Chap.2-特殊用途变压器

1、CompanyLOGOChap. 2 Chap. 2 特殊用途变压特殊用途变压器器雷廷平雷廷平一、自耦变压器一、自耦变压器二、仪用互感器二、仪用互感器三、三、整流变压器整流变压器四、四、脉冲变压器脉冲变压器32.1.自耦变压器1U11U22U12U2CoilIron coren 结构42.1.自耦变压器n 结构U1NU1U2I1NI12I2NU2NN2N1-N2u1u21、自耦变压器的结构：、自耦变压器的结构：一次侧一次侧、二次侧共用一个绕组二次侧共用一个绕组二次绕组是一次绕组的一部分二次绕组是一次绕组的一部分绕组同心放置绕组同心放置 一次侧一次侧、二次侧绕组有磁的联系二次侧绕组有磁的联系 一

2、次侧一次侧、二次侧绕组二次侧绕组有电的联系有电的联系2、自耦变压器的特点：、自耦变压器的特点：52.1.自耦变压器n 电压、电流、功率降压式自耦变压器？降压式自耦变压器？变比变比K 1AXaxU1U2I1I2N1N2IE1E2U1 E1 = 4.44 f N1 mU2 E2 = 4.44 f N2 mE2E1U2U1 =N2N1=K 1电压62.1.自耦变压器n 电压、电流、功率降压式自耦变压器？降压式自耦变压器？变比变比K 11 1221 mN IN IN I磁动势平衡方程：01 1220N IN I221211N IIINK 1221(1)IIIIK1I2II1 1212N IIKIN 1

3、21(1)IIIK IAXaxU1U2I1I2N1N2IE1E272.1.自耦变压器n 电压、电流、功率K121NNK 2K12II1222211(1)IIIIIIKK 公共公共部分导线面积可以缩小？部分导线面积可以缩小？2IIK=1.252AXaxU1U2I1I2N1N2IE1E282.1.自耦变压器n 电压、电流、功率AXaxU1U2I1I2IE1E21222211(1)IIIIIIKK 2II221211N IIINK 同相反相21III1I2IK1时时I92.1.自耦变压器n 电压、电流、功率传导功率电磁功率22212 1222()SU IUIIU IU ISS1 122 111U I

4、SU ISKK111221()1(1)U KIISU ISKKAXaxU1U2I1I2IE1E2101.靠电磁感应传递的能量占总能量的（1-1/K);2.从电路直接输送的能量占1/K。分析：分析：当当K=1时，能量全部靠时，能量全部靠电路导线传递电路导线传递过来；过来； 当当K=2时时, 和和 各占一半，二次侧从绕组中各占一半，二次侧从绕组中间引出间引出，I = I1，绕组中公共部分的电流没有减，绕组中公共部分的电流没有减少，省铜效果不明显；少，省铜效果不明显； S 2S 2当当K=3时时, = (2/3) S2 , = (1/3)S2 ,电路传输的电路传输的能量少，而靠感应输送的能量多，且能

5、量少，而靠感应输送的能量多，且I = 2I1，公公共部分绕组电流增加了，共部分绕组电流增加了，导线要加粗导线要加粗。S 2S 22.1.自耦变压器n 电压、电流、功率111221()1(1)U KIISU ISKK1 122 111U ISU ISKK11U1 220VU20V自耦变压器调压过程自耦变压器调压过程250V0250VU1U2 220V50V250V0U1U2 220V 110V250V0U2U1 220V 160V250V0U1U2 220V 220V250V02.1.自耦变压器n 调压器12n 优点 省材料、造价低、外形尺寸小、重量轻2.1.自耦变压器 无功损耗、有功损耗小，电

6、压调整率小N2N2N1N 1NNAA1(1)SUIUISKkAkAkAkA1(1)1(1)ZZKrrK13n 缺点 系统故障时短路电流大2.1.自耦变压器 高压边与低压边有电气连接，不安全 变比KA小，升压和降压的幅度小kAkAkAkA1(1)1(1)ZZKrrK14n 用途 一二次侧电压比较接近的场合 电压相近的电力系统2.1.自耦变压器 调压器和起动补偿器 家用小型交流稳压器内的变压器 三相电机自耦减压起动箱内的变压器 铁路电气化15n 运行注意事项 高低压侧有电的联系，为了防止高压侧单相接地故障引起低压侧过电压，应把三相自耦变压器的中性点可靠接地。2.1.自耦变压器 高低压侧有电的联系，

7、高压侧遭受雷击等过电压时，也会传递到低压侧，因此应在两侧都装上避雷针。 应尽量避免突发的短路情况。 220V 30V190V0V220V 220V 30V30V0V220V 接电源前，将手柄转到零位。16p 自耦变压器区别于一般变压器，原、副边电路共用一部分线圈，原、副边电路之间除了有磁的联系之外，还有直接的电的联系。p 在变压器容量相同时，自耦变压器的线圈容量比双线圈变压器小，可节省硅钢片和铜线，且效率高。p 可做成任意调压的自耦调压器，既可用于降压也可用于升压。p 因一、二次侧绕组相通，高压侧的故障会波及低压侧，低压侧要有过电压的保护。p 电源端相线和零线不得接反。 2.1.自耦变压器n

