第六章三繞組變壓器和其它用途的變壓器

1、1 重點(diǎn)：三繞組變壓器、自耦變壓器重點(diǎn)：三繞組變壓器、自耦變壓器和儀用互感器的特點(diǎn)和適用范圍和儀用互感器的特點(diǎn)和適用范圍23413 22313 21231YY升壓升壓降壓降壓1 高壓高壓 2 中壓中壓 3 低壓低壓567v(1) 磁通分布磁通分布v主磁通：主磁通： 與三個繞組與三個繞組同時鉸鏈同時鉸鏈v 漏磁通：只鉸鏈一個漏磁通：只鉸鏈一個或兩個繞組的磁通，前者或兩個繞組的磁通，前者稱自漏，后者為互漏，稱自漏，后者為互漏，v 為自漏磁通，為自漏磁通， v 為互漏磁通。為互漏磁通。332211,312312,8v磁通分布磁通分布 v主磁通由三個繞組的合主磁通由三個繞組的合成磁勢共同建立。經(jīng)鐵成磁

2、勢共同建立。經(jīng)鐵心磁路閉合，激磁阻抗心磁路閉合，激磁阻抗隨鐵心飽和程度而變化。隨鐵心飽和程度而變化。 v自漏磁通由一個繞組的自漏磁通由一個繞組的磁勢所產(chǎn)生，互漏磁通磁勢所產(chǎn)生，互漏磁通由兩個繞組的磁勢產(chǎn)生，由兩個繞組的磁勢產(chǎn)生，它們主要通過空氣和油它們主要通過空氣和油閉合，相應(yīng)的漏抗為常閉合，相應(yīng)的漏抗為常數(shù)。數(shù)。9 321FFFFm空載空載mmIWF 1負(fù)載負(fù)載: 332211IWIWIWFm 1I 1U 2I 3I 2U 3UZL2ZL311 22 33 12 23 13 10即：即：3322111WIWIWIWIm ：激磁電流（空載時），：激磁電流（空載時）， 很小，忽略不計很小，忽略不

3、計mI mI 則：則：01331221 WWIWWII 32II、 32II、為折至原邊的量為折至原邊的量0321 III1221222KIWWII 1331333KIWWII 11設(shè)設(shè) 為繞組為繞組1、2、3的電阻的電阻為為 繞組繞組1、2、3的自電感的自電感( ， ） 為為 繞組間互電感。繞組間互電感。 321,RRR321,LLLLWL 21212112 WWM322331132112,MMMMMM 1I 1U 2I 3I 2U 3UZL2ZL311 22 33 12 23 13 12且：自電感及互電感與各繞組的全部且：自電感及互電感與各繞組的全部 對應(yīng)，例如：對應(yīng)，例如：L1對應(yīng)磁通為

4、對應(yīng)磁通為:1312111, M12對應(yīng)磁通為對應(yīng)磁通為:121 電勢方程電勢方程:)(ILjIMjIMjRIUIMjILjIMjRIUIMjIMjILjRIU1332321313333232212122231321211111 1I 1U 2I 3I 2U 3UZL2ZL311 22 33 12 23 13 13將繞組將繞組2、3均折算至繞組均折算至繞組12122 UkU3133 UkU;1222kII ;1333kII ;22122RkR ;32133RkR 又又 222WL 222WL 221222222LkL)WW(L 233WL 233WL 32133LkL ,WWM212112 1

5、22112 WWM21121212MMkM 31131313MMkM ,WWM233223 ,WWM233223 3223131223MMkkM 代入以上關(guān)系，則（代入以上關(guān)系，則（1）式）式折算為：折算為：14IMjIMjILjRIUIMjIMjILjRIUIMjIMjILjRIU232131333333231212222231321211111 333232131333233222121222133122111111XIjXIjXIjRIUXIjXIjXIjRIUXIjXIjXIjRIU)3()2()1( (1)-(2)；(1)-(3);并代入并代入0321 III則有：則有：)XXXX(

6、 jRI)XXXX( jRI)U(U)XXXX( jRI)XXXX( jRI)U(U1223133333231312111131132312222223131211112115)XXXX( jRI)XXXX( jRI)U(U)XXXX( jRI)XXXX( jRI)U(U12231333332313121111311323122222231312111121）（令令4312231333213231222123131211 XXXXXXXXXXXXXXX則有：則有： 331133311131221122211121)( )() ()( )() (ZIZIjXRIjXRIUUZIZIjXRIjXR

