电机学-三绕组变压器和自耦变压器
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
即 ： Zm0 = Zm 。
三相心式变压器：零序电流所激励的三相零序主磁通同大小、同相位，不能 在铁心内形成闭合磁路，只能通过非铁磁材料闭合，因此零序激磁阻抗 Zm0
远小于正序激磁阻抗即： Zm0 << Zm Xm 的参数表达式 。
星形联结：零序电流不能流通，此时等效电路在这一边应断开。 三角形联结：零序电流仅能在三角形内部形成环流，而不能流到外电路。即 在零序等效电路中，变压器内部短接，但从外部看进去则是断开的。
F1 F2 F3 Fm
N1I1 N2I2 N3I3 N1Im
I1
N2 N1
I2
N3 N1
I3
Im
I1 I2 I3 0
I1 I2 I3 Im
I2
I2 k12
, I3
I3 k13
3．三绕组变压器的电动势平衡方程式
E1 jL1I1
EE23 jjLL2I32I3
EE1221
jjMM121I21I2
内容回顾
三相变压器的不对称运行
A a
3I0
b
0
C
Bc
Z1
Z 2
Z
0 m
(a)
YN,d联结
YN,d联结时，从YN方面看，零序阻抗
从d方面看，零序电流为零，零序阻抗
(b)
Z0
Z1
Z
0 m
Z
2
Z
0 m
Z 2
Z0
内容回顾
三相变压器的不对称运行
Ø Y,yn联结的单相负载运行
I
1 3
U
A
Z
0 m
ZL
对于三相变压器组，Zm0 = Zm，因此负载电流主要受 Zm0 的限制， 即使 负载阻抗 ZL 很小，负载电流也并不大。
I 3r3 jL3 I3 jM 13 I1 jM 23 I2
UUU132
r1 jL1
jM12
jM13
jM12 r2 jL2
jM23
jM13 jL23 r3 jL3
III132
3．三绕组变压器的电动势平衡方程式
UUU11
2((UU2
)
3
(U3)
)
r1 r1
§4-1 三绕组变压器
为了绝缘方便，高压绕组部放在最外边。 对于降压变压器，中压绕组放在中间，低压绕组靠近铁心 柱，如图4-1(a)所示。 对于升压变压器，为了使磁场分布均匀，把中压绕组放在靠 近铁心柱，低压绕组放在中间，如图4-1(b)所示。
123
321
1 3 2 2 31
(a)降压布置
(b)升压布置
三相变压器的不对称运行
Ø三相变压器零序等效电路与正序等效电路形式 基本 相 同、原、副绕组漏阻抗Z1、 Z’2与正序参数相同。零序激磁阻 抗可能与正序不同，故用 Zm0 表示 。
三相变压器组：三相磁路互相独立，零序电流激励的主磁通，其磁路与正 序电流激励的主磁通的磁路相同，因此零序激磁阻抗与正序激磁阻抗相等，
图4-1 三绕组变压器绕组的布置
1-高压绕组；2-中压绕组；3-低压绕组
§4-1 三绕组变压器
对于升压变压器，
如果采用图4-l(a)所
123
示的方法布置，则低
321
1 3 2 2 31
压和高压绕组之间的
漏磁通较大，同时附 加损耗也显著增加， 使变压器可能发生局 部过热和降低效率。
(a)降压布置
(b)升压布置
图4-1 三绕组变压器绕组的布置
1-高压绕组；2-中压绕组；3-低压绕组
§4-1 三绕组变压器
Ø三绕组变压器的分类和用途
分类：
单相三绕组变压器 三相三绕组变压器
§4-1 三绕组变压器
用途：1）变电站中利用三绕组变压器由两个系统向一个负载
供电，如图4-2(a)所示。
2）发电厂利用三绕组变压器把发出的电压用两种电压
Y,yn联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序电流全部成为激磁性质 的，从而在铁心内产生零序主磁通 ，感应零序电动势 ，迭加到正序电动势 上，使负载相端电压下降。在三相变压器组中，零序主磁通可在主磁路内 通过，零序电动势较大，故负载相端电压 急剧下降，另外两相电压则将升 高，以保持线间电压不变，于是产生严重的中性点位移现象。
E31
j
M
13
I1
E13 jM13I3
E32 jM 23I2
E23
j
M
23
I3
U1 I1r1 E1 E12 E13
I1r jL1I1 jM 12 I2 jM 13 I3
U
2
I
2
r2
E
2
E 21
E
23
I 2 r2 jL2 I2 jM 12 I1 jM 23 I3
U 3 I 3r3 E3 E31 E32
Y,yn联结的三相变压器组不能带单相到中线的不对称负载。
