三绕组变压器和自耦变压器.ppt

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1、会计学1三绕组三绕组(roz)变压器和自耦变压器变压器和自耦变压器第一页，共38页。4-1 概概 述述变压器按绕组数目变压器按绕组数目(shm)(shm)分为：双绕组变压器、三绕组分为：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器。变压器、自耦变压器。1.1.三绕组变压器三绕组变压器定义：每相铁心柱上有高压(goy)、中压、低压三个绕组的变压器。用途：在电力系统中，当需要把三个不同电压等级的电网联系起来时，常采用三绕组变压器。第1页/共37页第二页，共38页。2.自耦变压器定义(dngy)：一次绕组和二次绕组具有公共绕组的变压器。QZB自耦变压器 220kV三相三绕组无励磁调压自耦降压变压器用途：在

2、高压大容量电力系统中，当需要把两个电压等级(dngj)相近的电力网联系起来时，经常采用自耦变压器作为联络变压器。第2页/共37页第三页，共38页。4-2 三绕组三绕组(roz)变压器变压器n n三绕组变压器的结构特点n n三绕组变压器的铁心一般采用心式结构。n n每相有高压、中压、低压三个绕组，同心地套在同一(tngy)铁心柱上。通常高压绕组放在最外层，低压绕组或中压绕组放在最里层。三绕组(roz)变压器绕组(roz)布置示意图(a)升压变压器(b)降压变压器低压绕组高压绕组中压绕组中压绕组低压绕组高压绕组第3页/共37页第四页，共38页。1.1.工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)原

3、理原理原理原理n n1）变比三个绕组(roz)之间的变比(4-1)第4页/共37页第五页，共38页。n n三三绕绕组组变变压压器器的的磁磁通通分分为为(fn wi)(fn wi)：n n主主磁磁通通：同同时时与与三三个个绕绕组组交交链的磁通称为主磁通。链的磁通称为主磁通。自漏磁通：只交链一个(y)绕组的磁通称为自漏磁通。互 漏 磁 通：只 交 链 两 个(lin)绕组的磁通称为互漏磁通。三绕组变压 器的磁通示意 图第5页/共37页第六页，共38页。2 2）基本）基本）基本）基本(jbn)(jbn)方程式方程式方程式方程式n n当当 外外 施施 电电 压压 为为 正正 弦弦 波波 且且 稳稳 定

4、定(wndng)(wndng)运运行行时时，电电压压方方程程式式为：为：式中，R1、R2、R3为各绕组(roz)的电阻；L1、L2、L3为各绕组(roz)的自感；M12M21为绕组(roz)1与绕组(roz)2之间的互感；M13=M31为绕组(roz)1与绕组(roz)3之间的互感；M23=M32为绕组(roz)2与绕组(roz)3之间的互感。(4-2)(4-3)(4-4)第6页/共37页第七页，共38页。n n把二次侧折算把二次侧折算(sh sun)(sh sun)到到一次侧，即一次侧，即第7页/共37页第八页，共38页。n n折算折算(sh sun)(sh sun)到一次侧的电压方程式到一

5、次侧的电压方程式为：为：磁动势平衡(pnghng)方程式为：把二次侧折算(sh sun)到一次侧，第8页/共37页第九页，共38页。n n磁动势平衡磁动势平衡(pnghng)(pnghng)方程方程式可写为：式可写为：忽略励磁(l c)电流，有式中，式(4-2)+式(4-3)，并将 代入，整理得第9页/共37页第十页，共38页。n n式式(4-2)+(4-2)+式式(4-4)(4-4)，并将，并将 代入，整理代入，整理(zhngl)(zhngl)得得式中，Z1、Z2、Z3分别是绕组1、2、3的等效电抗。X1、X2、X3分别是绕组1、2、3的等效电抗，并非各绕组本身漏磁通所对应(duyng)的电

6、抗，而是各绕组的自感漏电抗以及该绕组与另两个绕组之间的互感漏电抗的合成。第10页/共37页第十一页，共38页。3 3）等效）等效）等效）等效电电路路路路n n由折算由折算(sh sun)(sh sun)到一次侧的基本到一次侧的基本方程式：方程式：可画出三绕组(roz)变压器的简化等效电路：第11页/共37页第十二页，共38页。n n三绕组变压器的电压三绕组变压器的电压(diny)(diny)调整率为调整率为三绕组(roz)变压器的效率为式中，pCu1、pCu2、pCu3是绕组1、2、3的铜耗；pFe是铁耗；P2、P3是绕组2、3输出的有功(yu n)功率。第12页/共37页第十三页，共38页。

