电机学三绕组变压器和自耦变压器课件.pptx

内容回顾内容回顾三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行三相变压器零序等效电路与正序等效电路形式三相变压器零序等效电路与正序等效电路形式 基本基本 相同、相同、原、副绕组漏阻抗原、副绕组漏阻抗Z1、Z2与正序与正序参数相同参数相同零序激磁阻抗可能与正零序激磁阻抗可能与正序不同，故用序不同，故用 Zm0 表示表示三相变压器组：三相磁路互相独立，零序电流激励的主磁通，其磁路与正三相变压器组：三相磁路互相独立，零序电流激励的主磁通，其磁路与正序电流激励的主磁通的磁路相同，因此零序电流激励的主磁通的磁路相同，因此零序激磁阻抗与正序激磁阻抗相等，即序激磁阻抗与正序激磁阻抗相等，即：Zm0=Zm三相心式变压器：零序电流所激励的三相零序主磁通同大小、同相位，不能在铁心内形成闭合三相心式变压器：零序电流所激励的三相零序主磁通同大小、同相位，不能在铁心内形成闭合磁路，只能通过非铁磁材料闭合，因此零序激磁阻抗磁路，只能通过非铁磁材料闭合，因此零序激磁阻抗 Zm0远小于正序激磁阻抗即：远小于正序激磁阻抗即：Zm0 Zm Xm 的参数表达式的参数表达式星形联结：零序电流不能流通，此时等效电路在这一边应断开。

星形联结：零序电流不能流通，此时等效电路在这一边应断开三角形联结：零序电流仅能在三角形内部形成环流，而不能流到外电路即在零序三角形联结：零序电流仅能在三角形内部形成环流，而不能流到外电路即在零序等效电路中，变压器内部短接，但从外部看进去则是断开的等效电路中，变压器内部短接，但从外部看进去则是断开的第1页，共46页内容回顾内容回顾三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行YN,d联结时，从联结时，从YN方面看，零序阻抗方面看，零序阻抗从从d d方面看，零序电流为零，零序阻抗方面看，零序电流为零，零序阻抗第2页，共46页内容回顾内容回顾三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行 Y,ynY,yn联结的单相负载运行联结的单相负载运行对于三相变压器组，对于三相变压器组，Zm0=Zm，因此负载电流主要受，因此负载电流主要受 Zm0 的限制，的限制，即使负载阻抗即使负载阻抗 ZL 很很小，负载电流也并不大小，负载电流也并不大Y,yn联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序电流全部成为激磁性质的，联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序电流全部成为激磁性质的，从而在铁心内产生零序主磁通从而在铁心内产生零序主磁通，感应零序电动势，感应零序电动势，迭加到正序电动势上，使负，迭加到正序电动势上，使负载相端电压下降。

在三相变压器组中，零序主磁通可在主磁路内通过，零序电载相端电压下降在三相变压器组中，零序主磁通可在主磁路内通过，零序电动势较大，故负载相端电压动势较大，故负载相端电压 急剧下降，另外两相电压则将升高，以保持线间电急剧下降，另外两相电压则将升高，以保持线间电压不变，于是产生严重的中性点位移现象压不变，于是产生严重的中性点位移现象Y,yn联结的三相变压器组不联结的三相变压器组不能带单相到中线的不对称负载能带单相到中线的不对称负载第3页，共46页三绕组变压器、自耦变压器和互感器三绕组变压器、自耦变压器和互感器4-1 三绕组变压器三绕组变压器什么是三绕组变压器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绕组具有U1 1/U2 2/U3 3三种电压的变压器叫三绕组变压器三种电压的变压器叫三绕组变压器同心式绕同心式绕组，铁心为心式结构组，铁心为心式结构)第4页，共46页4-1 三绕组变压器三绕组变压器第5页，共46页4-1 三绕组变压器三绕组变压器 为了绝缘方便，高压绕组部放在最外边为了绝缘方便，高压绕组部放在最外边。

对于降压变压器，中压绕组放在中间，低压绕组靠近铁心柱，如对于降压变压器，中压绕组放在中间，低压绕组靠近铁心柱，如图图4-1(a)4-1(a)所示对于升压变压器，为了使磁场分布均匀，把中压绕组放在靠近铁对于升压变压器，为了使磁场分布均匀，把中压绕组放在靠近铁心柱，低压绕组放在中间，如图心柱，低压绕组放在中间，如图4-1(b)所示第6页，共46页4-1 三绕组变压器三绕组变压器 对于升压变压器，对于升压变压器，如果采用图如果采用图4-l(a)4-l(a)所示所示的方法布置，则低压的方法布置，则低压和高压绕组之间的漏和高压绕组之间的漏磁通较大，同时附加磁通较大，同时附加损耗也显著增加，使损耗也显著增加，使变压器可能发生局部变压器可能发生局部过热和降低效率过热和降低效率第7页，共46页4-1 三绕组变压器三绕组变压器三绕组变压器的分类和用途三绕组变压器的分类和用途分类：分类：单相三绕组变压器单相三绕组变压器三相三绕组变压器三相三绕组变压器第8页，共46页4-1 三绕组变压器三绕组变压器用途：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）变电站中利用三绕组变压器由两个系统向一个负载 供电，如图供电，如图4-2(a)4-2(a)所示。

