[发明专利]一种变压器短路阻抗计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电机学及电力电子技术领域，特别涉及一种在可控硅三相全控整流桥（或逆变桥）中，变压器短路阻抗的计算方法。

背景技术

变压器短路阻抗又称变压器阻抗电压，其标准值用百分比来表示，用来表明变压器内部阻抗的大小。短路阻抗是变压器的重要技术指标，它对供电系统的稳定性、对负载的供电质量等都有重要的意义。变压器短路阻抗是判断变压器绕组有无变形的重要依据，是工程上核算变压器容量的常用方法。

变压器短路阻抗标准测试方法如下：将变压器二次侧短路，在变压器一次侧从零开始加压，加到高压侧电流为额定电流时，高压侧所加相电压与额定相电压之比的百分数即为变压器的短路阻抗。

采用此方法测定变压器短路阻抗，需要配备调压器，变压器容量越大，所需的调压器容量也越大。大容量的调压器体积大，成本高，现场客户很少会专门配备一台大容量调压器，用于测定变压器短路阻抗。而这种测定变压器短路阻抗的方法，一般会在变压器制造厂出厂试验时采用。

另一种测定变压器短路阻抗的方法是采用变压器短路阻抗测试仪。在系统停运和变压器二次侧短路情况下，使用该仪器对变压器进行低电流测试。再将测试结果折算到额定电流，计算变压器短路阻抗。事实上，变压器短路阻抗测试仪的输出功率很小，常用的功率范围是输出电压0-10V，输出电流0-10A。这种用小电流下测得的短路阻抗来代替额定电流下短路阻抗的方式，存在较大的试验误差。按照国标规定测定变压器短路阻抗时，短路电流要大于额定电流的50%，才认为结果是可靠的。

可控硅三相全控整流桥的连接结构如图1所示。其中，整流桥侧变压器10与可控硅三相全控整流桥20连接，可控硅三相全控整流桥20的输出端与电流源30连接。参考王兆安等编著的《电力电子技术》第五版，换相重叠角γ按照下式计算：

cosα-cos(α+γ)=2Id·XγUl---(1)]]>

其中，α为可控硅触发角，rad；γ为可控硅换相重叠角，rad；I_d为直流电流，A；U_l为交流侧线电压，V；X_γ为变压器短路阻抗有名值，Ω。

输出直流电压平均值计算式如下：

Ud=32Ul2π[cosα+cos(α+γ)]---(2)]]>

其中，U_d为直流电压平均值，V；U_l为交流侧线电压，V；α为可控硅触发角，rad；γ为可控硅换相重叠角，rad。

发明内容