7、IUU321,XXX16 331133311131221122211121)( )() ()( )() (ZIZIjXRIjXRIUUZIZIjXRIjXRIUU根據(jù)方程式畫出等效電路圖根據(jù)方程式畫出等效電路圖R1 X 1I 1U 2I 3I 3U 2U2X2R3R3X0321 III17三、等效參數(shù)的測定三、等效參數(shù)的測定由由(4)式得：式得：121322121121)()(kXXXXXXX 1312111, 121 、131333131131)()(kXXXXXXX 232333232232)()(kXXXXXXX （1）外施電壓于繞組）外施電壓于繞組1，繞組，繞組2短路，短路，3開路。測

8、開路。測121212,PIU及及123Z1 2Z3Z182112RRRk 2121212IPRk 121212IUZk 2112XXXk 21221212kkkRZX （2）加電壓于）加電壓于1，2開路，開路，3短路測短路測131313,PIU 1313kkXR（折至繞組（折至繞組1）3113RRRk 3113XXXk 123Z1 2Z3Z19（3）加電壓于）加電壓于2，3開路，開路，1開路測開路測131313,PIU 2323kkXR（折至繞組（折至繞組1）322323212RRRRKkk 322323212XXXXKkk 123Z1 2Z3Z20三繞組變壓器短路實(shí)驗(yàn)測參數(shù)三繞組變壓器短路實(shí)

9、驗(yàn)測參數(shù)21聯(lián)立求解：聯(lián)立求解：22313121kkkRRRR 21323122kkkRRRR 21223133kkkRRRR 22313121XXXXkk 21323122kkkXXXX 21223133kkkXXXX 四、三繞組變壓器的電壓變化率及效率四、三繞組變壓器的電壓變化率及效率1 331131221121) () (ZIZIUUZIZIUU220321 III代入上式代入上式)1()( ) ()( ) (31312312121321 ZZIZIUUZZIZIUU由由(1)式可見，第二繞組端電壓不僅決定式可見，第二繞組端電壓不僅決定 與與 。還受。還受 及及 的影響。的影響。2 I2

10、Z3 I1Z：影響電抗。：影響電抗。1Z23三繞組電壓變化率：三繞組電壓變化率：%10012112 NNUUUU%10013113 NNUUUU2%10011321 cuFecuFePPPPPPPP 1111cos ImUP2222cos ImUP)(323222121RIRIRImPcu 3333cos ImUP24在用標(biāo)么值計算時，由于各繞組不同，應(yīng)進(jìn)行容量折算。在用標(biāo)么值計算時，由于各繞組不同，應(yīng)進(jìn)行容量折算。通常以高壓繞組的額定容量作為通常以高壓繞組的額定容量作為容量基值容量基值。例，設(shè)繞組例，設(shè)繞組1為高壓繞組。為高壓繞組。NNbUSI 1113NbUU 11bbbIUZ111 NN

11、bUSI 2123NbUU 22bbbIUZ222 NNbUSI 3133NbUU 33bbbIUZ333 AXa1UI1I2I2U26AX W1W2a xFaUU11 aI1 1 E2 E aI2 2UaUU11 1 E2 EW1W2 22IIa 22UUaZL Ia xAX 11IIa1 1）可以看成為原，）可以看成為原，副邊匝數(shù)為副邊匝數(shù)為W1及及W2的雙繞組變壓的雙繞組變壓器改裝而成器改裝而成。以以W1 + + W2作為原邊，以作為原邊，以W2作副邊。作副邊。27原邊電壓方程：原邊電壓方程：211211ZIZIEEU 副邊電壓方程：副邊電壓方程：222ZIEU 電流關(guān)系：電流關(guān)系： I

12、II21磁勢方程：磁勢方程： 2102110WWIWIWIF 0I: :空載電流空載電流mZIEE021 AX xaUU11 1 E2 EW1W2 22IIa 22UUaZL Ia 11IIa28自藕變壓器變比：自藕變壓器變比：KWWWKa 1221 21022111WWIWIIWI 將將 代入代入021221 IWWWIIaKII 22 021III222ZIKEKUKaaa aKEEE 221副邊電壓方程：副邊電壓方程：222ZIEU 221222ZIKEEUUKUaa AX xaUU11 1 E2 EW1W2 22IIa 22UUaZL Ia 11IIa III21 210211WWIW

13、IWI 29 1221IIKIIIa2212ZIKEEUa 211211ZIZIEEU 222112111ZKKIZKZIUUaaa mZIEE021 021III 2021122111ZKZIZKZIZIKEEUamaa 0112211IKKIIIKIIIaaa11222ZIKZIKaa 1122ZIZIKa 30 1I 1U 0I 2I 2U2ZKZam 2021111ZKZIZKZIUama 211ZKZa 222112111ZKKIZKZIUUaaa 21ZKKaa 021III31近似等效（近似等效（ ）電路）電路 1I 1U 0I 2I 2U簡化簡化 21II 1U 2U 2211

