自耦变压器 ppt课件
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第五节 自耦变压器的工作原理与运行_图文.ppt
1. 自耦变压器的容量关系
(1)电压及电流关系
U1 N1 I k12 2 U2 N2 I 1
式中 k12 ----自耦变压器的电压比。
k12
I I =电磁+电路 I 2 1
根据磁势平衡原理：
I I 2 I1
.
.
.
I )N ( N1 N 2 ) I1 I N 2 ( I 2 1 2
总功率=
（电路）+（电磁）
2）额定容量（总容量、铭牌容量） 在额定情况下，S N U N1I N1 U N 2 I N 2 ,称为 自耦变压器的额定通过容量，又称自耦变压器的额定容量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3）标准容量 通过电磁感应传输的最大功率，即公共绕组的容量
Sc S a U N 2 ( I N 2 1 1 I N 1 ) U N 2 I N 2 (1 ) (1 )S N k12 k12
2、联合运行方式二 ① 功率传输：中压侧同时向高 压和低压侧（或高压和低压同时 向高压侧）传输功率。 ② 特点： （1）公共绕组负荷较大，最大 传输功率受到公共绕组容量的限 制，运行中应注意监视公共绕组 负荷。 （2）在此运行方式下运行时， 自耦变压器的容量不能得到充分 利用。 （3）以此运行方式为主的发电 厂主变压器一般不选用三绕组自 耦变压器。在负荷方向变化较大 的情况（联络变） ，可以采用加 大公共绕组容量的自耦变压器。
称为自耦变压器的标准容量。而此时串联绕组的容量为
S s (U N 1 U N 2 ) I N 1 1 1 U N 1 I N 1 (1 ) (1 )S N k12 k12
可见
串联绕组的容量与公共绕组的容量相等。
(1)电压及电流关系
U1 N1 I k12 2 U2 N2 I 1
式中 k12 ----自耦变压器的电压比。
k12
I I =电磁+电路 I 2 1
根据磁势平衡原理：
I I 2 I1
.
.
.
I )N ( N1 N 2 ) I1 I N 2 ( I 2 1 2
总功率=
（电路）+（电磁）
2）额定容量（总容量、铭牌容量） 在额定情况下，S N U N1I N1 U N 2 I N 2 ,称为 自耦变压器的额定通过容量，又称自耦变压器的额定容量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3）标准容量 通过电磁感应传输的最大功率，即公共绕组的容量
Sc S a U N 2 ( I N 2 1 1 I N 1 ) U N 2 I N 2 (1 ) (1 )S N k12 k12
2、联合运行方式二 ① 功率传输：中压侧同时向高 压和低压侧（或高压和低压同时 向高压侧）传输功率。 ② 特点： （1）公共绕组负荷较大，最大 传输功率受到公共绕组容量的限 制，运行中应注意监视公共绕组 负荷。 （2）在此运行方式下运行时， 自耦变压器的容量不能得到充分 利用。 （3）以此运行方式为主的发电 厂主变压器一般不选用三绕组自 耦变压器。在负荷方向变化较大 的情况（联络变） ，可以采用加 大公共绕组容量的自耦变压器。
称为自耦变压器的标准容量。而此时串联绕组的容量为
S s (U N 1 U N 2 ) I N 1 1 1 U N 1 I N 1 (1 ) (1 )S N k12 k12
可见
串联绕组的容量与公共绕组的容量相等。
《AT供电技术》课件
自动化与远程监控
