三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器.doc

第 8 章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器8-1 三繞組變壓器 一、結(jié)構(gòu)和用途 三繞組變壓器的每相有3個(gè)繞組，當(dāng)一次繞組接到交流電源后，另外2個(gè)繞組就感應(yīng)出不同的電勢(shì)，這種變壓器用于需要2種不同電壓等級(jí)的負(fù)載。 發(fā)電廠和變電所通常出現(xiàn)三種不同等級(jí)的電壓，所以三繞組變壓器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。 每相的高中低壓繞組均套于同一鐵心柱上。為了絕緣使用合理，通常把高壓繞組放在最外層，中壓和低壓繞組放在內(nèi)層。 額定容量是指容量最大的那個(gè)繞組的容量，一般容量的百分比按高中低壓繞組有三種形式100/100/50、100/50/100、100/100/100。二、特性 3個(gè)變比： k12= N1/N2 U1 / U20k13= N1/N3 U1 / U1 k23= N2/N3 U20 / U30 負(fù)載運(yùn)行時(shí)若不計(jì)空載電流 I0 ，則變壓器的磁勢(shì)平衡方程為 I1N1+I2N2+I3N3=0I1+I2/k12+I3/k13=0I1+I2+I3=0 簡(jiǎn)化等效電路中的 Z1=R1+jX1 為一次側(cè)的阻抗，Z2=R2+jX2為二次側(cè)折算到一次側(cè)的阻抗；Z3=R3+jX3為三次側(cè)折算到一次側(cè)的阻抗，六個(gè)參數(shù)可以根據(jù)穩(wěn)態(tài)短路試驗(yàn)求得。 Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2) + j(X1+X2)Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3)+j(X1+X3)Zk23=Rk23+jXk23=(R2+R3)+j(X2+X3) R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23)X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23) R2=1/2(Rk12+Rk23-Rk13)X2=1/2 (Xk12+Xk23-Xk13)R3=1/2(Rk13+Rk23-Rk12)X3=1/2(Xk13+Xk23-Xk12) 知道參數(shù)后就可以根據(jù)等效電路計(jì)算特性了。 8-2 自耦變壓器 （Autoformer) 一、定義 原、副方繞組有共同部分的變壓器稱(chēng)為自耦變壓器。 二、特點(diǎn) 1、變比 ka= U1/U2=Nab/Nbc 2、磁勢(shì)平衡： I1Nac+(I1+I2)Nbc=I0NabI1(Nab-Nbc)+(I1+I2)Nbc=I0NabI1Nac+IcbNbc=0IacNac=-IcbNbcI1Nab+I2Nbc=0I1/I2= -Nab / Nac= -1 / ka也就是在忽略激磁電流后一個(gè)繞組本身的兩段存在著磁勢(shì)平衡。3、易制成調(diào)壓器三、傳導(dǎo)容量和電磁容量Sac=UacIac= (U1-U2)I1=U1I1(1-1/ka)=SaN(1-1/ka)Scb=UcbIcb= (I1+I2)U2=U2I2(1-1/ka)=SaN(1-1/ka)可見(jiàn)兩段繞組的容量均只有變壓器容量 (1-1/ka)倍。自耦變壓器不僅可以省去一個(gè)繞組，而且其繞組容量要比相應(yīng)的雙繞組變壓器小，這樣就減少鐵、銅等材料，縮小尺寸。(1-1/ka)越小則省材越多，所以適合于ka接近于1的情況。I2=I1+Ibc 此式由相量式轉(zhuǎn)換為代數(shù)式是成立的S2=U2I2=U2I1(傳導(dǎo)容量) + U2Ibc (電磁容量)各占百分比： Scd/S2 = I1/I2 = 1/kaSdc/S2=1-Scd/S2=1-1/ka8-3 互感器 概 述 互感器屬測(cè)量裝置，按變壓器原理工作。 電力系統(tǒng)中的大電流、高電壓有時(shí)無(wú)法直接用普通的電流表和電壓表來(lái)測(cè)量，必須通過(guò)互感器將待測(cè)電量按比例減小后測(cè)量。 互感器具有2種作用：將高電量轉(zhuǎn)換為能用普通標(biāo)準(zhǔn)儀表測(cè)量的電量1A/5A/100V/500V;將儀表與高壓電路隔離，保證儀表及人身安全。 一、電流互感器 一次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測(cè)電路。二次側(cè)匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗較小的儀表（電流表、功率表的電流線圈）構(gòu)成閉路。 電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于二次側(cè)短路的變壓器，一般選擇很低的磁密(0.08-0.1)T，并忽略勵(lì)磁電流，則 I1/I2=N2/N1=k 。 勵(lì)磁電流是誤差的主要根源。0.2/0.5/1 / 3，1表示變比誤差不超過(guò)1%。 注意事項(xiàng)： 副邊繞組必須可靠接地，以防止由于絕緣損壞后，原邊高電壓傳入危及人身安全。 副邊絕對(duì)不容許開(kāi)路。開(kāi)路時(shí)互感器成了空載狀態(tài)，磁通高出額定時(shí)許多(1.4-1.8T)，除了產(chǎn)生大量鐵耗損壞互感器外，還在副邊繞組感應(yīng)出危險(xiǎn)的高壓，危及人身安全。二、電壓互感器 電壓互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于二次側(cè)開(kāi)路的變壓器，其負(fù)載為阻抗較大的測(cè)量?jī)x表。