绕组变压器、自耦变压器、互感器ppt课件

1、第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 8-18-1 自耦变压器自耦变压器 Autoformer)Autoformer)一、定义一、定义 原、副方绕组有共同部分的变压器称为原、副方绕组有共同部分的变压器称为自耦变压器。自耦变压器。 从双绕组变压器到自耦变压器第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 二、特点二、特点 1 1、变比、变比 ka= U1/U2=Nab/Nbc ka= U1/U2=Nab/Nbc 2 2、磁势平衡：、磁势平衡： I1Nac+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1Nac+(I1+I

2、2)Nbc=I0Nab I1(Nab-Nbc)+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1(Nab-Nbc)+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1Nac+IcbNbc=0 I1Nac+IcbNbc=0 IacNac=-IcbNbc IacNac=-IcbNbc I1Nab+I2Nbc=0 I1Nab+I2Nbc=0 I1/I2= -Nab / Nac= -1 / ka I1/I2= -Nab / Nac= -1 / ka 也就是在忽略激磁电流后一个绕组本身的两段存在也就是在忽略激磁电流后一个绕组本身的两段存在着磁势平衡。着磁势平衡。 3 3、易制成调压器、易制成调压器第第 8 8 章章 三绕组变

3、压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 1 1由原边直接传到副边的容量称为传导容量，由原边直接传到副边的容量称为传导容量，它既不耗费资料，也不产生损耗它既不耗费资料，也不产生损耗2 2绕组经过电磁作用得到的容量称为电磁容量，绕组经过电磁作用得到的容量称为电磁容量，也叫绕组容量也叫绕组容量3 3自耦变压器额定运转时的额定容量为传导容量自耦变压器额定运转时的额定容量为传导容量和电磁容量之和和电磁容量之和4 4自耦变压器的电磁容量与额定容量的比值称自耦变压器的电磁容量与额定容量的比值称为效益系数为效益系数xyk定义：定义：第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变

4、压器、自耦变压器、互感器 1 12 11 111xyAU IU IkU Ik 绕组容量绕组容量1AaNxyNAUIk S额定容量额定容量 传导容量传导容量效益系数效益系数 = = = = 绕组容量绕组容量额定容量额定容量额定容量额定容量xyk0.0909 2200200VA200 1200axxyNAVUAIk S 20 10200VA实例实例: : 1.1,0.091Axykk1EAXax2E1U第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 越接近越接近1, 越小越小, 电磁容量电磁容量(绕组容量绕组容量)越小越小, 传导容量越大传导容量越大,节材效果

5、越明显。节材效果越明显。AkxykNAxyNASSSk SS电磁传导传导第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 三、传导容量和电磁容量三、传导容量和电磁容量电磁容量电磁容量Sdc=SSdc=S(1-1/ka)(1-1/ka)传导容量传导容量Scd=SScd=S1/ka1/ka自耦变压器电流之关系第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 可见两段绕组的容量均只需变压器容量可见两段绕组的容量均只需变压器容量 (1- (1-1/ka)1/ka)倍。倍。自耦变压器不仅可以省去一个绕组，而且其绕组容量自耦变压器不仅

6、可以省去一个绕组，而且其绕组容量要比相应的双绕组变压器小，这样就减少铁、铜等资要比相应的双绕组变压器小，这样就减少铁、铜等资料，减少尺寸。料，减少尺寸。(1-1/ka)(1-1/ka)越小那么省材越多，所以适宜于越小那么省材越多，所以适宜于kaka接近于接近于1 1的情况。的情况。I2=I1+IbcI2=I1+Ibc 此式由相量式转换为代数式是成立的此式由相量式转换为代数式是成立的S2=U2I2=U2I1(S2=U2I2=U2I1(传导容量传导容量) + U2Ibc () + U2Ibc (电磁容量电磁容量) )各占各占百分比：百分比： Scd/S2 = I1/I2 = 1/ka Scd/S2

7、 = I1/I2 = 1/ka Sdc/S2=1-Scd/S2=1-1/ka Sdc/S2=1-Scd/S2=1-1/ka 第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 主要用在高压电力系统中两个电压相差不大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。室中的调压设备。总总 结结用途：用途：优点：优点：比双绕组电力变压器省资料，本钱低，效率比双绕组电力变压器省资料，本钱低，效率高。高。 越接近越接近1, 1, 越小越小, , 电磁容量电磁容量( (绕绕组容量组容量) )越

8、小越小, , 节材效果越明显节材效果越明显. . Akxyk第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 缺陷：缺陷：1 1短路阻抗标幺值比双绕组小，短短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电流较大。路电流较大。2 2由于自耦变压器原副边有电的直由于自耦变压器原副边有电的直接联络，高压边过电压时，低压边也接联络，高压边过电压时，低压边也产生严重的过电压，两边均需求装设产生严重的过电压，两边均需求装设避雷器。避雷器。第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 8-28-2 三绕组变压器三绕组变压器 一、构造和用途一、构造和

