電機學 課件 教學 第05章 特種變壓器

2023/9/215.1三繞組變壓器

三繞組變壓器有高壓、中壓和低壓三個繞組，可以有三種等級的電壓。三繞組變壓器主要用于電力系統(tǒng)中，將三個不同電壓等級的電網(wǎng)連接起來，代替兩臺雙繞組變壓器，運行更加經(jīng)濟。第5章特種變壓器2023/9/22低壓繞組中壓繞組為絕緣方便，高壓繞組在最外層一、繞組排列和額定容量2023/9/23高壓繞組100100100中壓繞組10050100低壓繞組50100100表5－1三個繞組容量的配合(百分數(shù))2023/9/24二、三繞組變壓器的基本方程式

2023/9/25三、等效電路和電壓變化率圖5－3三繞組變壓器簡化等效電路2023/9/26四、參數(shù)測定(a)(b)(c)圖5－4三繞組變壓器短路實驗(a)繞組1加電壓，繞組2短路，繞組3開路；(b)繞組1加電壓，繞組3短路，繞組2開路；(c)繞組2加電壓，繞組3短路，繞組1開路2023/9/275.2自耦變壓器

所謂自耦變壓器，是一次和二次共用同一個繞組的變壓器，其與雙繞組變壓器的主要差別在于：自耦變壓器的一次和二次之間不僅有磁的耦合，還有電的聯(lián)系。2023/9/28一、電壓、電流和容量關系1．電壓關系圖5－7降壓自耦變壓器(a)結構示意圖(b)繞組連接圖2023/9/292．電流關系2023/9/2103．容量關系2023/9/211二、短路阻抗和等效電路1．短路阻抗(a)自耦變壓器短路實驗接線圖；(b)圖(a)的等效圖；(c)圖(b)的簡化表示圖2023/9/2122．等效電路圖5－9自耦變壓器簡化等效電路2023/9/213三、自耦變壓器的特點⑴自耦變壓器的計算容量(電磁容量)小于額定容量。為此，與相同容量的雙繞組變壓器相比，自耦變壓器材料少、體積小、造價低、效率高。⑵自耦變壓器短路阻抗標么值比構成它的雙繞組變壓器的短路阻抗標么值小，故短路電流大，突然短路時電動力大，必須加強機械結構。⑶自耦變壓器一、二次側之間有電的直接聯(lián)系，高壓方的過電壓會串入低壓側。因此，其內部絕緣和防過壓的措施都要加強。2023/9/2145.3分裂變壓器一個或幾個繞組分裂成互不聯(lián)系的幾個分支的變壓器稱之為分裂變壓器。分裂變壓器與普通的多繞組變壓器不同在于：它的低壓繞組中，有一個或幾個繞組分裂成額定容量相等的幾個支路，這幾個支路沒有電氣上的聯(lián)系，而僅有較弱的磁的聯(lián)系。2023/9/215一、分裂變壓器結構圖5－11分裂變壓器繞組布置原理圖(a)單相兩繞組分裂變壓器；(b)三相兩繞組分裂變壓器(一相)2023/9/216二、分裂變壓器等效電路及主要參數(shù)2023/9/217⑴分裂運行和分裂阻抗當高壓繞組1開路，分裂繞組的一個支路對另一個支路的運行稱為分裂運行。此時兩個分裂繞組之間的短路阻抗叫分裂阻抗

⑵并聯(lián)運行和穿越阻抗當兩個分裂繞組并聯(lián)組成統(tǒng)一的低壓繞組對高壓繞組的運行，稱為并聯(lián)運行。此時高、低壓繞組之間的短路阻抗叫穿越阻抗⑶分裂系數(shù)分裂阻抗與穿越阻抗之比，叫分裂系數(shù)。2023/9/218二、分裂變壓器的優(yōu)缺點，⑴采用分裂變壓器可以節(jié)省對一次設備的投資。⑵當一個分裂繞組發(fā)生短路故障時，在任一未出故障的繞組有較高的殘余電壓，從而提高供電的可靠性。⑶分裂變壓器制造上比較復雜，價格較貴。2023/9/2195.4電壓互感器和電流互感器

在高電壓、大電流的電力系統(tǒng)中，為了測量線路上的電壓和電流，需要采用互感器?；ジ衅魇且环N用于測量高電壓、大電流的變換器。目的是使一次和二次隔離，以保障運行人員的人身安全和測量裝置的安全，并可以利用小量程的電壓表、電流表來測量高電壓、大電流?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀煞N，這里簡單介紹電磁式電壓互感器和電流互感器。2023/9/220一、電壓互感器

電壓互感器的一次、二次繞組套在同一個閉合的鐵心上，高壓繞組直接接到被測的高壓線路上，一次繞組匝數(shù)多，導線較細；低壓繞組接到測量儀表的電壓線圈上，匝數(shù)少，導線較粗。如果儀表個數(shù)不止一個，則各儀表的電壓線圈并聯(lián)接在電壓互感器的二次繞組。

2023/9/221

由于二次繞組所接的儀表電壓線圈阻抗很大，所以，電壓互感器運行時相當于一臺空載運行的降壓變壓器。不考慮漏阻抗壓降，并認為二次電壓線圈阻抗很大，互感器處于空載狀態(tài)，則一、二次電壓之比即等于匝數(shù)比。供測量用的電壓互感器二次額定電壓標準值為100V

或圖5－15電壓互感器原理圖

2023/9/222使用電壓互感器時，一定要注意：二次側絕對不允許短路，否則會產(chǎn)生很大的短路電流，引起繞組發(fā)熱甚至燒壞繞組絕緣，使一次回路的高電壓浸入二次低壓回路，危及人身和設備安全；為安全起見，電壓互感器的二次繞組和鐵心必須可靠接地；使用時，二次繞組不能并聯(lián)過多的儀表，以免影響互感器測量精度。2023/9/223二、電流互感器

電流互感器主要結構和工作原理也與普通變壓器相似。它的一次繞組由一匝或幾匝截面較大的導線構成，串聯(lián)在一次側線路中。二次繞組匝數(shù)較多，導線較細，與各種儀表的電流線圈串聯(lián)。2023/9/224圖5－16電流互感器原理圖

2023/9/225

由于儀表的電流線圈阻抗很小，所以電流互感器正常工作時相當于變壓器的短路運行狀態(tài)。如果不考慮勵磁電流，則有，這樣，根據(jù)一、二次繞組的匝數(shù)比，可以將大電流轉化為小電流測量。通常，電流互感器二次側繞組的額定電流設計為5A或1A。按照變流比誤差的大小，電流互感器的精度可分為0.2、0.5、1、3和10等幾級。2023/9/226

電流互感器使用注意事項：運行過程或儀表切換時，互感器二次側繞組絕不允許開路。因為，當二次繞組開路，互感器成