2009_13电机学-三绕组变压器自耦变压器互感器01.pdf

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1、三绕组变压器、自耦变压器和互感器§4-1三绕组变压器¾什么是三绕组变压器在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两个原绕组一个副绕组。具有U/U/U三种电压的变压器叫123三绕组变压器。三绕组变压器一般采用同心式绕组，铁心为心式结构。每个铁心柱上都套着高压、中压和低压三个绕组，为了绝缘方便，高压绕组放在最外边。对于降压变压器，中压绕组放在中间，低压绕组靠近铁心柱。对于升压变压器，为了使磁场分布均匀，漏电抗分配合理，以保证较好的电压调整率、提高运行性能，将中压绕组放在靠近铁心柱，低压绕组放在中间。123321132231(a)降压布置(b)升压布置图4-1三绕组变压器绕组的布

2、置1-高压绕组；2-中压绕组；3-低压绕组¾三绕组变压器的分类和用途单相三绕组变压器分类：{三相三绕组变压器用途：1）变电站中利用三绕组变压器由两个系统向一个负载供电，如图所示。2）发电厂利用三绕组变压器将发出的电能采用两种电压输送到不同的电网，如图所示。U2U1110kV121kVU3330kVU1～10.5kVU220kV242kV2U3(a)(b)图4-2三绕组变压器的用途¾三绕组变压器的容量和标准联结组容量：在三绕组变压器中，由于两个副绕组一般不同时达到满载，根据供电实际需要，三个绕组的容量可以设计成不相等。这时，三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容量最大的一个绕组

3、的容量。为了使产品标准化起见，一般三个绕组的容量配合有下列三种，供使用单位选择。高压中压低压SSSNNNS0.5SSNNNSS0.5SNNN¾三绕组变压器的容量和标准联结组注意：由于三绕组变压器各绕组的额定容量可能不相等，用标幺值计算时，各绕组必须采用相同的容量基值。标准联结组：根据国家标准规定。三相三绕组电力变压器的标准联结组有YN,yn0,d11和YN,yn0,y0。单相三绕组变压器的标准联结组为I,I0,I0。¾三绕组变压器的基本方程式、等效电路、运行性能推导、分析方法与双绕组变压器类似，不予详细介绍。§4-2自耦变压器¾自耦变压器的结构特点普通变压器的特点：原、副绕组

4、之间只有磁的联系而没有电路上的联系。自耦变压器的特点：原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。设有一台双绕组变压器，原、副绕组匝数分别为w和w，额12定电压为U和U，额定电流为I和I,其变比为1N2N1N2NWU11Nk=≈WU22N如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边，而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗Z，便演L变成了一台降压自耦变压器。如图所示。I&=I&1a1AI&U&E&w12aa11U&1aE&I&w2&=&ZL22UU2a2XxI&1aAU&E&1

5、1I&2aaU&1aE&2I&2U&ZL2aXx公共绕组：从绕组的作用看，绕组ax供高、低压两侧共用，叫做公共绕组。串联绕组：绕组Aa则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕组。自耦变压器可作为降压变压器，也可作为升压变压器，而且也有单相和三相之分。E+EW+W1212自耦变压器的变比为：k===k+1aEW22W1式中：k=为双绕组变压器的变比。W2¾自耦变压器的基本方程式和等效电路°基本方程式1）电流关系：按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁动势F&m应等于串联绕组的磁动势I&1aW1与公共绕组的磁动势I&2W2之和。考虑到激磁电流是由电源供给的，它流经的匝数为（W1+W

6、2），所以F&=I&W+I&W=I&(W+W)m1a122m12¾自耦变压器的基本方程式和等效电路由节点a可列出电流方程I&+I&=I&1a2a2将上式代入磁动势方程式I&W+(I&+I&)W=I&(W+W)1a11a2a2m12I&(W+W)+I&W=I&()W+W1a122a2m12整理WI&+2I&=I&1a2amW+W12I&+I&′=I&1a2amW1I&′=2I&=I&2a2a2a自耦变压器副边电流的归算值W+Wk12aI&+I&′=0若忽略I&，1a2amI&I&=−I&′=−2a1a2akaI&=I&+I&=I&+(−kI&)=I&(1−k)21a2a1aa1

7、a1aaI&⎛1⎞=−2a+I&=I&⎜1−⎟2a2a⎜⎟kka⎝a⎠¾自耦变压器的基本方程式和等效电路°基本方程式2）电压关系：副边回路电压方程式⎛1⎞U&=E&−I&Z=E&−⎜1−⎟I&Z2a22ax2⎜⎟2aaxk⎝a⎠式中Zax为未经归算的ax部分绕组漏阻抗若变压器副边接负载阻抗Z,则U&=I&ZL2a2aL若归算到原边，则U&′=I&′Z′Z′=k2Z2a2aLLaL¾自耦变压器的基本方程式和等效电路2）电压关系：原边回路电压方程式为U&=−(E&+E&)+I&Z+I&Z1a121aAa2a