9、用途三绕组变压器的每相有三绕组变压器的每相有3 3个绕组，当一次绕组接到交流电源个绕组，当一次绕组接到交流电源后，另外后，另外2 2个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于需求需求2 2种不同电压等级的负载。种不同电压等级的负载。发电厂和变电所通常出现三种不同等级的电压，所以三绕组发电厂和变电所通常出现三种不同等级的电压，所以三绕组变压器在电力系统中运用比较广泛。变压器在电力系统中运用比较广泛。每相的高中低压绕组均套于同一铁心柱上。为了绝缘运用合每相的高中低压绕组均套于同一铁心柱上。为了绝缘运用合理，通常把高压绕组放在最外层，中压和低压绕组放在内理，通常

10、把高压绕组放在最外层，中压和低压绕组放在内层。层。额定容量是指容量最大的那个绕组的容量，普通容量的百分额定容量是指容量最大的那个绕组的容量，普通容量的百分比按高中低压绕组有三种方式比按高中低压绕组有三种方式100/100/50100/100/50、100/50/100100/50/100、100/100/100100/100/100。 第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 根本分析方法和思绪根本分析方法和思绪1 1223 300N IN IN IF磁动势平衡：磁

11、动势平衡：主磁通感应电动势可表示为：主磁通感应电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：111122223333sssEjI XEjI XEjI X 、 、 010203EEE 、 、第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 2122131331ssEjI XEjI X 、 1211232332ssEjI XEjI X 、 1311323223ssEjI XEjI X 、 第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 21sE2I12s21221sEjI X 2121,sXM1

12、212112212sssNMN Ni12s2I11223321sE第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 二、特性二、特性3 3个变比：个变比： k12= N1/N2 U1 / U20k12= N1/N2 U1 / U20 k13= N1/N3 U1 / U1 k13= N1/N3 U1 / U1 k23= N2/N3 U20 / U30k23= N2/N3 U20 / U30负载运转时假设不计空载电流负载运转时假设不计空载电流 I0 I0 ，那么变压器的磁势平衡方程为那么变压器的磁势平衡方程为 I1N1+I2N2+I3N3=0I1N1+I2N2+

13、I3N3=0I1+I2/k12+I3/k13=0I1+I2/k12+I3/k13=0I1+I2+I3=0I1+I2+I3=0第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 简化等效电路中的简化等效电路中的 Z1=R1+jX1 Z1=R1+jX1 为一次侧的阻抗，为一次侧的阻抗，Z2Z2=R2=R2+jX2+jX2为二次侧折算到一次侧的阻抗；为二次侧折算到一次侧的阻抗；Z3Z3=R3=R3+jX3+jX3为三次侧折算到一次侧的阻抗，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实验求得。六个参数可以根据稳态短路实验求得。 绕组绕组1 1加电压，绕组加电

14、压，绕组2 2短路，绕组短路，绕组3 3开路开路 Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2) + j(X1+X2) Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2) + j(X1+X2) 绕组绕组1 1加电压，绕组加电压，绕组3 3短路，绕组短路，绕组2 2开路开路 Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3)+j(X1+X3) Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3)+j(X1+X3) 绕组绕组2 2加电压，绕组加电压，绕组3 3短路，绕组短路，绕组1 1开路开路 Zk23=Rk23+jXk23=(R2+R3)+j(X2+X3) Zk23=Rk23+jXk23=(R2+R3)+

15、j(X2+X3)第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23)R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23) X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23) X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23) R2=1/2(Rk12+Rk23-Rk13)R2=1/2(Rk12+Rk23-Rk13) X2=1/2 (Xk12+Xk23-Xk13) X2=1/2 (Xk12+Xk23-Xk13) R3=1/2(Rk13+Rk23-Rk12)R3=1/2(Rk13+Rk23-Rk12) X3=1/2(Xk13+Xk23-X

16、k12) X3=1/2(Xk13+Xk23-Xk12) 知道参数后就可以根据等效电路计算特性了。知道参数后就可以根据等效电路计算特性了。第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 122211UUI ZI Z +133311UUI ZI Z +1U/2U/3U1jX1R/2R/2jX/3jX/3R1I/2I/3I三绕组变压器等效电路三绕组变压器等效电路第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 111222333ZRjXZRjXZRjX111231231XXXXX+-222312312XXXXX+-333122

