繞組變壓器、自耦變壓器、互感器ppt課件

1、第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 8-18-1 自耦變壓器自耦變壓器 Autoformer)Autoformer)一、定義一、定義 原、副方繞組有共同部分的變壓器稱為原、副方繞組有共同部分的變壓器稱為自耦變壓器。自耦變壓器。 從雙繞組變壓器到自耦變壓器第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 二、特點(diǎn)二、特點(diǎn) 1 1、變比、變比 ka= U1/U2=Nab/Nbc ka= U1/U2=Nab/Nbc 2 2、磁勢(shì)平衡：、磁勢(shì)平衡： I1Nac+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1Nac+(I1+I

2、2)Nbc=I0Nab I1(Nab-Nbc)+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1(Nab-Nbc)+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1Nac+IcbNbc=0 I1Nac+IcbNbc=0 IacNac=-IcbNbc IacNac=-IcbNbc I1Nab+I2Nbc=0 I1Nab+I2Nbc=0 I1/I2= -Nab / Nac= -1 / ka I1/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。著磁勢(shì)平衡。 3 3、易制成調(diào)壓器、易制成調(diào)壓器第第 8 8 章章 三繞組變

3、壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 1 1由原邊直接傳到副邊的容量稱為傳導(dǎo)容量，由原邊直接傳到副邊的容量稱為傳導(dǎo)容量，它既不耗費(fèi)資料，也不產(chǎn)生損耗它既不耗費(fèi)資料，也不產(chǎn)生損耗2 2繞組經(jīng)過(guò)電磁作用得到的容量稱為電磁容量，繞組經(jīng)過(guò)電磁作用得到的容量稱為電磁容量，也叫繞組容量也叫繞組容量3 3自耦變壓器額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的額定容量為傳導(dǎo)容量自耦變壓器額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的額定容量為傳導(dǎo)容量和電磁容量之和和電磁容量之和4 4自耦變壓器的電磁容量與額定容量的比值稱自耦變壓器的電磁容量與額定容量的比值稱為效益系數(shù)為效益系數(shù)xyk定義：定義：第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變

4、壓器、自耦變壓器、互感器 1 12 11 111xyAU IU IkU Ik 繞組容量繞組容量1AaNxyNAUIk S額定容量額定容量 傳導(dǎo)容量傳導(dǎo)容量效益系數(shù)效益系數(shù) = = = = 繞組容量繞組容量額定容量額定容量額定容量額定容量xyk0.0909 2200200VA200 1200axxyNAVUAIk S 20 10200VA實(shí)例實(shí)例: : 1.1,0.091Axykk1EAXax2E1U第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 越接近越接近1, 越小越小, 電磁容量電磁容量(繞組容量繞組容量)越小越小, 傳導(dǎo)容量越大傳導(dǎo)容量越大,節(jié)材效果

5、越明顯。節(jié)材效果越明顯。AkxykNAxyNASSSk SS電磁傳導(dǎo)傳導(dǎo)第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 三、傳導(dǎo)容量和電磁容量三、傳導(dǎo)容量和電磁容量電磁容量電磁容量Sdc=SSdc=S(1-1/ka)(1-1/ka)傳導(dǎo)容量傳導(dǎo)容量Scd=SScd=S1/ka1/ka自耦變壓器電流之關(guān)系第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 可見(jiàn)兩段繞組的容量均只需變壓器容量可見(jiàn)兩段繞組的容量均只需變壓器容量 (1- (1-1/ka)1/ka)倍。倍。自耦變壓器不僅可以省去一個(gè)繞組，而且其繞組容量自耦變壓器不僅

6、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、銅等資要比相應(yīng)的雙繞組變壓器小，這樣就減少鐵、銅等資料，減少尺寸。料，減少尺寸。(1-1/ka)(1-1/ka)越小那么省材越多，所以適宜于越小那么省材越多，所以適宜于kaka接近于接近于1 1的情況。的情況。I2=I1+IbcI2=I1+Ibc 此式由相量式轉(zhuǎn)換為代數(shù)式是成立的此式由相量式轉(zhuǎn)換為代數(shù)式是成立的S2=U2I2=U2I1(S2=U2I2=U2I1(傳導(dǎo)容量傳導(dǎo)容量) + U2Ibc () + U2Ibc (電磁容量電磁容量) )各占各占百分比：百分比： Scd/S2 = I1/I2 = 1/ka Scd/S2