借助物联网和大数据技术，AT供电 技术将进一步实现自动化控制和远 程监控，提高供电管理的智能化水 平。
感谢您的观看
THANKS
电力系统
在电力系统中，AT供电技术主 要用于高压输电线路的供电。
通过采用AT供电技术，能够减 小线路损耗，提高输电效率，同 时还能降低线路电压波动和闪变
，提高供电质量。
AT供电技术在电力系统中还具 有灵活的供电方式和调度功能， 能够实现电力的优化配置和调度
。
工业自动化
在工业自动化领域，AT供电技 术主要用于驱动各种电动机和 工业设备。
02 AT供电技术的基本原理
AT供电技术的电路组成
电源电路
提供电能，将交流电转换为直 流电。
控制电路
控制电源电路的开关，调节电 流和电压。
驱动电路
驱动电机等执行机构，实现机 械运动。
检测电路
检测电流、电压、温度等参数 ，确保系统正常运行。
AT供电技术的运行机制
启动阶段
01
电源电路启动，输出稳定的直流电。
保护控制
通过检测电流、电压等参数来实现过流、过 压、欠压等保护功能。
03 AT供电技术的应用场景
城市轨道交通
1
城市轨道交通是AT供电技术应用最广泛的领域之 一。
2
在城市轨道交通系统中，AT供电技术能够提供稳 定、可靠的电力供应，确保列车安全、高效地运 行。
3
AT供电技术能够减小对城市电网的干扰，提高供 电质量，同时还能降低运营成本和维护难度。
AT供电技术能够提供稳定、可 靠的电力供应，确保工业设备 的正常运行和生产线的稳定生 产。
同时，AT供电技术还能够实现 能源的优化利用和节能减排， 降低工业生产的能耗和排放。
借助物联网和大数据技术，AT供电 技术将进一步实现自动化控制和远 程监控，提高供电管理的智能化水 平。
感谢您的观看
THANKS
电力系统
在电力系统中，AT供电技术主 要用于高压输电线路的供电。
通过采用AT供电技术，能够减 小线路损耗，提高输电效率，同 时还能降低线路电压波动和闪变
，提高供电质量。
AT供电技术在电力系统中还具 有灵活的供电方式和调度功能， 能够实现电力的优化配置和调度
。
工业自动化
在工业自动化领域，AT供电技 术主要用于驱动各种电动机和 工业设备。
02 AT供电技术的基本原理
AT供电技术的电路组成
电源电路
提供电能，将交流电转换为直 流电。
控制电路
控制电源电路的开关，调节电 流和电压。
驱动电路
驱动电机等执行机构，实现机 械运动。
检测电路
检测电流、电压、温度等参数 ，确保系统正常运行。
AT供电技术的运行机制
启动阶段
01
电源电路启动，输出稳定的直流电。
保护控制
通过检测电流、电压等参数来实现过流、过 压、欠压等保护功能。
03 AT供电技术的应用场景
城市轨道交通
1
城市轨道交通是AT供电技术应用最广泛的领域之 一。
2
在城市轨道交通系统中，AT供电技术能够提供稳 定、可靠的电力供应，确保列车安全、高效地运 行。
3
AT供电技术能够减小对城市电网的干扰，提高供 电质量，同时还能降低运营成本和维护难度。
AT供电技术能够提供稳定、可 靠的电力供应，确保工业设备 的正常运行和生产线的稳定生 产。
同时，AT供电技术还能够实现 能源的优化利用和节能减排， 降低工业生产的能耗和排放。
电机学-三绕组变压器和自耦变压器49页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
电学-三绕组变压器和自 耦变压器
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
三相异步电动机自耦变压器降压起动控制电路PPT课件
FU2 KM1
KT
KA
KM2
自耦变压器降压起动的特点：