三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-1 三绕组变压器
Ø什么是三绕组变压器 在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两个原绕
组一个副绕组。具有U1/U2/U3三种电压的变压器叫三绕组变压 器。(同心式绕组，铁心为心式结构)
§4-1 三绕组变压器
0
jx1 jx1
(r2 jx2 ) (r2 jx2 )
输送到不同的电网。如图4-2(b)所示。
U1 110kV
～ U3 330kV
U1
U2 121kV
U2 220kV (a)
10.5kV (b)
242kV U3
图4-2 三绕组变压器的用途
§4-1 三绕组变压器
Ø三绕组变压器的容量和标准联结组
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。为了使产品标准化起见，一般三个绕组的容
内容回顾
三相变压器的不对称运行
Ø 分析方法：－对称分量法 正序、负序、零序分量方法
r1
jx1
r2
jx2
r1
jx1
r2
jx2
IA
rm
Ia
IA
rm
Ia
U
A
Βιβλιοθήκη Baidu
Im
U
a
U
A
Im
U
a
jxm
jxm
(a)
(b)
图3-28 变压器的正序和负序等效电路
Ø 三相变压器正、负序等效电路形式相同、参数相同。
内容回顾
量配合有下列三种。
高压绕组 中压绕组 低压绕组
SN
SN
SN
SN
0.5S N
SN
SN
SN
0.5S N
注意：用标么值计算时，各绕组必须采用相同的容量基值。
§4-1 三绕组变压器
三绕组变压器的容量和标准联结组
标准联结组： （GB1094-85 ） 三相三绕组电力变压器的标准联结组： YN,yn0,d11 和 YN,yn0,y0 。
单相三绕组变压器的标准联结组： 为 I, I0, I0 。
§4-1 三绕组变压器
Ø三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能 1．三绕组变压器的变比
k12
N1 N2
U1 U 20
k13
N1 N3
U1 U 30
k23
N2 N3
U20 U 30
U1 U1
k12 k13
k13
k12
2．三绕组变压器的磁动势方程式
三相心式变压器：零序电流所激励的三相零序主磁通同大小、同相位，不能 在铁心内形成闭合磁路，只能通过非铁磁材料闭合，因此零序激磁阻抗 Zm0
远小于正序激磁阻抗即： Zm0 << Zm Xm 的参数表达式 。
星形联结：零序电流不能流通，此时等效电路在这一边应断开。 三角形联结：零序电流仅能在三角形内部形成环流，而不能流到外电路。即 在零序等效电路中，变压器内部短接，但从外部看进去则是断开的。
F1 F2 F3 Fm
N1I1 N2I2 N3I3 N1Im
I1
N2 N1
I2
N3 N1
I3
Im
I1 I2 I3 0
I1 I2 I3 Im
I2
I2 k12
, I3
I3 k13
3．三绕组变压器的电动势平衡方程式
E1 jL1I1
EE23 jjLL2I32I3
EE1221
jjMM121I21I2
内容回顾
三相变压器的不对称运行
A a
3I0
b
0
C
Bc
Z1
Z 2
Z
0 m
(a)
YN,d联结
YN,d联结时，从YN方面看，零序阻抗
从d方面看，零序电流为零，零序阻抗
(b)
Z0
Z1
Z
0 m
Z
2
Z
0 m
Z 2
Z0
内容回顾
三相变压器的不对称运行
Ø Y,yn联结的单相负载运行
I
1 3
U
A
Z
0 m
ZL
对于三相变压器组，Zm0 = Zm，因此负载电流主要受 Zm0 的限制， 即使 负载阻抗 ZL 很小，负载电流也并不大。
I 3r3 jL3 I3 jM 13 I1 jM 23 I2
UUU132
r1 jL1
jM12
jM13
jM12 r2 jL2
jM23
jM13 jL23 r3 jL3
III132
3．三绕组变压器的电动势平衡方程式
UUU11
2((UU2
)
3
(U3)
)
r1 r1
§4-1 三绕组变压器
为了绝缘方便，高压绕组部放在最外边。 对于降压变压器，中压绕组放在中间，低压绕组靠近铁心 柱，如图4-1(a)所示。 对于升压变压器，为了使磁场分布均匀，把中压绕组放在靠 近铁心柱，低压绕组放在中间，如图4-1(b)所示。
123
321
1 3 2 2 31
(a)降压布置
(b)升压布置
