ,A5、額定電壓下空載損耗計算三相空載損耗為：P0=3QPC+2QPy ,W二、五柱鐵心三相電壓互感器鐵心平均磁路長度及接縫數計算 見圖6-5。鐵心柱平均磁路長度： Lc=H,cm 主鐵軛平均磁路長度：Ly=2MO,cm旁鐵軛平均磁路長度：Ly=2MOb+H+Hy,cm鐵心柱接縫數：Nc=1 主鐵軛接縫數：Ny=2 旁鐵軛接縫數：Nb=3磁通密度計算心柱磁通密度計算與單相電壓感器一樣。鐵軛磁通密度按以下公式計算。F ABy

1f

B c ,Tc AyyBy

F B ,T1f c3f A3c旁鐵軛磁通密度：B cb

2(1f)BcA ,Tb當旁鐵軛截面與心柱截面一樣時：B b式中 Bc ---- 心柱磁通密度,T;L

3f B2(1f) c ,Tf Bf Lb

K (主鐵軛與旁鐵軛載面一樣時)，Kμ6-6勵磁功率計算鐵心柱無功勵磁功率：Qmc=qmcGc,VA鐵心柱接縫勵磁功率：Qjc=qjcAcNc,VA鐵心柱有功勵磁功率：Qpc=qpcGc,W主鐵軛無功勵磁功率：Qmy=qmyGy,VA主鐵軛接縫勵磁功率：Qjy=qjyAyNy,VA主鐵軛有功勵磁功率：Qpy=qpyGy,W旁鐵軛無功勵磁功率：Qmb=qmbGb,VA旁鐵軛接縫勵磁功率：Qjb=qjbAbNb,VA旁鐵軛有功勵磁功率：Qpb=qpbGb,W3Q2Q2mA pAAQmA=QmⅠ－QmⅡ+AQpA3Q2Q2mA pA

3QpⅢ,VAQmⅢ,W3A相鐵心總勵磁功率：Q 0A

,VAQ2Q2mB pBBQmB=QmⅠ－4QmⅡ,VABQpBQ2Q2mB pBB相鐵心總勵磁功率：Q 0B

,VA33CQmC=QmⅠ－QmⅡ-CQpC=QpⅠ－QpⅡ+33

QpⅢ,VAQmⅢ,WQ2Q2mC Q2Q2mC pC0C(Q

Q

,VA323式中 QmⅠ

Q Q mc jcQ

my jyF

(Q3

Q ) ,Tjb則 ImⅠ

mⅠ*S U1n 1

I mⅡmⅡ *S U2n 14、額定電壓下空載電流計算折算到二次繞組的二次電流：I0A=Q0A/U2A,A I0B=Q0B/U2B,A I0C=Q0C/U2C ,A式中 U2A---A相二次繞組額定電壓；U2B---B相二次繞組額定電壓；U2C---C5、額定電壓下空載損耗計算三相空載損耗為：P0=3QPC+2QPyBy/Bc+2QpbBb/Bc 電壓互感器空載計算按表6-2進展。表6-2 電壓互感器測量繞組空載計算U1/U2 0.8 1.0 1.2

Bc ,GSBc Bc 1.2BcGc=,kg Gmc= ,VAAc=,cm2Nc=鐵軛Gy=,kgAy=,cm2Ny=S2n2=

Ajc= ,VANpc= ,wBy ,GSGmy= Ajy= ,VANpy= ,w

0.8By By 1.2By(Qmc+Qmy+Qjc+Qjy)/(0.82×S2n)=(Qpc+Qpy)/(0.82×S2n)=第五節(jié) 阻抗壓降計算一、雙繞組電壓互感器阻抗壓降計算電阻壓降計算〔1〕電阻計算—次繞組電阻：R