自耦变压器具有多个抽头，可获得不同的变比。 采用自耦变压器降压起动比采用串电阻降压起动效果
好，在起动转矩相同的情况下，自耦变压器降压起动 从电网吸取电流小。 自耦变压器价格较贵，而且其线圈是按短时通电设计 的，因此只允许连续起动两次。
三相异步电动机星－三角降压起动控制线路
项目五基本电气控制 线路
1.电动机点动控制
生产机械在试车、检修或调整
控制电路
状态时都要用到点动控制。所
谓点动控制，就是指按下按钮
，电动机因通电而运转；松开
按钮，电动机因断电而停转。
它的主电路由三相电源开关
QS，熔断器FU1，交流接触器
KM的主触点和电动机M组成，
控制电路由熔断器FU2、按钮
SB和交流接触器的线圈KM组成
。
主电路
合上刀开关QS后，点动控制电路的动作原理和动作过程如下：
按下SB→KM线圈通电→KM主触点闭合→电动机M转动
松开SB→KM线圈断电→KM主触点断开→电动机M停转
2.电动机长动控制 生产机械在正常工作时常需连续运转，我们
把对电动机长期工作的控制称为长动控制。
QS
FU2
L1 L2 L3
SB1
自锁触点
1)三相异步电动机自耦变压器降压起动控制电 路。
2)三相异步电动机星三角降压起动控制线路。
三相异步电动机自耦变压器降压起动控制电路
L1
L2
L3
FU1
QS
FR
FU1
SB1
SB2
KT
KM2
KM1
KT KT
FR
M 3～
电机第四章自耦变压器qing解析课件.ppt
I1 m E2
E2= 4.44fW2Φ (W2＞W1) I1 此时磁密可达1.4~1.8T Φ’=1.4/0.08Φ= 17倍Φ ,
E2也突增17倍（达几千伏 以上）。
I2
A
一、电流互感器
更严重的是，当磁路高饱和后， 磁通波形为平顶波，副边产生幅值 极高的尖顶波电压，对人身及绕组 绝缘十分危险。
4-3 自耦变压器
（一） 双绕组变压器演变为自耦变压器 （二）自耦变压器中基本方程式 （三）自耦变压器等效电路 （四）自耦变压器相量图 （五）自耦变压器容量 （六）自耦变压器参数，电压调整率
（一） 双绕组变压器演变为自耦变压器
A
I1
U1
a’
a I2
I1
U1 ZL
X
x
a’与a等电位
I1 10A
A
U1
W1I1 W2 I2 ImW1
I1
I1
I 2W2 W1
I2 K
当电流表读出I2，只需 除 k，就可以了解电网电流 I1的大小。
I2
A
所以电流互感器的铁芯 磁密取得很低(0.08~0.1T)， 则 Im相应也小。
2、副绕组绝对不允许开路
电流互感器原边与电网的串 联连接，I1不会因负载开路而变 化。当副绕组开路时I1仍是电网 的实际电流。
（1）由于自耦变压器高低压侧有电的联系，为了 防止高压侧单相接地故障而引起低压侧过电压， 应把三相自耦变压器的中性点可靠接地。
（2）由于高、低压侧有电路上的联系，高压侧遭 受雷电等过电压时，也会传到低压侧，应在两侧 都装上避雷针。
（3）应尽量避免突发短路
89页：思考题 4-5 4-6 90页：习题 4-5
自耦变压器的短路阻抗在数值上等于把串 联绕组作一次，把公共绕组作为二次绕组时的 双绕组变压器的短路阻抗。
电机控制课件-自耦变压器降压起动与控制
(3)若如果负载转矩为160(N•m)，要求起动电流不虑直接起动；若不允许直接 起动时，则可考虑采用星形—三角形(Y-∆)降压起动；若依旧不能满 足要求，再考虑自耦减压器降压起动或其它起动方法。
(1)由额定转矩、额定转速可知，电动机功率约三十千瓦，大多数情况 下电网均允许直接起动，若不考虑起动电流对电网的影响，那么从起动转矩 是否足够大角度考虑能否直接起动。
老师！中间 继电器的结 构如何啊?