17、331XXXXX+-留意：等效电路的电抗是等效电抗，不是各绕留意：等效电路的电抗是等效电抗，不是各绕组本身的漏抗，它们综合反映自漏抗与互漏抗组本身的漏抗，它们综合反映自漏抗与互漏抗的影响。磁路主要经空气闭合，等效电抗为常的影响。磁路主要经空气闭合，等效电抗为常数。数。第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 8-38-3 互感器互感器互感器属丈量安装，按变压器原理任务。互感器属丈量安装，按变压器原理任务。电力系统中的大电流、高电压有时无法直接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丈量，必需经用普通的电流表和电压表来丈量，必需经

18、过互感器将待测电量按比例减小后丈量。过互感器将待测电量按比例减小后丈量。互感器具有互感器具有2 2种作用：将高电量转换为能用普种作用：将高电量转换为能用普通规范仪表丈量的电量通规范仪表丈量的电量1A/5A/100V/500V;1A/5A/100V/500V;将仪表与高压电路隔离，保证仪表及人身将仪表与高压电路隔离，保证仪表及人身平安。平安。 第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 一、电流互感器一、电流互感器 一次侧只需一次侧只需1 1到几匝，导到几匝，导线截面积大，串入被测电线截面积大，串入被测电路。二次侧匝数多，导线路。二次侧匝数多，导线细，与

19、阻抗较小的仪表细，与阻抗较小的仪表电流表、功率表的电流电流表、功率表的电流线圈构成闭路。线圈构成闭路。 电流互感器的运转情况相电流互感器的运转情况相当于二次侧短路的变压器，当于二次侧短路的变压器，普通选择很低的磁密普通选择很低的磁密(0.08-0.1)T(0.08-0.1)T，并忽略励，并忽略励磁电流，那么磁电流，那么I1/I2=N2/N1=kI1/I2=N2/N1=k 。第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 励磁电流是误差的主要根源。励磁电流是误差的主要根源。 0.2/0.5/1 / 30.2/0.5/1 / 3，1 1表示变比误差不超越表示变

20、比误差不超越1%1%。 本卷须知：本卷须知： 副边绕组必需可靠接地，以防止由于绝缘损坏后，副边绕组必需可靠接地，以防止由于绝缘损坏后，原边高电压传入危及人身平安。原边高电压传入危及人身平安。 副边绝对不允许开路。开路时互感器成了空载形副边绝对不允许开路。开路时互感器成了空载形状，磁通高出额定时许多状，磁通高出额定时许多(1.4-1.8T)(1.4-1.8T)，除了产生，除了产生大量铁耗损坏互感器外，还在副边绕组感应出危大量铁耗损坏互感器外，还在副边绕组感应出危险的高压，危及人身平安。险的高压，危及人身平安。第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三绕组变压器、自耦变压器、互感器 二

21、、电压互感器二、电压互感器电压互感器的运转情况相当电压互感器的运转情况相当于二次侧开路的变压器，于二次侧开路的变压器，其负载为阻抗较大的丈量其负载为阻抗较大的丈量仪表。仪表。副边电流产生的压降和励磁副边电流产生的压降和励磁电流的存在是电压互感器电流的存在是电压互感器误差之源。误差之源。电压互感器副边不能接过多电压互感器副边不能接过多的负载；且要求铁心不饱的负载；且要求铁心不饱和和(0.6-0.8T)(0.6-0.8T)。本卷须知：本卷须知： 副边绕组连同铁副边绕组连同铁心必需可靠接地。心必需可靠接地。副边绝对不允许短路。副边绝对不允许短路。第第 8 8 章章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器三

22、绕组变压器、自耦变压器、互感器 三相分裂绕组变压器 分裂变压器是多绕组变压器中的一种特殊方式，和普分裂变压器是多绕组变压器中的一种特殊方式，和普通多绕组变压器不同点在于：它的低压绕组中有一个或几通多绕组变压器不同点在于：它的低压绕组中有一个或几个绕组分裂成额定容量相等的几个支路，这几个支路没有个绕组分裂成额定容量相等的几个支路，这几个支路没有电气上的联络，而仅有较弱的磁的联络。在电力系统中，电气上的联络，而仅有较弱的磁的联络。在电力系统中，用得比较多的是双绕组双分裂变压器，它有一个高压绕组用得比较多的是双绕组双分裂变压器，它有一个高压绕组和两个分裂的低压绕组，分裂绕组的额定电压和额定容量和两个分裂的低压绕组，分裂绕组的额定电压和额定容量一样，它们的总容量等于变压器的总容量。一样，它们的总容量等于变压器的总容量。 低压线圈分裂后，可以大大地添加高压线圈与低压线低压线圈分裂后，可以大大地添加高压线圈与低压线圈各分裂部分之间，以及低压线圈分裂后的各部分之间的圈各分裂部分之间，以及低压线圈分裂后的各部分之间的短路阻抗值，这对限制网络的短路电流，节省建立投资与短路阻抗值，这对限制网络的短路电流，节省建立投资与占地面积有着一定的实践经济意义，因此分