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2025-09-29
自耦变压器零序等值电路及参数优化
【摘要】：自耦变压器中两个有直接电气联系的自耦绕组，一般是用来联系两个直接接地的系统的。中性点直接接地的自耦变压器的零序等值电路及其参数、等值电路与外电路的连接情况、短路计算中励磁电抗xm0的处理等，都与普通变压器的相同。图11-12为三绕组自耦变压器及其折算到Ⅰ侧的零序等值电路，并且将Ⅲ侧绕组开路。
自耦变压器中两个有直接电气联系的自耦绕组，一般是用来联系两个直接接地的系统的。中性点直接接地的自耦变压器的零序等值电路及其参数、等值电路与外电路的连接情况、短路计算中励磁电抗xm0的处理等，都与普通变压器的相同。但应注意，由于两个自耦绕组共用一个中性点和接地线，因此不能直接从等值电路中已折算的电流值求出中性点的入地电流。中性点的入地电流，应等于两个自耦绕组零序电流实际有名值之差的三倍［见图11-11（a）］，即
当自耦变压器的中性点经电抗接地时，其等值电路中的接地电抗该如何表示，下面我们来分析。
图11-12（a）为三绕组自耦变压器及其折算到Ⅰ侧的零序等值电路，并且将Ⅲ侧绕组开路（即三角形开口）。设中性点电压为
绕组端点对地电压为
绕组端点对中性点电压为
于是有
图11-11 中性点直接接地自耦变压器及其零序等值电路
图11-12 中性点经电抗接地的自耦变压器及其零序等值电路
若Ⅰ、Ⅱ侧间的变比为k12＝UⅠN/UⅡN，则可以得到归算到Ⅰ侧的等值电抗
上式等号右边第一项是变压器直接接地时Ⅰ－Ⅱ间归算到Ⅰ侧的等值电路，即
若将Ⅱ侧绕组开路，则自耦变压器相当于一台YN，d接法的普通变压器。其折算到Ⅰ侧的等值电抗为
若将Ⅰ侧绕组开路，也是一台YN，d接法的普通变压器，折算到Ⅰ侧的等值电抗为
由式（11-18）～式（11-20）即可求得各绕组折算到Ⅰ侧的等值漏抗分别为
从上式可以看到，中性点经阻抗接地的自耦变压器，与普通变压器不同，零序等值电路中，包括三角形侧在内的各侧等值电抗，均含有与中性点接地电抗有关的附加项，而普通变压器则仅在中性点电抗接入侧增加附加项。
与普通变压器一样，中性点的实际电压也不能直接从等值电路中求得。对于自耦变压器，还必须求出两个自耦绕组零序电流的实际有名值后才能求得中性点的电压，它等于两个自耦绕组零序电流实际有名值之差的三倍乘以xn的实际有名值。
【例11-1】有一自耦变压器，其铭牌参数为：额定容量120000kVA；额定电压220/121/11kV；折算到额定容量的短路电压Us（Ⅰ－Ⅱ）%＝10.6，Us（Ⅰ－Ⅲ）%＝36.4，Us（Ⅱ－Ⅲ）%＝23。若将其高压侧三相短路接地，中压侧加以10kV零序电压，如图11-13（a）所示。试求下列情况下各绕组和中性线流过的电流：（1）第Ⅲ绕组开口，中性点直接接地。（2）第Ⅲ绕组接成三角形，中性点直接接地。（3）第Ⅲ绕组接成三角形，中性点经12.5Ω电抗接地。
解 先计算各绕组的等值电抗
归算到121kV侧的各绕组等值电抗为(https://www.chuimin.cn)
（1）第Ⅲ绕组开口、中性点直接接地时，其等值电路见图11-13（b）。121kV侧的零序电流
图11-13 自耦变压器零序电流计算结果
220kV侧零序电流的实际值
自耦变压器公共绕组的电流为
经接地中性点的入地电流为
计算结果示于图11-13（b）。
（2）第Ⅲ绕组接成三角形、中性点直接接地时，其等值电路见图11-13（c）。由图有
220kV侧零序电流的实际值
绕组Ⅲ中零序电流的实际值
中性点入地电流的实际值
计算结果示于图11-13（c）中。
（3）第Ⅲ绕组接成三角形、中性点经12.5Ω的电抗接地时，其等值电路如图11-13（d）所示。等值电路中归算到Ⅱ侧的各绕组等值电抗为
计算结果示于图11-13（d）。
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