中间继电器的结构和原理与交 流接触器基本相同。它与接触 器的主要区别在于，接触器有 主、辅触头之分，主触头可以 通过大电流；而中间继电器的 触头没有主、辅触头之分，只 能通过小电流，因此中间继电
器不设灭弧装置。
知识链接 2.7中间继电器介绍
图2-63为中间继电器结构与工作原理 示意图。它由电磁机构和触头系统组 成。当线圈通电时，衔铁吸合并驱动 触头动作。中间继电器触头数量较多， 触头的额定电流一般为5A或10A，因 此，只能用在控制电路、信号电路等
I TQ
U
/ N
UN
IT/Q
1 IQ kk
1 k2
IQ
三、自耦减压器起动特点分析
通过以上分析，我们 可以得出自耦变压器 降压起动的如下特点：
自耦变压器起动时的起动电流将下降到直接起动时电流 的 1/ k 2 ；由于起动转矩与端电压的平方成正比，因此起动
转矩也相应下降为 TQ / k（2 TQ为直接起动时的转矩）。
小电流电路中。
知识链接 2.7中间继电器介绍
老师！中间 继电器有些 什么作用呢?
中间继电器的作用通常有： 代替小型接触器 、增加接点 数量 、增加接点容量 和转换
接点类型 等几种。
1．代替小型接触器：中间继电器的触点具有一定 的带负荷能力，当负载容量比较小时，可以用来替代小 型接触器使用，比如电动卷闸门、家用电器的控制等。
(1)由额定转矩、额定转速可知，电动机功率约三十千瓦，大多数情况 下电网均允许直接起动，若不考虑起动电流对电网的影响，那么从起动转矩 是否足够大角度考虑能否直接起动。
老师！中间 继电器的结 构如何啊?
中间继电器的结构和原理与交 流接触器基本相同。它与接触 器的主要区别在于，接触器有 主、辅触头之分，主触头可以 通过大电流；而中间继电器的 触头没有主、辅触头之分，只 能通过小电流，因此中间继电
器不设灭弧装置。
知识链接 2.7中间继电器介绍
图2-63为中间继电器结构与工作原理 示意图。它由电磁机构和触头系统组 成。当线圈通电时，衔铁吸合并驱动 触头动作。中间继电器触头数量较多， 触头的额定电流一般为5A或10A，因 此，只能用在控制电路、信号电路等
I TQ
U
/ N
UN
IT/Q
1 IQ kk
1 k2
IQ
三、自耦减压器起动特点分析
通过以上分析，我们 可以得出自耦变压器 降压起动的如下特点：
自耦变压器起动时的起动电流将下降到直接起动时电流 的 1/ k 2 ；由于起动转矩与端电压的平方成正比，因此起动
转矩也相应下降为 TQ / k（2 TQ为直接起动时的转矩）。
小电流电路中。
知识链接 2.7中间继电器介绍
老师！中间 继电器有些 什么作用呢?
中间继电器的作用通常有： 代替小型接触器 、增加接点 数量 、增加接点容量 和转换
接点类型 等几种。
1．代替小型接触器：中间继电器的触点具有一定 的带负荷能力，当负载容量比较小时，可以用来替代小 型接触器使用，比如电动卷闸门、家用电器的控制等。
第七章自耦变压器 PPT
高。 k A 越接近1, k x y 越小, 电磁容量(绕组
容量)越小, 节材效果越明显.
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。
7.2 三绕组变压器
一、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。
U & 2 E & 2 k A I & Z a x E & 1 E & 2 k A I & Z a x①
① 代入U & 1 I & 1 Z A a I & Z a x E & 1 E & 2
得 U & 1 U & 2 I & 1 Z A a I & Z a x ( k A 1 )
U a x I 2 0 0 1 2 0 0 V A k x y S N A
SNA S电磁 S传导 kxySNA S传导
k A 越接近1, k x y 越小, 电磁容量(绕组容量)
越小, 传导容量越大,节材效果越明显。
2.简化等值电路（推导过程不要求）
U & 2E & 2I& Zax 同uuu乘uuukurA kA U & 2 kA E & 2 kA I& Z a x
3）容量关系
SNA U1I1 (UAa U2 )I1 UAaI1 U2I1 S电磁 S传导
实例: 原边输入容量
2 2 0 1 0 2 2 0 0 V A
双绕组变压器原边输入容量
2010200 V A
容量)越小, 节材效果越明显.
