电机学 教学课件 作者 曾成碧 赵莉华 ch5.ppt

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1、第五章三绕组变压器和其它用途变压器1第一节三绕组变压器三绕组变压器有高压、中压和低压三个绕组，可以有三种等级的电压。三绕组变压器主要用于电力系统中，将三个不同电压等级的电网连接起来，代替两台双绕组变压器，运行更加经济。一、结构特点三绕组变压器的铁心一般为心式结构，每个心柱上同心排列三个绕组。从绝缘上考虑，通常将高压绕组放在最外层。如果低压绕组处于高压和中压绕组之间，中压绕组在最里层，为升压变压器；如果中压绕组处于高压和低压绕组之间，低压绕组在最里层，为降压绕组。三绕组变压器运行时，可将其中的一个绕组接电源，则另外两个绕组有两个等级的电压输出；也可以将两个绕组接

2、电源，向第三个绕组供电，提高供电可靠性。2二、容量与联结组双绕组变压器的一、二次绕组容量相等，三绕组变压器根据供电需要，三个绕组的容量可以不相等。其额定容量指三个绕组中容量最大的一个绕组的额定容量。如果将额定容量作为100％，三个绕组的容量配合可以为100/100/100、100/100/50、100/50/100。三相三绕组变压器的联结组有YN、yn0，d11（）和YN、yn0，y0（）两种，前者更为常用。3三、工作原理当三绕组变压器的一次绕组接到电源上，二次和三次绕组开路时，为空载运行状态。空载时，其与双绕组变压器没有什么区别，只是有三个变比，分别为：、、

3、、、和分别为三个绕组的匝数和额定电压。4分析三绕组变压器时，由于三个绕组互相耦合，不再使用双绕组变压器分析时的主磁通和漏磁通的概念。因为，双绕组变压器中，漏磁通的概念十分明确，即只交链本绕组，不与其它绕组交链的磁通。而三绕组变压器中，不与一次绕组交链的磁通，可能除了与本绕组交链外，还与另外一个二次绕组交链，漏磁通的概念不明确，所以，三绕组变压器分析和讨论时利用各绕组的自感和互感的概念。三绕组变压器负载运行时，磁势平衡方程为：如果忽略励磁电流，上式可表示为：把绕组2与绕组3折算到绕组1，有：分别为绕组2和绕组3折算到绕组1的电流。56第二节自耦变压器所谓自耦变压

4、器，是一次和二次共用同一个绕组的变压器，其与双绕组变压器的主要差别在于：自耦变压器的一次和二次之间不仅有磁的耦合，还有电的联系。、结构特点7二、基本方程式高压侧电势平衡方程为：低压侧电势平衡方程为：类似于双绕组变压器，定义自耦变压器变比为：忽略变压器空载电流，有磁势平衡方程：也可表示为8公共绕组ax中的电流为：自耦变压器的输出电流由两部分组成，其中串联绕组的电流是由于高、低压绕组之间有电的联系，从高压侧直接流入低压侧的，公共绕组流过的电流是通过电磁感应作用传递到低压侧的。9三、容量关系自耦变压器的额定容量（也称为铭牌容量）和绕组容量（又称为电磁容量）不相等，额

5、定容量，指的是自耦变压器总的输入或输出容量，为：电磁容量指的是绕组电压与电流的乘积。对于双绕组变压器，变压器的容量就是绕组容量。但自耦变压器，绕组容量与变压器容量不同，前者比后者小。串联绕组Aa的电磁容量为：公共绕组ax的电磁容量为：为效益系数。10结论：公共绕组和串联绕组的绕组容量相等。自耦变压器的额定容量包含两部分：一为绕组容量，它实际上是以串联绕组Aa为一次侧，以公共绕组ax为二次侧的一个双绕组变压器，通过电磁感应作用从一次侧传递到二次测的容量；二是通过电路上的联结，从一次侧直接传递到二次侧的容量，称为传导容量。传导容量不需要利用电磁感应来传递，所以自耦

6、变压器的绕组容量小于额定容量。11四、自耦变压器的优、缺点自耦变压器与双绕组变压器比较，具有以下优点：由于自耦变压器绕组容量较额定容量小，双绕组变压器额定容量与绕组容量相等，所以，在额定容量相等的情况下，自耦变压器体积小，重量轻，节省材料，成本较低；自耦变压器有效材料（硅钢片和铜材）消耗减少，铜耗和铁耗减小，效率提高；体积小，可减少变电站占地面积，运输和安装也更加方便。但自耦变压器高、低压回路没有隔离，高压侧故障会直接影响到低压侧，给低压侧的绝缘及安全用电带来一定困难。为了解决这个问题，需要采取一些措施，例如中性点必须可靠接地，一、二次侧都要安装避雷器等。12

7、第三节互感器在高电压、大电流的电力系统中，为了测量线路上的电压和电流，需要采用互感器。互感器是一种用于测量高电压、大电流的变换器。目的是使一次和二次隔离，以保障运行人员的人身安全和测量装置的安全，并可以利用小量程的电压表、电流表来测量高电压、大电流。互感器分为电压互感器和电流互感器两种，这里简单介绍电磁式电压互感器和电流互感器。13、电压互感器电压互感器的一次、二次绕组套在同一个闭合的铁心上，高压绕组直接接到被测的高压线路上，一次绕组匝数多，导线较细；低压绕组接到测量仪表的电压线圈上，匝数少，导线较粗。如果仪表个数不止一个，则各仪表的电压线圈并联接在电压互感器

8、的二次绕组。使用电压互感器时，一定要注