三绕组变压器及其他变压器--第五章

Z
/ 2
R2/
jX
/ 2
Z3/
R3/
jX
/ 3
X1பைடு நூலகம்
( L1
M1/2
M1/3
M
/ 23
)
X
/ 2
(L/2
M1/2
M
/ 23
M1/3 )
X
/ 3
(L/3
M1/3
M
/ 23
M1/2 )
注意：三绕组变压器中的电抗都是等效电抗，不 是漏抗，但它们具有漏抗的性质，即都为常数。
R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23') X1=1/2(Xk12+Xk13-Xk23') R2'=1/2(Rk12+Rk23'-Rk13) X2'=1/2(Xk12+Xk23'-Xk13) R3'=1/2(Rk13+Rk23'-Rk12) X3'=1/2(Xk13+Xk23'-Xk12)
1．变比ka ka=U1／U2=Nab／Ncb=N1/N2
2 磁势平衡方程式为：
I1(N1 N2 ) IN2 I0 N1
为了分析方便起见，略去I0[很小]。
I1N1 I1N2 I1N2 I2 N2 0
得
I1N1 I2 N2 0
由上式知：
1） I1和 I2 反相位 2）因为 I I1 I2 ，可知：I 与I2 同相位
（一）电压互感器
1．电压互感器的运行情况相当于2次侧开路的变压器， 副边额定电压设计为100V，其负载为阻抗较大的测 量仪表。
2．副边电流产生的压降和励磁电流的存在是电压互感 器误差之源。
3．电压互感器副边不能接过多的负载；且要求铁心不饱和。
注意事项：
1、副边绕组和铁心必须可靠接地
2、副边绝对不容许短路。
注意事项：
1、副边绕组和铁心必须可靠接地，以防止由于绝缘损坏 后，原边高电压传入危及人身安全。
2、电流互感器副方不允许开路。开路后，原方电流全为 励磁作用，铁心过饱和，电压较高，铁心严重发热， 还在副边绕组感应出危险的高压，危及人身安全 。
3）三者的大小关系为 ：
I2 I1 I
（二）容量关系
额定容量
SN U1N I1N U2N I 2N U2N I1N (传导容量）U2N I（电磁容量）
绕组容量（电磁容量）：由电磁感应传递的容量
（三）自耦变压器特点、用途
用途：主要用在高压电力系统中两个电压相差不大 的电网上，小容量自耦变压器也被用作实验 室中的调压设备
优点:比双绕组电力变压器省材料，成本低，效率 高。
缺点：1）短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电流较
大。
2）由于自耦变压器原副边有电的直接联系， 高压边过电压时，低压边也产生严重的过电 压，两边均需要装设避雷器。
三、电压互感器和电流互感器
概述
1、互感器属测量装置，按变压器原理工作。
2、电力系统中的大电流/高电压有时无法直 接用普通的电流表和电压表来测量，必须 通过互感器将待测电量按比例减小后测量。
自耦变压器有单相，也有三相，每一个铁心柱上套着 两个绕组，两绕组串联，绕向一致。绕组ax既为副绕组又 同时是原绕组的一部分，称为公共绕组，而Aa绕组称为 串联绕组，一般绕组Aa匝数少于ax绕组匝数。
A
I1
U1
U1
I2 a
U2
I0
U2
X
x
（一）、电压关系和电流关系
自耦变压器：原、副绕组有共同部分的变 压器称为自耦变压器。
一般工作情况下，三绕组的任意一个（或两 个）绕组都可以作为原绕组，而其它的两个（或 一个）则为副绕组。当1个绕组接到交流电源后， 另外2个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用 于需要2种不同电压等级的负载。
原绕组功率=输向两个副绕组功率之和。 通常以最大的绕组容量命名三绕组变压器的 额定容量SN。三绕组变压器的容量配合： 100/100/50、100/50/100、100/100/100
排在中间位置的绕组的等效电抗最小，甚至为负值，负电抗 是电容性质，但并不是变压器绕组真具有电容性。因为等效 电抗是各种不同电抗的组合，并不表示漏抗。
5.1.4 参数测定 三绕组变压器的简化等值电路中的参数可
以通过三个短路实验测出。
5.2 自耦变压器
5.2.1 结构特点
自耦变压器实质上是一个单绕组变压器，原、副边之 间不仅有磁的联系，而且还有电的直接联系。
（二）电流互感器
1．1次侧只有1到几匝，导线截面积 大，串入被测电路。2次侧匝数多, 导线细,与阻抗较小的仪表(电流 表/功率表的电流线圈)构成闭路。
2．电流互感器的运行情况相当于2次 侧短路的变压器，忽略励磁电流， 则I1/I2=N2/N1=k，副边额定电流设 计为5A或1A。
3．励磁电流是误差的主要根源。0.2/0.5/1/3,1表示变比误差 不超过1%。
U1
I1R1
j L1I1
j
M1'2
I
' 2
j
M
' 13
I3'
U
' 2
I2' R2'
j
L'2
I
' 2
j M1' 2 I1
j
M
' 23
I3'
U3'
I3' R3'
j
L'3
I
' 3
j M1' 3 I1
j
M
'23I
' 2
R1
jX 1
R2/
jX
/ 2
I
/ 2
I1
R3/
jX
/ 3
U
/ 2
U1
I
/ 3
U
/ 3
Z1 R1 jX1
302023301320由于一个铁心柱有三个绕组因此主磁通和漏磁通比较复杂三绕组变压器负载运行时由于是三个绕组之间互相耦合采用了各绕组的自感和互感的概念
第5章 三绕组变压器和自耦变压器
5.0 本章要求： 1. 熟悉三绕组变压器的基本方程及等效电
路； 2. 掌握自耦变压器电压、电流和容量的关
系及等效电路； 3.了解仪用互感器。
5.1 三绕组变压器
5.1.1 结构特点
每个铁心柱上套有三个不同电压级别的绕 组，通常高压绕组放在最外层，低压绕组或中 压绕组放在内层。
每相的高中低压绕组均套于同一铁心柱上。
为了绝缘使用合理，通常把高压绕组放在最外 层，中压和低压绕组放在内层。
降
升
500kV
35kV
220kV
5.1.2 用途
三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级 的电网。发电厂和变电所通常出现3种不同等级的 电压，所以三绕组变压器在电力系统中应用比较 广泛。
三绕组间的变比：
k12
N1 N2
U1 U 20
k13
N1 N3
U1 U 30
k23
N2 N3
U 20 U 30
5.1.3 基本方程式和等效电路
由于一个铁心柱有三个绕组，因此主磁 通和漏磁通比较复杂，三绕组变压器负载运 行时，由于是三个绕组之间互相耦合，采用 了各绕组的自感和互感的概念。忽略励磁电 流，可得三绕组变压器的方程式。