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。
7.2 三绕组变压器
一、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。
U & 2 E & 2 k A I & Z a x E & 1 E & 2 k A I & Z a x①
① 代入U & 1 I & 1 Z A a I & Z a x E & 1 E & 2
得 U & 1 U & 2 I & 1 Z A a I & Z a x ( k A 1 )
U a x I 2 0 0 1 2 0 0 V A k x y S N A
SNA S电磁 S传导 kxySNA S传导
k A 越接近1, k x y 越小, 电磁容量(绕组容量)
越小, 传导容量越大,节材效果越明显。
2.简化等值电路（推导过程不要求）
U & 2E & 2I& Zax 同uuu乘uuukurA kA U & 2 kA E & 2 kA I& Z a x
3）容量关系
SNA U1I1 (UAa U2 )I1 UAaI1 U2I1 S电磁 S传导
实例: 原边输入容量
2 2 0 1 0 2 2 0 0 V A
双绕组变压器原边输入容量
2010200 V A
自耦变压器课件
操作按钮SB1和SB2，观察电动机的降压启动过程； 改变时间继电器KT的延时时间，比较电动机的降压启 动过程。 故障分析
通电试车时，如发现电路不能正常工作或出现振动、 冒烟等异常现象，应立即切断电源，查找原因，故障 排除后再通电试车。 将电路故障现象记录下来，同时将分析故障的思路、 排除故障的方法和找到的故障原因记录下来。
电路连接 1．检查元器件
（1）根据自耦降压启动的电气原理图检查各电器元件型号 规格和数量，用万用表的欧姆档检测各电器元件的常开、 常闭触点的通断情况。 （2）对空气阻尼式时间继电器，用手操作检查延时情况， 再检查时间继电器的瞬时、延时动作触点的位置。为了 便于改变接线，三相异步电动机接线盒内都有一块接线 板，三相定子绕组的六个端子排成上下两排。
自耦变压器降压启动的特点
• 优点： • 可以按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择 自耦变压器的不同抽头实现降压启动，而且不论 电动机的定子绕组采用Y或△接法都可以使用， 可以直接人工操作控制，也可以用交流接触器自 动控制，经久耐用，维护成本低。 • 缺点： 但是自耦变压器价格较贵、体积大，且不允许频 繁启动。人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱 （自偶补偿器箱），自动控制要配置自偶变压器、 交流接触器等启动设备和元件。
•
•
•
•
•
模拟接线盘接线
安装与调试
• •
• • •
• •
1、电动机自耦降压电路，适用于任何接法的三相鼠笼式异步电动机。 2、自耦变压器的功率应予电动机的功率一致，如果小于电动机的功率，自 耦变压器会因起动电流大发热损坏绝缘烧毁绕组。 3、对照原理图核对接线，要逐相的检查核对线号。防止接错线和漏接线。 4、由于启动电流很大，应认真检查主回路端子接线的压接是否牢固，无虚 接现象。 5、空载试验；拆下热继电器FR与电动机端子的联接线，接通电源，按下 SB2起动KM1与KM2和动作吸合，KM3与KA不动作。时间继电器的整定时间 到，KM1和KM2释放，KA和KM3动作吸合切换正常，反复试验几次检查线路 的可靠性。 6、带电动机试验；经空载试验无误后，恢复与电动机的接线。再带电动机 试验中应注意启动与运行的接换过程，注意电动机的声音及电流的变化，电 动机起动是否困难有无异常情况，如有异常情况应立即停车处理。 7、再次启动；自耦降压起动电路不能频繁操作，如果启动不成功的话，第 二次起动应间隔4分钟以上，入在60秒连续两次起动后，应停电4小时再次启 动运行，这是为了防止自耦变压器绕组内启动电流太大而发热损坏自耦变压 器的绝缘。
电机学 三绕组变压器和自耦变压器pt课件
内容回顾
三相变压器的不对称运行
? 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?