7、4 4）相量）相量）相量）相量图图n n由基本由基本(jbn)(jbn)方程式可画方程式可画出三绕组变压器的相量图。出三绕组变压器的相量图。三绕组变压 器带感性负载时的相量图第13页/共37页第十四页，共38页。2.2.短路短路短路短路(dunl)(dunl)试验测参数试验测参数试验测参数试验测参数n n短路短路(dunl(dunl)试验试验1 1等效阻抗 可通过三次短路实验测定。每次测出两个绕组间的短路阻抗。短路(dunl)试验2(a)123132(b)第14页/共37页第十五页，共38页。n n短路短路(dunl)(dunl)试试验验3 3三绕组变压器的参数 为：(c)132三绕组变压 器

8、短路实验第15页/共37页第十六页，共38页。3.3.三绕组三绕组三绕组三绕组(roz)(roz)变压器的额定容量及联结组标号变压器的额定容量及联结组标号变压器的额定容量及联结组标号变压器的额定容量及联结组标号n n1）额定(dng)容量n n绕组的额定(dng)容量反映绕组传递功率的能力。n n单相三绕组变压器三相(sn xin)三绕组变压器第16页/共37页第十七页，共38页。三绕组变压器的额定(dng)容量SN：指三个绕组中容量最大的绕组容量。2）容量配合高压绕组高压绕组中压绕组中压绕组低压绕组低压绕组1001001001005010010010050第17页/共37页第十八页，共38页

9、。n n3）标准联结组n n三相(sn xin)三绕组变压器的标准联结组：n nYNyn0d11、YNyn0y0n n单相三绕组变压器的标准联结组：n nI I0 I0SFSZ9-240000/220三绕组自然循环风冷有载调压电 力变压器。第18页/共37页第十九页，共38页。4-3 自耦变压器自耦变压器n n1.1.自耦变压器的结构自耦变压器的结构(jigu)(jigu)特点特点(a)接线图特点(tdin)：自耦变压器的一、二次绕组之间不仅有磁的耦合，还有电的直接联系。(b)原理图自耦变压器第19页/共37页第二十页，共38页。公共(gnggng)绕组：一、二次绕组共用的部分绕组。(绕组ax

10、)串联绕组：非公共(gnggng)部分的绕组。(绕组Aa)n n2.基本(jbn)方程式、等效电路、相量图和容量关系n n1）基本(jbn)方程式k为双绕组(roz)变压器的变比自耦变压器的变比为第20页/共37页第二十一页，共38页。n n低压侧回路低压侧回路(hul)(hul)电压电压方程式：方程式：高压(goy)侧回路电压方程式：第21页/共37页第二十二页，共38页。n n磁动势平衡磁动势平衡(pnghng)(pnghng)方方程式：程式：又忽略(hl)励磁电流，则有第22页/共37页第二十三页，共38页。n n自耦变压器的电流自耦变压器的电流(dinli)(dinli)关系：关系：第

11、23页/共37页第二十四页，共38页。n n2）简化(jinhu)等效电路3）相量图自耦变压器带感性(gnxng)负载时的相量图自耦变压器的简化(jinhu)等效电路第24页/共37页第二十五页，共38页。4 4）容量）容量）容量）容量(rngling)(rngling)关系关系关系关系n n普通普通(ptng)(ptng)双绕双绕组变压器：组变压器：第25页/共37页第二十六页，共38页。n n自耦变压器的输出自耦变压器的输出(shch)(shch)容量容量自耦变压器：第26页/共37页第二十七页，共38页。n n自自耦耦变变压压器器的的视视在在功功率率由由两两部部分组成：分组成：n n电电

12、磁磁功功率率SMSM，是是通通过过串串联联绕绕组组和和公公共共(gnggng)(gnggng)绕绕组组的的电电磁磁感感应应关关系系由由一一次次侧侧传传递递到到二次侧的功率。二次侧的功率。传导功率(gngl)SC，是由电源通过串联绕组直接传导作用到二次侧的功率(gngl)。公共绕组(roz)的电磁容量为第27页/共37页第二十八页，共38页。n n串联绕组串联绕组(roz(roz)的电磁的电磁容量为容量为结论：自耦变压器的传导(chundo)容量占额定容量的1/kA，电磁容量占额定容量的(11/kA)。式中，称为自耦变压器的效益因数。第28页/共37页第二十九页，共38页。3.3.短路试验、短路