所示2）发电厂利用三绕组变压器把发出的电压用两种电压）发电厂利用三绕组变压器把发出的电压用两种电压 输送到不同的电网如图输送到不同的电网如图4-2(b)4-2(b)所示第9页，共46页4-1 三绕组变压器三绕组变压器三绕组变压器的容量和标准联结组三绕组变压器的容量和标准联结组容量：容量：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 绕组的容量为了使产品标准化起见，一般三个绕组的容绕组的容量为了使产品标准化起见，一般三个绕组的容 量配合有下列三种量配合有下列三种注意：用标么值计算时，各绕组必须采用相同的容量基值注意：用标么值计算时，各绕组必须采用相同的容量基值高压绕组高压绕组中压绕组中压绕组低压绕组低压绕组第10页，共46页标准联结组：标准联结组：（GB1094-85）三相三绕组电力变压器的标准联结组：三相三绕组电力变压器的标准联结组：YN,yn0,d11 和和 YN,yn0,y0单相三绕组变压器的标准联结组：单相三绕组变压器的标准联结组：为为 I I,I I0 0,I I0 0 三绕组变压器的容量和标准联结组三绕组变压器的容量和标准联结组4-1 三绕组变压器三绕组变压器第11页，共46页。

4-1 三绕组变压器三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能1三绕组变压器的变比第12页，共46页2三绕组变压器的磁动势方程式第13页，共46页3三绕组变压器的电动势平衡方程式 第14页，共46页第15页，共46页第16页，共46页第17页，共46页3三绕组变压器的电动势平衡方程式第18页，共46页4三绕组变压器的等效电路和相量图第19页，共46页三、三绕组变压器的电压调整率和效率 同理可得 第20页，共46页第21页，共46页四、三绕组变压器的参数测定三绕组变压器简化等效电路中的参数可通过三个稳定短路试验测定 第22页，共46页第23页，共46页稳态短路试验测出的短路电抗三者的大小与三绕组的安排位置有关如图4-l(a)的安排1、3绕组之间漏磁最大，其次是1、2绕组间漏磁，最小的的是2、3绕组之间的 第24页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自耦变压器的结构特点自耦变压器的结构特点普通变压器的特点：原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上普通变压器的特点：原、副绕组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。

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、副绕组匝数分别为变压器，原、副绕组匝数分别为N1 1和和N2 2，额定电压为，额定电压为U1N和和U2N，额定电流为额定电流为I1N和和I2N,其变比为其变比为第25页，共46页自耦变压器的结构特点自耦变压器的结构特点 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ZL，便演变成了一台降压自耦变，便演变成了一台降压自耦变压器第26页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自耦变压器的结构特点自耦变压器的结构特点公共绕组：从绕组的作用看，绕组公共绕组：从绕组的作用看，绕组ax供高、低压两侧共用，叫做公共绕组，供高、低压两侧共用，叫做公共绕组，串联绕组：绕组串联绕组：绕组Aa则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕组。

组自耦变压器的变比为：自耦变压器的变比为：式中：式中：为双绕组变压器的变比为双绕组变压器的变比第27页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路基本方程式基本方程式1）电流关系：按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁动势）电流关系：按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁动势 应等于串联绕组的磁动势应等于串联绕组的磁动势 与公共绕组的磁动势与公共绕组的磁动势 之和考虑到激磁电流是由电源供给的，它流经的匝数为（之和考虑到激磁电流是由电源供给的，它流经的匝数为（），所以，所以 由节点由节点 a 可列出电流方程可列出电流方程 把上式代入磁动势方程式把上式代入磁动势方程式 第28页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路基本方程式基本方程式1）电流关系：）电流关系：两边都除以两边都除以()()，得，得 式中式中 为自耦变压器副边电流的归算值为自耦变压器副边电流的归算值若忽略若忽略 ，则，则因此因此三绕组变压器、自耦变压器和互感器三绕组变压器、自耦变压器和互感器第29页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路基本方程式基本方程式2）电压关系：）电压关系：副边回路电压方程式为副边回路电压方程式为 式中式中 为未经归算的为未经归算的axax部分绕组漏阻抗。

部分绕组漏阻抗若变压器副边接负载阻抗若变压器副边接负载阻抗 ZL L,则则 若归算到原边，则若归算到原边，则 式中：式中：原边回路电压方程式为原边回路电压方程式为 第30页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路基本方程式基本方程式2）电压关系：）电压关系：因为因为代入代入 得得 式中式中 称为自耦变压器副边电压的归算值；称为自耦变压器副边电压的归算值；称为自耦变压器从高压边看的短路阻抗称为自耦变压器从高压边看的短路阻抗第31页，共46页自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路基本方程式基本方程式第32页，共46页自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路第33页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自耦变压器的容量关系自耦变压器的容量关系自耦变压器的额定容量自耦变压器的额定容量(又叫通过容量又叫通过容量)和和 绕组容量绕组容量(又叫电磁容量又叫电磁容量)二二者是不相等的，通过容量用者是不相等的，通过容量用 SaN 表示，指的是自耦变压器总的输入或输表示，指的是自耦变压器总的输入或输出容量。

即出容量即 第34页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自耦变压器的容量关系自耦变压器的容量关系式中：式中：称为自耦变压器的效益系数称为自耦变压器的效益系数第35页，共46页4-2 自耦变压器自耦变压器自。