I??A
rm
I?a?
I?A?
rm
I?a?
U?A?
I?m?
U?a?
U?A?
I?m?
U?a?
jxm
jxm
(a)
(b)
图3-28 变压器的正序和负序等效电路
? 三相变压器正、负序等效电路形式相同、参数相同。
4．三绕组变压器的等效电路和相量图
U1
r1
jx1
I1 U1
I1z1 r2? jx2?
I2?
? I2?z2?
r3? jx3?
U2?
I3?
U3?
? U2?
? I3?z3? I1
? U3? ? I2?
?1
?2
?3
? I3?
三、三绕组变压器的电压调整率和效率
? U12
?
U
1N ? U U1N
2?
?
100%???
内容回顾
三相变压器的不对称运行
A a
3I?0
b
0
C
Bc
Z1
Z 2?
Zm0
(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
?
Z2?
Z0 ? ?
内容回顾
三相变压器的不对称运行
三相变压器的不对称运行
? 分析方法：－对称分量法 正序、负序、零序分量方法
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图3-28 变压器的正序和负序等效电路
? 三相变压器正、负序等效电路形式相同、参数相同。
4．三绕组变压器的等效电路和相量图
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三、三绕组变压器的电压调整率和效率
? U12
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100%???
内容回顾
三相变压器的不对称运行
A a
3I?0
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Z 2?
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(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
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0 m
Z
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Z2?
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内容回顾
三相变压器的不对称运行
第七章自耦变压器ppt课件
精选
3
自耦变压器
A
X
单相自耦变压器
精选
绕组ax是一、二次侧
a
共用的，称为公共绕
铁心 组，其匝数为N2 。
与公共绕组串联的绕
组 Aa ， 称 为 串 联 绕 绕组 组，其匝数为N1 。
绕 组 Aa 与 ax 的 绕 向
x
相同。
4
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(1)
实例：假设图示
双绕组变压器
精选
a
x
6
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(3)
首先分析双绕组 变压器电流方向。
I&1
A
忽略励磁电流则：
a
N1I& 1N2I& 2 0
I&2
X
x
原副边电流符号相 反：当原边电流在
原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕
组中从非同名端流向同名端！
精选
7
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(4)
值称为效益系数 k x y
绕组容量 额定容量 – 传导容量
效益系数 k x y
= ———— = ——————————
额定容量
额定容量
kxy
U1I1U2I1 U1I1
1 1
kA
A
E&1
a
绕组容量 UAaI1NkxySNA U & 1
E& 2
x
实例: kA1.1, kxy0.091X
2010200 V A 0 .0 9 0 9 2 2 0 0 2 0 0 V A
U & 2 E & 2 k A I & Z a x E & 1 E & 2 k A I & Z a x① ① 代入U & 1I& 1 Z A aI& Z a xE & 1E & 2 得 U & 1 U & 2 I & 1 Z A a I & Z a x(k A 1 )
三绕组变压器自耦变压器互感器PPT课件
Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3')+j(X1+X3') • 绕组2加电压，绕组第314短页/共路25，页 绕组1开路
• R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23') X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23')
• R2'=1/2(Rk12+Rk23'-Rk13) X2'=1/2 (Xk12+Xk23'-Xk13)
3个变比： k12= N1/N2 ≈ U1 / U20 k13= N1/N3 ≈ U1 / U1 k23= N2/N3 ≈ U20 / U30 负载运行时若不计空载电流 I0 ， 则变压器的磁势平衡方程为 I1N1+I2N2+I3N3=0 I1+I2/k12+I3/k13=0 I1+I2'+I3'=0
第13页/共25页
• 简化等效电路中的 Z1=R1+jX1 为一次侧的阻抗， Z2‘=R2’+jX2‘为二次侧折算到一次侧的阻抗； Z3’=R3‘+jX3’为三次侧折算到一次侧的阻抗， 六个参数可以根据稳态短路试验求得。
• 绕组1加电压，绕组2短路，绕组3开路
Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2') + j(X1+X2') • 绕组1加电压，绕组3短路，绕组2开路
第11页/共25页
互漏磁通感应电动势说明： 1
2'
二次绕组电流 I2 产
生的与一次绕组交链
的互漏磁
在一次
s12
绕组中感应电动势 Es21
s12
• R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23') X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23')
• R2'=1/2(Rk12+Rk23'-Rk13) X2'=1/2 (Xk12+Xk23'-Xk13)
3个变比： k12= N1/N2 ≈ U1 / U20 k13= N1/N3 ≈ U1 / U1 k23= N2/N3 ≈ U20 / U30 负载运行时若不计空载电流 I0 ， 则变压器的磁势平衡方程为 I1N1+I2N2+I3N3=0 I1+I2/k12+I3/k13=0 I1+I2'+I3'=0
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• 简化等效电路中的 Z1=R1+jX1 为一次侧的阻抗， Z2‘=R2’+jX2‘为二次侧折算到一次侧的阻抗； Z3’=R3‘+jX3’为三次侧折算到一次侧的阻抗， 六个参数可以根据稳态短路试验求得。
• 绕组1加电压，绕组2短路，绕组3开路
Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2') + j(X1+X2') • 绕组1加电压，绕组3短路，绕组2开路
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互漏磁通感应电动势说明： 1
2'
二次绕组电流 I2 产
生的与一次绕组交链
的互漏磁
在一次
s12
绕组中感应电动势 Es21
s12
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自耦变压器的高压和中压电压等级必须是500kV 、330kV、 220kV和110kV中之一。
4．三绕组自耦变压器 自耦变压器一般还增设一个接成三角形的第三绕组，它与串联 绕组和公共绕组之间只有电磁联系。
原因：与普通星—星联结变压器相同，双绕组自耦变压器由 于铁心饱和使主磁通呈平顶波形，绕组的感应电动势呈现尖 顶波形，含有三次谐波电动势。使电压畸变。
2)电压比k12越小，Kb越小，绕组容量越小，采用自耦变压器经 济效益越显著。为保证自耦变压器的经济效益， 应使其变比
k12≤3。
3．自耦变压器的过电压 问题的提出:高压与中压绕组有电路的直接连接，当高压侧发 生过电压时，它可以通过串联绕组进入公共绕组和中压系统， 当中压侧发生过电压时，它可以进入串联绕组和高压系统。
1．自耦变压器的容量关系 ——电压及电流关系
1)自耦变压器一次侧和二次侧的电压比k12
U1 U2
N1 N2
k12
2) 电流关系 电路关系： 磁路耦合关系：
I I2 I1
I1(N1 N2 ) IN2 (I2 I1)N2
根据以上电路和磁势关系可得