7、 = I1/I2 = 1/ka Sdc/S2=1-Scd/S2=1-1/ka Sdc/S2=1-Scd/S2=1-1/ka 第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 主要用在高壓電力系統(tǒng)中兩個(gè)電壓相差不大主要用在高壓電力系統(tǒng)中兩個(gè)電壓相差不大的電網(wǎng)上，小容量自耦變壓器也被用作實(shí)驗(yàn)的電網(wǎng)上，小容量自耦變壓器也被用作實(shí)驗(yàn)室中的調(diào)壓設(shè)備。室中的調(diào)壓設(shè)備?？偪?結(jié)結(jié)用途：用途：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：比雙繞組電力變壓器省資料，本錢低，效率比雙繞組電力變壓器省資料，本錢低，效率高。高。 越接近越接近1, 1, 越小越小, , 電磁容量電磁容量( (繞繞組容量組容量) )越

8、小越小, , 節(jié)材效果越明顯節(jié)材效果越明顯. . Akxyk第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 缺陷：缺陷：1 1短路阻抗標(biāo)幺值比雙繞組小，短短路阻抗標(biāo)幺值比雙繞組小，短路電流較大。路電流較大。2 2由于自耦變壓器原副邊有電的直由于自耦變壓器原副邊有電的直接聯(lián)絡(luò)，高壓邊過(guò)電壓時(shí)，低壓邊也接聯(lián)絡(luò)，高壓邊過(guò)電壓時(shí)，低壓邊也產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)電壓，兩邊均需求裝設(shè)產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)電壓，兩邊均需求裝設(shè)避雷器。避雷器。第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 8-28-2 三繞組變壓器三繞組變壓器 一、構(gòu)造和用途一、構(gòu)造和

9、用途三繞組變壓器的每相有三繞組變壓器的每相有3 3個(gè)繞組，當(dāng)一次繞組接到交流電源個(gè)繞組，當(dāng)一次繞組接到交流電源后，另外后，另外2 2個(gè)繞組就感應(yīng)出不同的電勢(shì)，這種變壓器用于個(gè)繞組就感應(yīng)出不同的電勢(shì)，這種變壓器用于需求需求2 2種不同電壓等級(jí)的負(fù)載。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)中運(yùn)用比較廣泛。變壓器在電力系統(tǒng)中運(yùn)用比較廣泛。每相的高中低壓繞組均套于同一鐵心柱上。為了絕緣運(yùn)用合每相的高中低壓繞組均套于同一鐵心柱上。為了絕緣運(yùn)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)理，通常

10、把高壓繞組放在最外層，中壓和低壓繞組放在內(nèi)層。層。額定容量是指容量最大的那個(gè)繞組的容量，普通容量的百分額定容量是指容量最大的那個(gè)繞組的容量，普通容量的百分比按高中低壓繞組有三種方式比按高中低壓繞組有三種方式100/100/50100/100/50、100/50/100100/50/100、100/100/100100/100/100。 第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 根本分析方法和思緒根本分析方法和思緒1 1223 300N IN IN IF磁動(dòng)勢(shì)平衡：磁

11、動(dòng)勢(shì)平衡：主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可表示為：主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可表示為：自漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)可表示為：自漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)可表示為：111122223333sssEjI XEjI XEjI X 、 、 010203EEE 、 、第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 2122131331ssEjI XEjI X 、 1211232332ssEjI XEjI X 、 1311323223ssEjI XEjI X 、 第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 21sE2I12s21221sEjI X 2121,sXM1

12、212112212sssNMN Ni12s2I11223321sE第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 二、特性二、特性3 3個(gè)變比：個(gè)變比： k12= N1/N2 U1 / U20k12= N1/N2 U1 / U20 k13= N1/N3 U1 / U1 k13= N1/N3 U1 / U1 k23= N2/N3 U20 / U30k23= N2/N3 U20 / U30負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)假設(shè)不計(jì)空載電流負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)假設(shè)不計(jì)空載電流 I0 I0 ，那么變壓器的磁勢(shì)平衡方程為那么變壓器的磁勢(shì)平衡方程為 I1N1+I2N2+I3N3=0I1N1+I2N2+