L N1a 1

, Ω 二次繞組電阻：R 2

1 S1L N,Ω2a 2 R,ΩS 2y式中 -導線電阻系數,m2m;L ,L1a 2a

--- 一、二繞組的平均匝長，m2S，S1 2R

---- 一、二繞組的導線載面積,mm----- 二次繞組引線電阻 ,Ω2y一次繞組電阻壓降：U

S2nR1

100 〔〕r1 (U 2)1n二次繞組電阻壓降：U

100 〔〕r2 (U 2)一、二次繞組短路電阻壓降：2n=1U2 式中 S2n-----二次繞組額定負荷 ,VA漏抗壓降計算漏電抗計算6－7，只有縱穿的磁力線，即所謂的縱向漏磁場。圓筒式繞組，一、二次繞組短路的漏電抗〔折算至二次繞組：0.248f(N )2KX 2n R12

[1(d 1)d

(D 2)] ,Ω12 H108

3 1

0 0 3 2 2H式中洛氏系數 K

R12

1

12 (1eH

12 ) 可由圖6－8曲線查到。δ0、δ1、δ2、d0、d1、D2、Hcm.漏電抗簡化計算公式：X

” 0.248 f(N

)2K2n

R12 d12 H

18 p 0p 0式中，折合后的主空隙寬度 p 0

1 3 2 ,cm、二繞組的短路漏電抗〔折算至二次繞組：7.9f(N )2K

,X ” 2n

[ 1(2l 2b 2 ) L 2(2l 2b 2 )]1、2、、112 H1081、2、、1

3 1 1 1 0 0 3 2 2 2Ω式中，主空隙平均周長Ld 02cm。

2l2

2b2

40

,cm l l d漏電抗簡化計算公式：X

” 7.9f(N

)2K2n

R12

pL12 H 108 035KV承受簡化計算公式計算漏電抗。對于35KV及以上的電壓互感器，由于由于繞組的厚度與其直徑比值較大，推舉承受常用計算公式計算漏電抗。即所謂橫向漏磁場。橫穿磁力線產生雜散漏電抗，一、二繞組的短路漏電抗按以下公式計算。X

0.248f(N2n

)2K

R12[ 1(d

1)d

2(D

2)](112

〕,Ω12 H108

3 1

0 0

2 2 10012式中 - 雜散電抗〕12 12 ;

h H 100 ,12〔%〕

k Kp

R12

10 3

12 Hk--- 6－9a0.756－9b,c3.C.一次繞組和二次繞組漏電抗近似認為：X1 X1 X12 ”/2漏抗壓降計算一次繞組漏抗壓降：U

S2nX1

100 〔〕s1 (U )22n二次繞組漏抗壓降：U

S2nX2

100

〔〕s2 (U )22n一、二次繞組短路漏抗壓降：Ux12阻抗壓降計算U z12

U U〔〕x1 〔〕(U)(U)2(U)2r12 x12二、三繞組電壓互感器阻抗壓降計算6－10三個繞組電磁相互關聯。因此三繞組電壓互感器阻抗壓降計算較簡單。電阻壓降計算〔1〕電阻計算

R

L N1a 1

, Ω 二次繞組電阻：R 2

1 S1,ΩL2aN2 R,ΩS 2y23剩余電壓繞組電阻：R 3

LaN3RS 333式中R3y

----- 剩余電壓繞組引線電阻 ,ΩRS3 ------ 剩余電壓繞組導線截面，mm2R一次繞組電阻等值電阻：R

R R213 23,Ω21d式中 R R(K )2R, R R(K )2R1d12 1 12 2 13 1 13 3〔2〕電阻壓降計算二次繞組負荷 S2n 下，一次繞組電阻壓降：S RU 2n

100,(%)r1(2)

(U )21n剩余電壓繞組負荷 S3n 下，一次繞組電阻壓降：1U S3nR1

100

,(%)r1(3)