a) 公共绕组电流与一次（或串联绕组）电流之间的关系为：
第三绕组可以为三角形，也可以为星形。 三绕组为全星形的变压器，一定是自耦变。
二、自耦变压器的运行方式
｛ 运行方式 自耦运行方式(第三绕组空载) 联合运行方式(三个绕组均有功率通过，情况复杂)
最典型的联合运行方式有以下两种方式： 1．运行方式一 高压侧同时向中压和低压侧（或中压和低压侧同时向高压侧） 传输功率。
根据电压及电流关系，自耦变压器传输的功率为
U1I1
U2I2
U2I1
U 2 I
U 2I2 k12
U 2 I2 (1
1 k12
)
由电路 传递
由磁路 传递
I1、I2、I ——电流相量 I1、I2、I 的共轭相量。
自耦变压器的额定容量(额定通过容量)：
1)为使其绝缘免遭损坏，自耦变压器高压和中压侧出口端都 必须装设避雷器进行保护。避雷器必须装设在自耦变压器和 连接自耦变压器的隔离开关之间，当自耦变压器某侧断开时， 该侧避雷器仍与自耦变压器保持连接。
严禁装QS
2)自耦变压器的中性点必须直接接地或经小电抗接地，以避 免高压侧电网发生单相接地时，在非接地相的中压绕组出现 过电压。中性点不接地，当高压电网发生a相接地时中性点发 生偏移，非接地的b、c相中压侧相电压为
SN UN1IN1 UN2IN2
公共绕组的容量(标准容量：即通过电磁感应传输的最大功率)
1
1
Sa Sc UN2 (IN2 IN1 ) UN2 IN2 (1 k12 ) (1 k12 )SN
串联绕组的容量为
1
1
Ss (UN1 UN2 )IN1 UN1IN1(1 k12 ) (1 k12 )SN
第六节 自耦变压器的工作原理与运行
一、自耦变压器的工作原理 自耦变压器由两个绕组串联组成一次绕组bd，匝数为N1，其 中一部分绕组又作为变压器的二次绕组cd，匝数为N2，称为 “公共绕组”，为一二次侧所共有。属于一次绕组且与公共 绕组串联的绕组bc，匝数为N1-N2，称为“串联绕组”。
a) 等效电路 b) 结构
Kb(S2 S3)
1 Is U1 [(P2 P3 ) j(Q2 Q3 )]
(2) 公共绕组
1) 电流 由磁势平衡得 Iac N 2 Ias ( N1 N 2 )
第三绕组的作用： 1) 消除三次谐波； 2) 减小自耦变压器的零序阻抗； 3) 单独供电，用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂用备 用电源等。
第三绕组的电压： 一般为6 ~ 35kV。
第三绕组的容量： 1) 如果仅用来消除三次谐波，其容量一般为标准容量的1/3左 右(为满足低压侧短路时的热稳定和电动力稳定的要求，容量 不能太小)。 2) 如果还用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂用备用电 源等，其容量最大等于自耦变压器的标准容量。
I I1
N1 N2绕组）电流与二次电流之间的关系为：
I2 / I1 k12
c) 公共绕组电流与二次电流之间的关系为：
I I 1
1
I2
k12 I1
k12
(k12
1) (1 ) k12
1．自耦变压器的容量关系 ——额定容量和标准容量
U (Ua1 Ub2 sin30 )2 (Ub2 cos30 )2
(k12U b 2
1 2
U
b
2
)2
3 4
U
2 b2
Ub2 k122 k12 1
k12越大，过电压倍数越大，例如220/110kV自耦变的中压侧的 过电压倍数为2.64，过电压值为 2.64110kV/ 3 168kV。
可见串联绕组的容量与公共绕组的容量相等。
2．自耦变压器的效益系数
标准容量与额定容量之比，称为自耦变压器的效益系数Kb，即
1 Kb 1 k12
(显然Kb <1)
1) Sa =Kb SN< SN ，即自耦变压器与同容量的普通变压器相比， 有较小的绕组容量，因此所用铁心材料省，尺寸小，重量轻，
造价较低，极限制造容量大，具有较好的经济效益。
(1) 串联绕组
1) 电流
Is Ias It
由
U 2 Ia*s
U2
I
* 2
1 k12
P2 jQ2 k12
取电压为参考量得
Ias
P2 jQ2 U1
低压侧功率为
U3
I
* 3
P3
jQ3
归算到高压侧的电流为
It
I3 k13
P3 jQ3 k13U 3
P3 jQ3 U1
1 Is U1 [(P2 P3 ) j(Q2 Q3 )]
2) 功率
Ss
(U1
U2 )Is
U1 U2 U1
(P2 P3 )2 (Q2 Q3 )2
当中、低压侧功率因数相等时，有
Ss
U1 U2 U1
(S2 cos S3 cos )2 (S2 sin S3 sin )2