14、ZKZa 2ZKZam 1I 1U 0I 2I 2U2ZKZam 211ZKZa 21ZKKaa 2211ZKZa 321 1）自藕變壓器短路阻抗：）自藕變壓器短路阻抗： kakaZZKZZKZZ 2212211aNaNkaNaNkKaUIZIUZZ1111* NNKKIUZZ11* aANNKKaKWWWUUZZ11*21111* *11KaKaZKZ *1KKaaZZK 因?yàn)橐驗(yàn)樽耘鹤儔浩麟妷鹤兓市?，短路電流大。自藕變壓器電壓變化率小，短路電流大。KWWWKa 1221AX xaUU11 1 E2 EW1W2 22IIa 22UUaZL Ia 11IIa331 1）定義：額定容量（通過容

15、量）：變壓器總的輸入或輸出）定義：額定容量（通過容量）：變壓器總的輸入或輸出容量。容量。原邊：原邊：NNNIUS111 NNNIUS222 副邊：副邊：NNNSSS 21電磁容量（繞組容量）：電磁容量（繞組容量）：繞組上承擔(dān)容量：繞組上承擔(dān)容量：NNNAaAaIUWWWIUS112111 NxyNNaNNNNaxaxSKIUKIIUIUS 2212211AX xaUU11 1 E2 EW1W2 22IIa 22UUaZL Ia 11IIa34故可見電磁容量故可見電磁容量 通過容量通過容量效益系數(shù)效益系數(shù)111: axyxyKKK原邊容量：原邊容量： 傳傳導(dǎo)導(dǎo)電電磁磁SSIUIUIUUIUSAa

16、Aa 12112111副邊：副邊： 傳傳導(dǎo)導(dǎo)電電磁磁SSIUIUIIUIUS 12212222S S傳導(dǎo)：由電流傳導(dǎo)：由電流I I1 1直接傳遞到副邊的容量。直接傳遞到副邊的容量。AX xaUU11 1 E2 EW1W2 22IIa 22UUaZL Ia 11IIa35分析：分析：1 1、如果變壓器的額定容量相等，自變的、如果變壓器的額定容量相等，自變的S S電磁電磁 S S雙變電磁雙變電磁這樣繞組容量這樣繞組容量 ，材料，材料 ，降低成本。，降低成本。CupFep 重量及尺寸重量及尺寸 2 2Kxy越小越好，越小越好，Ka越接近越接近1 1越好，越好，1 1 Ka 2 236自變的特點(diǎn)自變的

17、特點(diǎn): :（1）S電磁電磁SN，材料材料 ，體積小、銅耗和鐵耗較小、降，體積小、銅耗和鐵耗較小、降低成本，效率高。低成本，效率高。（2 2）*KKaZZ 自藕變壓器電壓變化率小，短路電流大。自藕變壓器電壓變化率小，短路電流大。 2*2*2*2*sincos11sincos KKaKaKaXRKXRu （3 3）原邊加避雷器）原邊加避雷器（4） 1 1 Ka 2 2 ，Ka越接近越接近1 1越好，越好，3738概概 述述 互感器屬測量裝置，按變壓器原理工作?；ジ衅鲗贉y量裝置，按變壓器原理工作。 電力系統(tǒng)中的大電流電力系統(tǒng)中的大電流/高電壓有時無法直接用普通的電流表和電高電壓有時無法直接用普通的電

18、流表和電壓表來測量，必須通過互感器將待測電量按比例減小后測量。壓表來測量，必須通過互感器將待測電量按比例減小后測量。 互感器具有互感器具有2種作用：將高電量轉(zhuǎn)換為能用普通標(biāo)準(zhǔn)儀表測量種作用：將高電量轉(zhuǎn)換為能用普通標(biāo)準(zhǔn)儀表測量的電量的電量1A/5A/100V/500V;將儀表與高壓電路隔離將儀表與高壓電路隔離,保證儀表及人保證儀表及人身安全身安全39副邊看成空載：副邊看成空載：2121201WWEEUU 測出測出U20之后，之后，201kUU V 1U 20U401）漏抗壓降存在，使）漏抗壓降存在，使22011,EUEU 變比誤差變比誤差 另外另外 相位不同相位不同 1U 20,U 相位誤差相位誤差2）V的阻抗實(shí)際上的阻抗實(shí)際上 411）V具有高阻抗，故不能并聯(lián)很多具有高阻抗，故不能并聯(lián)很多V2）降低漏抗及激磁電流。）降低漏抗及激磁電流。1）副邊決不能短路，否則短路）副邊決不能短路，否則短路IK很大。很大。2）副繞組與鐵心必須可靠接地。）副繞組與鐵心必須可靠接地。3）不要有太多）不要有太多V并聯(lián)，以免影響測量精度。并聯(lián)，以免影