1、8-1 自耦變壓器 （Autoformer),一、定義 原、副方繞組有共同部分的變壓器稱為自耦變壓器。,從雙繞組變壓器到自耦變壓器,二、特點 1、變比 ka= U1/U2=Nab/Nbc 2、磁勢平衡： I1Nac+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1(Nab-Nbc)+(I1+I2)Nbc=I0Nab I1Nac+IcbNbc=0 IacNac=-IcbNbc I1Nab+I2Nbc=0 I1/I2= -Nab / Nac= -1 / ka 也就是在忽略激磁電流后一個繞組本身的兩段存在著磁勢平衡。 3、易制成調(diào)壓器,1）由原邊直接傳到副邊的容量稱為傳導(dǎo)容量，它既不消耗材料，也不產(chǎn)生損耗,2

2、）繞組通過電磁作用得到的容量稱為電磁容量，也叫繞組容量,3）自耦變壓器額定運(yùn)行時的額定容量為傳導(dǎo)容量和電磁容量之和,4）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),定義：,繞組容量,越接近1, 越小, 電磁容量(繞組容量)越小, 傳導(dǎo)容量越大,節(jié)材效果越明顯。,三、傳導(dǎo)容量和電磁容量 電磁容量 Sdc=S(1-1/ka) 傳導(dǎo)容量 Scd=S1/ka,自耦變壓器電流之關(guān)系,可見兩段繞組的容量均只有變壓器容量(1-1/ka)倍。 自耦變壓器不僅可以省去一個繞組，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、銅等材料，縮小尺寸。 (1-1/ka)越小則省材越多，所以適合于ka接近于1

3、的情況。 I2=I1+Ibc 此式由相量式轉(zhuǎn)換為代數(shù)式是成立的 S2=U2I2=U2I1(傳導(dǎo)容量) + U2Ibc (電磁容量)各占百分比： Scd/S2 = I1/I2 = 1/ka Sdc/S2=1-Scd/S2=1-1/ka,主要用在高壓電力系統(tǒng)中兩個電壓相差不大的電網(wǎng)上，小容量自耦變壓器也被用作實驗室中的調(diào)壓設(shè)備。,總 結(jié),用途：,缺點：,1）短路阻抗標(biāo)幺值比雙繞組小，短路電流較大。 2）由于自耦變壓器原副邊有電的直接聯(lián)系，高壓邊過電壓時，低壓邊也產(chǎn)生嚴(yán)重的過電壓，兩邊均需要裝設(shè)避雷器。,8-2 三繞組變壓器,一、結(jié)構(gòu)和用途 三繞組變壓器的每相有3個繞組，當(dāng)一次繞組接到交流電源后，另

4、外2個繞組就感應(yīng)出不同的電勢，這種變壓器用于需要2種不同電壓等級的負(fù)載。 發(fā)電廠和變電所通常出現(xiàn)三種不同等級的電壓，所以三繞組變壓器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。 每相的高中低壓繞組均套于同一鐵心柱上。為了絕緣使用合理，通常把高壓繞組放在最外層，中壓和低壓繞組放在內(nèi)層。 額定容量是指容量最大的那個繞組的容量，一般容量的百分比按高中低壓繞組有三種形式100/100/50、100/50/100、100/100/100。,基本分析方法和思路,磁動勢平衡：,主磁通感應(yīng)電動勢可表示為：,自漏磁通感應(yīng)的電動勢可表示為：,還有兩兩繞組之間的互漏磁通，比如某繞組電流 產(chǎn)生的和另一個繞組交鏈的互漏磁通會在這個繞 組

5、中感應(yīng)電動勢，也可用負(fù)的漏電抗壓降表示：,二次繞組電流 產(chǎn) 生的與一次繞組交鏈 的互漏磁 在一次 繞組中感應(yīng)電動勢,互漏磁通感應(yīng)電動勢說明：,二、特性 3個變比： k12= N1/N2 U1 / U20 k13= N1/N3 U1 / U1 k23= N2/N3 U20 / U30 負(fù)載運(yùn)行時若不計空載電流 I0 ， 則變壓器的磁勢平衡方程為 I1N1+I2N2+I3N3=0 I1+I2/k12+I3/k13=0 I1+I2+I3=0,簡化等效電路中的 Z1=R1+jX1 為一次側(cè)的阻抗，Z2=R2+jX2為二次側(cè)折算到一次側(cè)的阻抗；Z3=R3+jX3為三次側(cè)折算到一次側(cè)的阻抗，六個參數(shù)可以根