8、特点17在一台容量为在一台容量为15千安伏的自耦变压器中，已知千安伏的自耦变压器中，已知 U1 = 220V，N1 = 500匝。如果要想使输出电压匝。如果要想使输出电压 U2 = 209V，应该在线圈的什么，应该在线圈的什么地方抽出线头？满负载时的地方抽出线头？满负载时的 I1e 和和 I2e 各等于多少安？各等于多少安？解：解： （1）由公式）由公式，可以知道抽头处，可以知道抽头处的圈数应为的圈数应为 （2）自耦变压器的效率很高，可以认为）自耦变压器的效率很高，可以认为输出功率等于输入功率，输出功率等于输入功率，即：即：n 例题2.1.自耦变压器1122UNUN22112095004752

9、20UNNU221 115kVAU IU ISe1e11500068.18A220SIUe2e21500071.77A209SIU18n 例题双绕组变压器容量SN=500kVA，而自耦变压器输出同容量时的绕组容量（设计容量或电磁容量）是多少？（取自耦变压器的变比1.5）2.1.自耦变压器解：自耦变压器的设计容量：N1NA11(1)(1)500166.7kVA1.5SSK19n 例题比较同容量的自耦变压器和双绕组变压器的短路电流双绕组的阻抗Zk=0.05，自耦变压器变比KA=1.52.1.自耦变压器解：自耦变压器的设计容量：kAkA11(1)(1)0.050.01651.5ZZKkAkA1160

10、.60.0165IZkk11200.05IZ自耦变压器：双绕组变压器：20n 目的 扩大常规仪表的量程； 将被测回路的高电压、大电流变换为标准值，利于用标准化和小型化的仪表； 使测量回路与被测系统隔离，以保障工作人员和测试设备安全； 使二次侧的设备绝缘水平按低压设计，降低成本； 由互感器直接带动继电器线圈，为各类继电保护提供控制信号，也可以经过整流变换成直流电压，为控制系统或微机控制系统提供控制信号。2.2.仪用互感器21n 分类和标准2.2.仪用互感器 电压互感器，其次级侧额定电压都统一设计成100V； 电流互感器次级侧额定电流都统一设计成5A或1A。 主要性能指标是测量精度，要求转换值与被

11、测量值之间有良好的线性关系。 电压互感器规定了0.2、0.5、l.0、3.0等四个标准等级 电流互感器分为0.2、0.5、l.0、3.0和10.0 五个标准等级分类：电流互感器和电压互感器22n 电流互感器2.2.仪用互感器23n 电流互感器2.2.仪用互感器p 作用：把被测的大电流通入电流互感器的原边，变换成副边的小电流，送到电流表或控制回路。Ai1i2p 结构特点：原边绕组匝数少、截面大，串入被测回路；副边匝数多、截面小，串接仪表。大电流大电流小电流小电流低压低压高压高压匝数少匝数少匝数多匝数多短路工作状态24n 电流互感器2.2.仪用互感器p 一二次侧的电流之比称为电流互感器的额定电流比

12、，Ki1N22N1iINKIN二次侧不允许开路1 1221 mN IN IN I0m1IIm2E 01212NIIN相位数值误差25n 电流互感器2.2.仪用互感器n 减小误差的措施n 使一次侧实际电流接近额定电流n 当一次侧电流较小时，应该增加一次侧线圈匝数n 减小磁阻n 减小二次回路的负载阻抗n 减小二次侧的匝数26n 电流互感器2.2.仪用互感器Ai1i2接地接地27n 电压互感器2.2.仪用互感器绝缘套管绝缘套管电度表箱电度表箱高压进线柱高压进线柱吸湿器吸湿器高压出线柱高压出线柱铭牌铭牌油箱油箱28n 电压互感器2.2.仪用互感器VU1U2p 结构特点：原边绕组匝数多、截面小，并联接入

13、被测回路；副边匝数少、截面大，串接线圈阻抗大的电压仪表。p 作用：把被测的大电压通入电压互感器的原边，变换成副边的小电压，送到电压表或控制回路。高压高压低压低压29n 电压互感器2.2.仪用互感器1N12N2UNUNp 允许在额定容量下长期工作，不允许超过最大容量p 运行时不能短路。二次侧短路运行时，二次侧线圈的阻抗大大减小，出现很大的短路电流，使线圈发热。一般二次侧用熔断器p 电压互感器要接地p 一次绕组接地引出端子p 互感器外壳p 二次回路必须且只能一点接地112u22NUUK UN30u变比误差：指U2与U1的代数差值。负载的大小与所接仪表的数量有关，电压互感器本身有励磁电流和漏阻抗压降存在。这时，U2U1，出现变比误差。u相角误差：U2与U1不同相，相角误差表