(U )21nS R一次繞組等值電阻壓降:Und

2n(U1n

1d 100,(%))2二次繞組電阻壓降:U

S2nR2 100,(%)r2 (U )22nS R剩余電壓繞組阻壓降:U r3

3n 3(U 3n

100,(%)式中 ---- S3n剩余電壓繞組額定負荷，VAr1s r(2) r1s r(2) 一次繞組和剩余電壓繞組短路電阻壓降：Ur13

U U,(%)r1(3) r3,(%)空載電阻壓降：Ur10漏抗壓降計算〔1〕漏電抗計算

U,(%)r1(2),(%)折算至二次繞組的一、二次繞組短路漏電抗：X

0.248f(N2n

)2K

R12[1(d

d

2(D

2)](112〕12 H2Ω

108

3 1

11 12 X

2 2 100折算至二次繞組的一次繞組漏電抗：X”1

12,Ω2折算至二次繞組的一、三次繞組短路漏電抗：X

0.248f(N2n

)2K

R13[1(d

1)d

3(D

3)](1

13〕13 H3Ω

108

3 1

13 13

3 2 100折算至二次繞組的二、三次繞組短路漏電抗：X

0.248f(N2n

)2K

[ 2(d

2) d

3(D

3)]Ω23 H2

108

3 2 H (h )2

23 23 3 3 2式中 12

k 2Kp12K

12R12

10

,(%)

(h )23 13

,(%)13 k

Kp13

R13

10 3100,(%)100100,(%)100,(%)h 2 1H2h H 3 H1Hp12

3 12

1 3 2 ,cmp13

23 2

1 3 3 ,cm一次繞組等值漏電抗：X

X ”X12

”X ”23 ,Ω漏抗壓降計算

1d 2

S X ”一次繞組和二次繞組短路漏抗壓降： U〔%〕

s12

2n 12(U 2n

100 ，— 次 繞 組 和 剩 余 電 壓 繞 組 短 路 漏 抗 壓 降 ：313U SnX313

”100

〔〕s13

(U )23nS X一次繞組等值漏抗壓降：U

s1d

2n (U )22n

100

〔〕S X ”一次繞組漏抗壓降：U

3n

100

〔〕n1 (U )22nUs10阻抗壓降計算— 次 繞 組 和(Ur(Ur12)2(Ux12)2z12

U 〔〕— 次 繞 組 和 剩 余 電 壓 繞 組 短 路 阻 抗 壓 降 ：(Ur(Ur13)2(Ux13)2z13三、串級式電壓互感器阻抗壓降計算串級式電壓互感器相當于幾個三繞組電壓互感器串聯在一起。不同的是串級式電壓互感器二次繞組和剩余電壓繞組只繞在最下面一個鐵心柱上，最上面一級鐵心柱有兩個繞組，最下面一級鐵心柱有四個繞組，見圖2－51。它的阻抗壓降計算與上述頗為不同。圖6－11排列狀況。電阻壓降計算電阻計算折算至二次繞組的最下面一級各繞組的電阻計算：一次繞組：R”1

L N1n S1

NN2n)2式中N1每一級一次繞N1組的匝數。二次繞組：R 2

L N2 R ，Ω12S 2y122L NK N2n .

R”[3

n 3S3

R ]〔K )3y 23

，Ω 式中―――23 N3nL NR”4

[

n 4S4

R ]K )2，Ω4y 24式中 S4----- 平衡繞組導線截面積，mm2 。24NR4y --- 平衡繞組引線電阻，Ω 。 K N2n24N4n串級式電壓互感器各級的一次繞組匝數均為N1，因此各級一次繞組電阻相等。同理各級平衡繞組匝數為N4，電阻也相等。由于計算需要，應計算出一級的連耦繞組電阻：R ” 6

Lc6N6 RS 6y6

]K26

)2，Ω―――式中S6 連耦繞組導線截面積，mm2 。―――R6y

――連耦繞組引線電阻，Ω 。 K 2nN26 NN6n各級連耦繞組的電阻也相等。折算至二次繞組的串級繞組的電阻計算 空載電阻：，ΩR 1 R ”，Ω10 n 1式中 n ――串級級數即鐵心柱數?！?次 繞 組 等 值 電 阻 ：R 1R1d n 1

”1

n21R3n

”(n1)(n2)R”3n 6，Ω 式中 β＝0.2.一次繞組和二次繞組短路電阻： R R R ，Ω12 1d 2一次繞組和剩余電壓繞組短路電阻：

R R R”，Ω13 2d 2”，Ω空載電阻壓降：U

S

R10 100〔〕r10

(U )2xnS R

〔%〕一次繞組等值電阻壓降：U

r1d

2n 1d(U )22n

100，一次繞組和二次繞組短路電阻壓降：U

SR R

12 100 〔〕r12一次繞組和剩余電壓繞組短路電阻壓降：U