6、據(jù)穩(wěn)態(tài)短路試驗求得。 繞組1加電壓，繞組2短路，繞組3開路 Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2) + j(X1+X2) 繞組1加電壓，繞組3短路，繞組2開路 Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3)+j(X1+X3) 繞組2加電壓，繞組3短路，繞組1開路 Zk23=Rk23+jXk23=(R2+R3)+j(X2+X3),R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23) X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23) R2=1/2(Rk12+Rk23-Rk13) X2=1/2 (Xk12+Xk23-Xk13) R3=1/2(Rk13+Rk23-Rk12) X3=1/2(Xk13+X

7、k23-Xk12) 知道參數(shù)后就可以根據(jù)等效電路計算特性了。,稱為等效電抗。,其中： 稱為等效阻抗,注意：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的影響。磁路主要經(jīng)空氣閉合，等效電抗為常數(shù)。,8-3 互感器,互感器屬測量裝置，按變壓器原理工作。 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2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1A/5A/100V/500V;將儀表與高壓電路隔離，保證儀表及人身安全。,一、電流互感器,一次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測電路。二次側(cè)匝

8、數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗較小的儀表（電流表、功率表的電流線圈）構(gòu)成閉路。 電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于二次側(cè)短路的變壓器，一般選擇很低的磁密(0.08-0.1)T，并忽略勵磁電流，則I1/I2=N2/N1=k 。,勵磁電流是誤差的主要根源。 0.2/0.5/1 / 3，1表示變比誤差不超過1%。 注意事項： 副邊繞組必須可靠接地，以防止由于絕緣損壞后，原邊高電壓傳入危及人身安全。 副邊絕對不容許開路。開路時互感器成了空載狀態(tài)，磁通高出額定時許多(1.4-1.8T)，除了產(chǎn)生大量鐵耗損壞互感器外，還在副邊繞組感應(yīng)出危險的高壓，危及人身安全。,二、電壓互感器 電壓互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于二次側(cè)開路的變壓器

9、，其負(fù)載為阻抗較大的測量儀表。 副邊電流產(chǎn)生的壓降和勵磁電流的存在是電壓互感器誤差之源。 電壓互感器副邊不能接過多的負(fù)載；且要求鐵心不飽和(0.6-0.8T)。 注意事項： 副邊繞組連同鐵心必須可靠接地。副邊絕對不容許短路。,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形式，和普通多繞組變壓器不同點在于：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。在電力系統(tǒng)中，用得比較多的是雙繞組雙分裂變壓器，它有一個高壓繞組和兩個分裂的低壓繞組，分裂繞組的額定電壓和額定容量相同，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

10、以大大地增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短路阻抗值，這對限制網(wǎng)絡(luò)的短路電流，節(jié)省建設(shè)投資與占地面積有著一定的實際經(jīng)濟(jì)意義，因而分裂變壓器正在電力工業(yè)中被廣泛采用。分裂變壓器與普通變壓器，按其結(jié)構(gòu)看，幾乎沒有什么區(qū)別,其區(qū)別僅僅是在各鐵芯柱上的低壓圈線本身，沒有串聯(lián)或并聯(lián)而將其始端和終端各自引出，無論采取哪種結(jié)構(gòu)方式，其分裂的二次繞組之間磁的耦合是比較弱的，,對分裂變壓器的基本要求是： 1) 低壓繞組線圈分裂的幾個部分與高壓線圈的絕緣結(jié)構(gòu)，要求有足夠的電氣強(qiáng)度； 2) 低壓線圈每一部分與高壓線圈之間的阻抗值要相等； 3) 使用時，低壓線圈的每一部分可分別接到發(fā)電機(jī)或電動機(jī)上，且可同時運(yùn)行，也可單獨運(yùn)行，具有相同額定電壓的分裂線圈可以并聯(lián)運(yùn)行； 4) 結(jié)構(gòu)要簡單，盡可能接近無分裂線圈變壓器的結(jié)構(gòu)。 當(dāng)然，分裂變壓器比起普通