2009_14电机学-三绕组变压器自耦变压器互感器02

¾三绕组变压器的容量
三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容量最大的一个绕组的容量。

采用标幺值计算时，各绕组必须采用相同的容量基值。

保持两个绕组的额定电压、额定电流不变，把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。

而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗Z
，便演
L
变成了一台降压自耦变压器。

¾自耦变压器的容量关系
自耦变压器的额定容量(又叫通过容量) 针对端口
用S aN 表示，指的是自耦变压器总的输入或输出容量。

即
aN
aN aN aN aN I U I U S 2211==
结论：
由电源通过变压器传到负载的输出容量可分为两部分：
一部分是绕组的电磁容量，它是通过Aa段绕组和ax 段绕组之间电磁感应传过去的；
另一部分为传导容量，可以看做电流
通过
传导直接达到负载。

后一部分容量不需要增加绕组容量，也是双绕组变压器所没有的，自耦变压器之所以有一系列优点，就在于它的副边可以直接向电源吸收传导容量。

a I 1¾自耦变压器的容量关系
1）在变压器额定容量(通过容量)相同时，自耦变压器的绕组容量(电磁容量)小于双绕组变压器。

将双绕组变压器改装成自耦变压器，双绕组变压器的额定容量，亦即其电磁容量，等于自耦变压器的电磁容量；双绕组变压器的额定容量小于自耦变压器。

2）变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动势和通过的额定电流有关，也就是和绕组容量有关。

现在自耦变压器的绕组容量减小，当然所用的材料减少，从而可以降低成本。

3）由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度和磁通密度下，自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都比较小，从而提高了效率。

4）由于铜线和硅钢片用量减少，自耦变压器的重量及外形尺寸都较双绕组变压器小，即减小了变电所的厂房面积、减少了运输和安装的困难；
反过来说，在运输条件有一定限制的条件下，即变压器的外形尺寸有一定限制的条件下，自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的大，即提高了变压器的极限容量。

5）效益系数
越小，上述优点就越显著。

为此，自耦变压器的变比越接近 1 就越好，一般以不超过 2 为宜。

此外，如果变比太大，高、低压相差悬殊，由于自耦变压器原、副边有电路上的连接，会给低压边的绝缘及安全用电带来一定的困难。

所以，自耦变压器适用于原、副边电压变比不大的场合。

xy k
¾自耦变压器的短路阻抗
结论：
1）自耦变压器的短路阻抗标幺值不论从低压边或高压边看都是一样的，这一点和双绕组变压器一致。

2）由于自耦变压器的短路阻抗标幺值是该变压器改作双绕组变压器时的短路阻抗标幺值的倍。

因此自耦变压器在负载时的电压调整率也较小，约为
双绕组变压器的倍，这是由于近似地与成正比的缘故。

*k
Z ′xy k xy k U ∆*ka
Z ′*
ka
Z ′
¾自耦变压器的短路阻抗
3）自耦变压器的短路电流大约比双绕组变压器大
1/k xy 倍。

这是因为短路电流与成反比的缘故，这点对自耦变压器来说是不利的。

因此，必须加固自耦变压器的机械结构，来防止短路电流产生的机械力引起的破坏作用。

*ka
Z ′
2）由于原、副边有电路上的联系，高压边遭受到过电压时，也会传到低压边。

为了避免发生危险，须在原、副边都装避雷器。

为了安全起见，配电变压器都不采用自耦变压器。

3）由于自耦变压器的短路电流比双绕组变压器的大。

为此，运行中必须采取限制短路电流的措施。

§4-3 电流互感器和电压互感器
¾互感器的作用原理
互感器是一种测量用的设备，分电流互感器和电压互感器两种。

它们的工作原理和变压器相同。

¾使用互感器的目的
一是为了工作人员的安全，使测量回路与高压电网隔离；二是可以使用小量程的电流表测量大电流，用低量程电压表测量高电压。

通常，电流互感器的副边电流为5安
或1安。

电压互感器的副方电压为100伏。

§4-3 电流互感器和电压互感器
¾互感器的用途
互感器除了用于测量电流外，还用于各种继电保护装置的测量系统，因此它的应用十分广泛。

¾电流互感器
测量精度：
由于互感器内总有一定的激磁电流，因此测量出来的电流总是有一定误差，按照误差的大小，分为0.2，0.5，1.0，3.0和10等五个标准等级。

例如，0.5级准确度就表示在额定电流时，原、副边电流变比的误差不超过0.5％。

¾电流互感器
使用注意事项：
1）为了使用安全，电流互感器的副边必须可靠的接地，以防止由于绝缘损坏后，原边的高压传到副边，发生人身事故。

2）电流互感器的副边绝对不容许开路。

因为副边开路时，互感器成为空载运行。

此时，原边被测线路电流成为激磁电流，使铁心内的磁密比额定情况增加许多倍。

它一方面将使副边感应出很高的电压，可能使绝缘击穿。

同时对测量人员也很危险；另一方面，铁心内磁密增大以后，铁耗会大大增加，使铁心过热，影响电流互感器的性能，甚至烧毁。

测量精度：为了提高电压互感器的准确度,必须减小激磁电流和原、副边的漏阻抗，所以电压互感器一般采用性能较好的硅钢片制成。

并使铁心不饱和。

我国目前生产的电力系统用电压互感器，按准确度分为0.5，1.0和3.0等三级。

电压互感器有一定的额定容量。

使用时副边不宜接过多的仪表，以免电流过大引起较大的漏抗压降，而影响互感器的准确度。

使用注意事项：
1）电压互感器副边不能短路，否则会产生很大的短路电流。

2）为安全起见，电压互感器的副边必须可靠接地。

¾作业
1. 一台单相变压器，若其原边电压为正弦波，则其原边电动势波形为（）、主磁通的波形为（）；若磁路饱和，则其激磁电流的波形为（）。

2. 变压器正序阻抗与负序阻抗的大小（），变压器零序阻抗的大小决定于（）。

3. 一台变比为10的降压变压器，从低压侧做空载实验求得副边的励磁阻抗标幺值为16，则原边励磁阻抗标幺值为（）。

4. 一台变压器原边接在额定电压的交流电网上，副边空载电压与满载电压之比为1.04，则其电压调整率为（）。