三相变压器的不对称运行
Ø三相变压器零序等效电路与正序等效电路形式 基本 相 同、原、副绕组漏阻抗Z1、 Z’2与正序参数相同。零序激磁阻 抗可能与正序不同，故用 Zm0 表示 。
三相变压器组：三相磁路互相独立，零序电流激励的主磁通，其磁路与正 序电流激励的主磁通的磁路相同，因此零序激磁阻抗与正序激磁阻抗相等，
图4-1 三绕组变压器绕组的布置
1-高压绕组；2-中压绕组；3-低压绕组
§4-1 三绕组变压器
对于升压变压器，
如果采用图4-l(a)所
123
示的方法布置，则低
321
1 3 2 2 31
压和高压绕组之间的
漏磁通较大，同时附 加损耗也显著增加， 使变压器可能发生局 部过热和降低效率。
(a)降压布置
(b)升压布置
图4-1 三绕组变压器绕组的布置
1-高压绕组；2-中压绕组；3-低压绕组
§4-1 三绕组变压器
Ø三绕组变压器的分类和用途
分类：
单相三绕组变压器 三相三绕组变压器
§4-1 三绕组变压器
用途：1）变电站中利用三绕组变压器由两个系统向一个负载
供电，如图4-2(a)所示。
2）发电厂利用三绕组变压器把发出的电压用两种电压
Y,yn联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序电流全部成为激磁性质 的，从而在铁心内产生零序主磁通 ，感应零序电动势 ，迭加到正序电动势 上，使负载相端电压下降。在三相变压器组中，零序主磁通可在主磁路内 通过，零序电动势较大，故负载相端电压 急剧下降，另外两相电压则将升 高，以保持线间电压不变，于是产生严重的中性点位移现象。
E31
j
M
13
I1
E13 jM13I3
E32 jM 23I2
E23
j
M
23
I3
U1 I1r1 E1 E12 E13
I1r jL1I1 jM 12 I2 jM 13 I3
U
2
I
2
r2
E
2
E 21
E
23
I 2 r2 jL2 I2 jM 12 I1 jM 23 I3
U 3 I 3r3 E3 E31 E32
Y,yn联结的三相变压器组不能带单相到中线的不对称负载。
三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-1 三绕组变压器
Ø什么是三绕组变压器 在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两个原绕
组一个副绕组。具有U1/U2/U3三种电压的变压器叫三绕组变压 器。(同心式绕组，铁心为心式结构)
§4-1 三绕组变压器
0
jx1 jx1
(r2 jx2 ) (r2 jx2 )
输送到不同的电网。如图4-2(b)所示。
U1 110kV
～ U3 330kV
U1
U2 121kV
U2 220kV (a)
10.5kV (b)
242kV U3
图4-2 三绕组变压器的用途
§4-1 三绕组变压器
Ø三绕组变压器的容量和标准联结组
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。为了使产品标准化起见，一般三个绕组的容
内容回顾
三相变压器的不对称运行
Ø 分析方法：－对称分量法 正序、负序、零序分量方法
r1
jx1
r2
jx2
r1
jx1
r2
jx2
IA
rm
Ia
IA
rm
Ia
U
A
Βιβλιοθήκη Baidu
Im
U
a
U
A
Im
U
a
jxm
jxm
(a)
(b)
图3-28 变压器的正序和负序等效电路
Ø 三相变压器正、负序等效电路形式相同、参数相同。
内容回顾
量配合有下列三种。
高压绕组 中压绕组 低压绕组
SN
SN
SN
SN
0.5S N
SN
SN
SN
0.5S N
注意：用标么值计算时，各绕组必须采用相同的容量基值。
§4-1 三绕组变压器
三绕组变压器的容量和标准联结组
标准联结组： （GB1094-85 ） 三相三绕组电力变压器的标准联结组： YN,yn0,d11 和 YN,yn0,y0 。
单相三绕组变压器的标准联结组： 为 I, I0, I0 。
§4-1 三绕组变压器
Ø三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能 1．三绕组变压器的变比
k12
N1 N2
U1 U 20
k13
N1 N3
U1 U 30
k23
N2 N3
U20 U 30
U1 U1
k12 k13
k13
k12
2．三绕组变压器的磁动势方程式