变压器详细模型推导与三相配电潮流计算

变压器详细模型推导与三相配电潮流计算

吴文传!张伯明

"清华大学电机系!北京市#$$$%&’

摘要(三相变压器详细模型对于配电网分析至关重要)利用对称相量法!推导出实用的详细变压器

三相模型)该模型考虑了铜损*铁损*相位偏移等问题!能够较好地分析系统三相不平衡情况)利用序分量和相分量转换的方法较好地解决了配电系统中普遍存在的因中性点不接地导致节点三相导纳阵奇异的问题)详细分析了对于辐射状和弱环网三相潮流计算方法!最终实现了可以考虑多电压等级的配电三相潮流计算程序)算例分析表明!所提出的模型和算法合理*准确!能够解决配电系统的三相不平衡潮流计算问题)

关键词(三相潮流计算+前代回推法+变压器模型+配电系统中图分类号(,-&$#.#+,-/

0/.0收稿日期(0$$01$21##+修回日期(0$$01$/1##)

3引言

变压器是配电系统中最重要的元件之一!由于配电系统固有的三相不平衡性!传统输电网采用的单相模型已经不再适用于配电系统)建立详细的变压器三相模型!对于三相不平衡的潮流计算和短路电流计算非常关键!其直接关系到计算结果的合理性)详细变压器三相模型必须满足以下几点要求(4具备详细的三相模型+5考虑铜损和铁损+6考虑相位偏移问题!如7!8##的连接法+9考虑中性点接地和非接地的变压器模型)

对两条馈线进行合环潮流计算!若各自连接的两个降压变压器的连接组别不同!则它们低压侧电压相角偏移量也不一样)比如一个变压器连接组别是#0点而另一个是##点!则它们之间由于变压器引起的电压相角差就有2$:!所以若不正确计及变压器相位偏移问题!

其合环潮流计算结果就有误差)另外!馈线负荷发生严重三相不平衡时!就会出现零序电流)而馈线中零序电流的分布和大小取决于馈线中降压变压器中性点接地方式)所以!在配电网的潮流计算和故障分析中必须考虑详细的变压器三相模型)

已有不少文献研究了三相变压器模型问

题;#<=>)但是!文献;#<2>

提出的模型在某些情况下略显粗糙!并且并未给出潮流计算时所采用的计算方法+而文献;&!=>提出的模型需要的变压器参数在电力系统"国内’暂时无法获取!也没有给出变压器模型在弱环网的潮流分析中的迭代方法)本文试图对这几个问题做一些尝试!并着重解决中性点不

接地系统中潮流计算的变压器导纳阵奇异问题)

?变压器模型

文献;#>

指出三相变压器模型可以由如图#所示的两个模块表示)一块代表标幺漏磁导纳阵@A B C

,!另一部分代表铁损等值回路!它用变压器二次侧电压为变量的函数表示

)

图D 变压器三相模型

E F G H D I J K L M N N O L M P Q R S L T K L T S U K N

根据V W X Y

的研究!变压器的铁损可以由每相的电压为变量的函数表达)文献;#>给出了标幺值形式的计算公式(

Z[Z ,Z B "\]^]0

_‘a b ]^]0’c[

Z ,Z B

"d ]^]0

_e a f ]^]0’式中(\[$H $$0g /+‘[$H /2&h #$i j

+b [#2H =+

d[$H $$#g /+e[$H 0g %h #$i #2

+f[00H /+^为电压标幺值+Z ,为变压器容量+Z B 为系统基值)

需要指出的是!以上的系数只是典型值!不同的变压器会有差别!但在潮流计算中可以采用典型值)

变压器模型的关键部分是漏磁导纳阵@A B C

,!它必须考虑详细的三相模型及铜损合相位偏移问题)文献;0!2>

根据变压器三相电路和简化处理推导出了一个实用的三相变压器模型!但显得较粗糙)

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第0/卷第&期

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