第6章特殊变压器

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1、第6章特殊变压器[内容]本章介绍电力系统中常用的几种特殊变压器，包括三绕组变压器、自耦变压器、分裂变压器及电压、电流互感器。重点介绍它们的用途、结构特点及性能特点。[要求]●掌握三绕组变压器的用途、结构特点、三绕组的容量配合及参数测定方法。●掌握自耦变压器的用途、结构特点、一、二次侧的容量关系及优缺点。●掌握分裂变压器的用途、结构特点、运行方式、特殊参数及主要优点。●掌握电压互感器和电流互感器的用途、工作原理、产生误差的原因及使用注意事项。*6.1三绕组变压器三绕组变压器的每一相都有三个绕组，分别是高压绕组、中压绕组和低压绕组。在发电厂和变电所中，常需要把三个

2、不同电压等级的输电系统连接起来，为了经济起见，此时可不用两台双绕组变压器，而采用一台三绕组变压器来实现。例如，采用三绕组变压器，将两台发电机分别接到三绕组变压器的两个低压绕组，电能则从高压绕组传送给电网；有时由于输电距离的不同，发电厂发出的电能需要由两种不同的电压等级输出，这时也可用一台三绕组变压器来实现。下面对三绕组变压器的主要特点进行介绍。一、结构与联结组别(a)升压变压器(b)降压变压器图6.1.1三绕组变压器的绕组排列图三绕组变压器的铁心一般为心式结构，每个铁心柱上套装高、中、低压三个同心绕组。三个绕组的排列位置既要考虑绝缘方便，又要考虑功率的传递方向

3、。从绝缘上考虑，高压绕组不宜靠近铁心，因而总是放在最外层。从功率传递方向考虑，相互间传递功率较多的绕组应靠得近些。如发电厂里的升压变压器，是把发电机发出的低压功率传递到高压和中压电网，因此把低压绕组放在中间层，中压绕组放在内层，如图6.1.1（a）所示。而变电站里的降压变压器，多是把高压电网的功率传递到中压和低压电网，因此把中压绕组放在中间层，把低压绕组放在内层，如图6.1.1（b）所示。国家标准规定，三相三绕组变压器的标准联结组别有两种，分别是YN,yn0,d11和YN,yn0,y0。141二、额定容量与容量配合在双绕组变压器中，额定容量既是一次绕组的容量，

4、也是二次绕组的容量，即一、二次绕组的容量是相等的。而在三绕组变压器中，三个绕组的容量可能相等，也可能不等，其中把最大的绕组容量定义为三绕组变压器的额定容量。表6.1.1三绕组额定容量配合关系高压绕组中压绕组低压绕组1001001001005010010010050国家标准规定，三绕组变压器三个绕组之间的容量配合有三种情况，如表6.1.1所示。表中用数字100表示变压器的额定容量，50表示额定容量的50%。因此，第一种配合说明三个绕组的容量均为额定容量，这种配合主要用于升压变压器；第二种配合说明高、低压绕组的容量为额定容量，中压绕组容量为额定容量的50%；第三种

5、配合说明高、中压绕组的容量为额定容量，低压绕组容量为额定容量的50%。应当注意，这三种配合是指三个绕组额定容量之间的关系，并不是实际运行时的功率传输关系。实际运行时，一个绕组的输入功率等于两个绕组的输出功率之和，或两个绕组的输入功率之和等于一个绕组的输出功率。在实际应用中，选择哪种容量配合的三绕组变压器，要根据各绕组负载大小决定。例如，当中压侧负载为额定容量的80%，低压侧负载为额定容量的40%时，应选择表6.1.1中的第三种配合。三、变比与磁通图6.1.2三绕组变压器原理示意图设三绕组变压器的高压绕组1接电源，中压绕组2和低压绕组3接负载，其原理示意图如图6

6、.1.2所示。三绕组变压器有三个变比，分别为高、中压绕组变比；高、低压绕组变比；中、低压绕组变比。即（6.1.1）141三绕组变压器的磁通也可以分为主磁通和漏磁通。主磁通是指与三个绕组同时交链的磁通，由三个绕组磁动势共同建立，经铁心磁路闭合，相应的励磁阻抗随铁心饱和程度而变化。漏磁通是指只交链一个或两个绕组的磁通，前者叫自漏磁通，后者叫互漏磁通。自漏磁通由一个绕组本身的磁动势产生，互漏磁通由它所交链的两个绕组的合成磁动势产生。漏磁通主要通过空气或油而闭合，相应的漏抗为常值。主磁通和漏磁通在三个绕组中分别产生主电动势和漏电动势，其中漏电动势以漏抗压降来处理。四、

7、磁动势平衡方程式与等效电路三绕组变压器负载运行时的磁动势平衡方程式为（6.1.2）当把中压绕组2和低压绕组3折算到高压绕组1后，可得（6.1.3）式中，，为中压绕组2的电流折算值；为低压绕组3的电流折算值。由于空载电流很小，可忽略不计，则（6.1.4）或（6.1.5）图6.1.3三绕组变压器的等效电路将中、低压绕组折算到高压绕组后，可得到三绕组变压器的等效电路，如图6.1.3所示，若忽略励磁电流（励磁支路开路），可得到简化等效电路。需要注意的是：三绕组变压器等效电路中的、、是等效漏电抗，它与自漏磁通和互漏磁通相对应。而双绕组变压器等效电路中的、是漏电抗，它只与

8、自漏磁通相对应。式（6.1.5）表明，