13、I3N3=0I1+I2/k12+I3/k13=0I1+I2/k12+I3/k13=0I1+I2+I3=0I1+I2+I3=0第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 簡(jiǎn)化等效電路中的簡(jiǎn)化等效電路中的 Z1=R1+jX1 Z1=R1+jX1 為一次側(cè)的阻抗，為一次側(cè)的阻抗，Z2Z2=R2=R2+jX2+jX2為二次側(cè)折算到一次側(cè)的阻抗；為二次側(cè)折算到一次側(cè)的阻抗；Z3Z3=R3=R3+jX3+jX3為三次側(cè)折算到一次側(cè)的阻抗，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)短路實(shí)驗(yàn)求得。六個(gè)參數(shù)可以根據(jù)穩(wěn)態(tài)短路實(shí)驗(yàn)求得。 繞組繞組1 1加電壓，繞組加電

14、壓，繞組2 2短路，繞組短路，繞組3 3開(kāi)路開(kāi)路 Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2) + j(X1+X2) Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2) + j(X1+X2) 繞組繞組1 1加電壓，繞組加電壓，繞組3 3短路，繞組短路，繞組2 2開(kāi)路開(kāi)路 Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3)+j(X1+X3) Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3)+j(X1+X3) 繞組繞組2 2加電壓，繞組加電壓，繞組3 3短路，繞組短路，繞組1 1開(kāi)路開(kāi)路 Zk23=Rk23+jXk23=(R2+R3)+j(X2+X3) Zk23=Rk23+jXk23=(R2+R3)+

15、j(X2+X3)第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23)R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23) X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23) X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23) R2=1/2(Rk12+Rk23-Rk13)R2=1/2(Rk12+Rk23-Rk13) X2=1/2 (Xk12+Xk23-Xk13) X2=1/2 (Xk12+Xk23-Xk13) R3=1/2(Rk13+Rk23-Rk12)R3=1/2(Rk13+Rk23-Rk12) X3=1/2(Xk13+Xk23-X

16、k12) 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。知道參數(shù)后就可以根據(jù)等效電路計(jì)算特性了。第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 122211UUI ZI Z +133311UUI ZI Z +1U/2U/3U1jX1R/2R/2jX/3jX/3R1I/2I/3I三繞組變壓器等效電路三繞組變壓器等效電路第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 111222333ZRjXZRjXZRjX111231231XXXXX+-222312312XXXXX+-333122

17、331XXXXX+-留意：等效電路的電抗是等效電抗，不是各繞留意：等效電路的電抗是等效電抗，不是各繞組本身的漏抗，它們綜合反映自漏抗與互漏抗組本身的漏抗，它們綜合反映自漏抗與互漏抗的影響。磁路主要經(jīng)空氣閉合，等效電抗為常的影響。磁路主要經(jīng)空氣閉合，等效電抗為常數(shù)。數(shù)。第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 8-38-3 互感器互感器互感器屬丈量安裝，按變壓器原理任務(wù)?；ジ衅鲗僬闪堪惭b，按變壓器原理任務(wù)。電力系統(tǒng)中的大電流、高電壓有時(shí)無(wú)法直接電力系統(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)丈量，必需經(jīng)用普通的電流表和電壓表來(lái)丈量，必需經(jīng)

18、過(guò)互感器將待測(cè)電量按比例減小后丈量。過(guò)互感器將待測(cè)電量按比例減小后丈量?；ジ衅骶哂谢ジ衅骶哂? 2種作用：將高電量轉(zhuǎn)換為能用普種作用：將高電量轉(zhuǎn)換為能用普通規(guī)范儀表丈量的電量通規(guī)范儀表丈量的電量1A/5A/100V/500V;1A/5A/100V/500V;將儀表與高壓電路隔離，保證儀表及人身將儀表與高壓電路隔離，保證儀表及人身平安。平安。 第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 一、電流互感器一、電流互感器 一次側(cè)只需一次側(cè)只需1 1到幾匝，導(dǎo)到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測(cè)電線截面積大，串入被測(cè)電路。二次側(cè)匝數(shù)多，導(dǎo)線路。二次側(cè)匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與

19、阻抗較小的儀表細(xì)，與阻抗較小的儀表電流表、功率表的電流電流表、功率表的電流線圈構(gòu)成閉路。線圈構(gòu)成閉路。 電流互感器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況相電流互感器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況相當(dāng)于二次側(cè)短路的變壓器，當(dāng)于二次側(cè)短路的變壓器，普通選擇很低的磁密普通選擇很低的磁密(0.08-0.1)T(0.08-0.1)T，并忽略勵(lì)，并忽略勵(lì)磁電流，那么磁電流，那么I1/I2=N2/N1=kI1/I2=N2/N1=k 。第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 勵(lì)磁電流是誤差的主要根源。勵(lì)磁電流是誤差的主要根源。 0.2/0.5/1 / 30.2/0.5/1 / 3，1 1表示變比誤差不超越表示變