13、阻抗短路试验、短路阻抗短路试验、短路阻抗短路试验、短路阻抗(zkng)(zkng)、短路电流和电压调、短路电流和电压调、短路电流和电压调、短路电流和电压调整率整率整率整率n n1）短路阻抗n n自耦变压器短路阻抗ZkA的测定(cdng)：在高压侧做短路试验求得。(a)高压侧测短路阻抗 线路短路(dunl)阻抗：(b)简化等效电路由简化等效电路可知第29页/共37页第三十页，共38页。n n由由于于axax绕绕组组短短接接，电电压压UkUk实实际际上上加加在在串串联联绕绕组组AaAa上上。因因此此(ync)(ync)由由高高压压侧侧测测得得的的ZkAZkA等等于于把把绕绕组组AaAa作作为为一一

14、次次绕绕组组、axax作作为为二二次次绕绕组组的的双双绕绕组组变变压压器的短路阻抗。器的短路阻抗。(a)高压侧测短路阻抗 线路(c)双绕组变压 器在低压侧短路线路这两个(lin)短路阻抗的阻抗基值之比为第30页/共37页第三十一页，共38页。n n它它们们(t(t men)men)的的标标幺幺值之比为值之比为自耦变压器短路(dunl)阻抗ZkA的测定：在低压侧做短路(dunl)试验求得。(a)低压侧测短路阻抗 线路(b)简化等效电路由简化(jinhu)等效电路可知即第31页/共37页第三十二页，共38页。改改成成双双绕绕组组变变压压器器进进行行短短路路(du(du nl)nl)试试验验，求求得

15、的短路得的短路(du(du nl)nl)阻抗为阻抗为(c)双绕组变压 器在高压侧短路线路这两个短路阻抗(zkng)的比值为它们(t men)的阻抗基值之比为第32页/共37页第三十三页，共38页。它它们们(t(t men)men)的的标标幺幺值值之之比比为为2）短路(dunl)电流第33页/共37页第三十四页，共38页。n n3）电压(diny)调整率4）效率(xio l)第34页/共37页第三十五页，共38页。结论结论结论结论(jiln)(jiln)：n n（1 1）自自耦耦变变压压器器短短路路阻阻抗抗的的绝绝对对值值与与同同电电磁磁容容量量的的双双绕绕组组变变压压器器相相等等(xingdn

16、g)(xingdng)，短短路路阻阻抗抗的的标标幺幺值值是是同同电电磁磁容容量量双绕组变压器的双绕组变压器的kxykxy倍。倍。n n（2 2）和和双双绕绕组组变变压压器器一一样样，自自耦耦变变压压器器的的短短路路阻阻抗抗标标幺幺值值从高压侧或低压侧看都是一样的。从高压侧或低压侧看都是一样的。（4）因为电压调整率近似与 成正比，所以自耦变压器负载时的电压调整率约为同电磁容量双绕组变压器的kxy倍。（3）因为短路电流与 成反比，所以自耦变压器的短路电流大约为同电磁容量双绕组变压器的 倍，这点对自耦变压器安全运行是不利的。第35页/共37页第三十六页，共38页。4.4.自耦变压器的运行自耦变压器的

17、运行自耦变压器的运行自耦变压器的运行(ynxng)(ynxng)问题问题问题问题n n（1 1）为为了了防防止止由由于于高高压压侧侧单单相相接接地地故故障障而而引引起起低低压压侧侧过过电电压压，用在电网中的三相自耦变压器的中性点必须可靠用在电网中的三相自耦变压器的中性点必须可靠(kko)(kko)接地。接地。（2）由于高、低压侧有电路上的联系，高压侧遭受雷击过电压时，也会传到低压侧。为了避免发生危险(wixin)，高、低压侧均需要装设避雷器。（3）由于自耦变压器的短路电流较大，为此必须采取限制短路电流的措施。自耦变压器中性点接地第36页/共37页第三十七页，共38页。内容(nirng)总结会计学。主磁通：同时与三个绕组交链的磁通称为主磁通。互漏磁通：只交链两个绕组的磁通称为互漏磁通。(4-4)。传导功率SC，是由电源通过(tnggu)串联绕组直接传导作用到二次侧的功率。自耦变压器短路阻抗ZkA的测定：在高压侧做短路试验求得。这两个短路阻抗的阻抗基值之比为。自耦变压器短路阻抗ZkA的测定：在低压侧做短路试验求得。改成双绕组变压器进行短路试验，求得的短路阻抗为。自耦变压器中性点接地第三十八页，共38页。