20、比誤差不超越1%1%。 本卷須知：本卷須知： 副邊繞組必需可靠接地，以防止由于絕緣損壞后，副邊繞組必需可靠接地，以防止由于絕緣損壞后，原邊高電壓傳入危及人身平安。原邊高電壓傳入危及人身平安。 副邊絕對(duì)不允許開(kāi)路。開(kāi)路時(shí)互感器成了空載形副邊絕對(duì)不允許開(kāi)路。開(kāi)路時(shí)互感器成了空載形狀，磁通高出額定時(shí)許多狀，磁通高出額定時(shí)許多(1.4-1.8T)(1.4-1.8T)，除了產(chǎn)生，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，危及人身平安。險(xiǎn)的高壓，危及人身平安。第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 二

21、、電壓互感器二、電壓互感器電壓互感器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況相當(dāng)電壓互感器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況相當(dāng)于二次側(cè)開(kāi)路的變壓器，于二次側(cè)開(kāi)路的變壓器，其負(fù)載為阻抗較大的丈量其負(fù)載為阻抗較大的丈量?jī)x表。儀表。副邊電流產(chǎn)生的壓降和勵(lì)磁副邊電流產(chǎn)生的壓降和勵(lì)磁電流的存在是電壓互感器電流的存在是電壓互感器誤差之源。誤差之源。電壓互感器副邊不能接過(guò)多電壓互感器副邊不能接過(guò)多的負(fù)載；且要求鐵心不飽的負(fù)載；且要求鐵心不飽和和(0.6-0.8T)(0.6-0.8T)。本卷須知：本卷須知： 副邊繞組連同鐵副邊繞組連同鐵心必需可靠接地。心必需可靠接地。副邊絕對(duì)不允許短路。副邊絕對(duì)不允許短路。第第 8 8 章章 三繞組變壓器、自耦變壓器、互感器三

22、繞組變壓器、自耦變壓器、互感器 三相分裂繞組變壓器 分裂變壓器是多繞組變壓器中的一種特殊方式，和普分裂變壓器是多繞組變壓器中的一種特殊方式，和普通多繞組變壓器不同點(diǎn)在于：它的低壓繞組中有一個(gè)或幾通多繞組變壓器不同點(diǎn)在于：它的低壓繞組中有一個(gè)或幾個(gè)繞組分裂成額定容量相等的幾個(gè)支路，這幾個(gè)支路沒(méi)有個(gè)繞組分裂成額定容量相等的幾個(gè)支路，這幾個(gè)支路沒(méi)有電氣上的聯(lián)絡(luò)，而僅有較弱的磁的聯(lián)絡(luò)。在電力系統(tǒng)中，電氣上的聯(lián)絡(luò)，而僅有較弱的磁的聯(lián)絡(luò)。在電力系統(tǒng)中，用得比較多的是雙繞組雙分裂變壓器，它有一個(gè)高壓繞組用得比較多的是雙繞組雙分裂變壓器，它有一個(gè)高壓繞組和兩個(gè)分裂的低壓繞組，分裂繞組的額定電壓和額定容量和兩個(gè)分裂的低壓繞組，分裂繞組的額定電壓和額定容量一樣，它們的總?cè)萘康扔谧儔浩鞯目側(cè)萘?。一樣，它們的總?cè)萘康扔谧儔浩鞯目側(cè)萘俊?低壓線圈分裂后，可以大大地添加高壓線圈與低壓線低壓線圈分裂后，可以大大地添加高壓線圈與低壓線圈各分裂部分之間，以及低壓線圈分裂后的各部分之間的圈各分裂部分之間，以及低壓線圈分裂后的各部分之間的短路阻抗值，這對(duì)限制網(wǎng)絡(luò)的短路電流，節(jié)省建立投資與短路阻抗值，這對(duì)限制網(wǎng)絡(luò)的短路電流，節(jié)省建立投資與占地面積有著一定的實(shí)踐經(jīng)濟(jì)意義，因此分