1、內容回顧三繞組變壓器的容量三繞組變壓器的額定容量是指三個繞組中容量最大的一個繞組的容量。采用標幺值計算時，各繞組必須采用相同的容量基值。內容回顧自耦變壓器的結構特點自耦變壓器可以由一臺雙繞組變壓器演變而來。設有一臺雙繞組變壓器，原、副繞組匝數分別為w1和w2 ， 額定電壓為U1N和U2N ，額定電流為I1N和I2N ,其變比為k W2U1N U2 以單相、降壓自耦變壓器為例，進行說明。保持兩個繞組的額定電壓、額定電流不變，把原繞組和副繞組順極性串聯起來作為新的原邊。而副繞組還同時作為副邊，它的兩個端點接到負載阻抗 ZL ，便演變成了一臺降壓自耦變壓器。11a.2aa22aZLXxak a k

2、1E2自耦變壓器的基本方程式11a.2aa22aI1a 2aAk a2222a 1kZ1aaZL 112aXkax電壓關系：11. 11. 2a aa22a2a22ax 1AZk2ka 2aaxZL2a 2aZL Xxak2k2 ZZkaaxax11a.2aa22aZLXx自耦變壓器的基本方程式 a aaa k2ZkaZ1)2Z2a2a 2 2111kaZLI2aZaxAaaax 11 Z2a1aka 2a 2a kaW忽略)1 1 W2k2兩個電壓關系、一個電流關系1j.44f majI1a xkaI1a rkaa12I1a m2a2ax1jI2xax2a2自耦變壓器的容量關系自耦變壓器的額

3、定容量(又叫通過容量)針對端口用SaN 表示，指的是自耦變壓器總的輸入或輸出容量。即SaNU1aNI1aNU2aNI2aN電磁容量: 指繞組上的電壓與電流的乘積，針對繞組串聯繞組Aa的電磁容量為SAa111kaI1aN kxySaN自耦變壓器的容量關系Sax1 11ka2aNI2aN kxySaNk11自耦變壓器的效益系數kxyka自耦變壓器的容量關系討論：由于ka 1 kxy 1。因此，自耦變壓器電磁容量總是小于通過容量。普通雙繞組變壓器的電磁容量是等于額定容量的。分析：根據磁動勢關系，當忽略激磁電流時，1I2ka I 1kaI2a可見，當電流2a為負值。因此電流 i2 i2a的瞬時值關系，

4、實際上是如圖所示，即i2a i2，或I2a I1aI2Ai1a i2Xi2aaxS2aU2a I2aU2a(I1a I2)U2a U2aI2 S電磁SU2a1kI1akaU2aI2a1kka1kkS2a傳導容量SUI 1 I(11 )S電磁容量k電磁2a2k2a2a2aaa自耦變壓器的容量關系結論：由電源通過變壓器傳到負載的輸出容量可分為兩部分： 一部分是繞組的電磁容量，它是通過Aa段繞組和ax段繞組之間電磁感應傳過去的；另一部分為傳導容量，可以看做電流傳導直接達到負載。I1a通過后一部分容量不需要增加繞組容量，也是雙繞組變壓器所沒有的，自耦變壓器之所以有一系列優點，就在于它的副邊可以直接向電

5、源吸收傳導容量。自耦變壓器與雙繞組變壓器的比較1）在變壓器額定容量(通過容量)相同時，自耦變壓器的繞組容量(電磁容量)小于雙繞組變壓器。將雙繞組變壓器改裝成自耦變壓器，雙繞組變壓器的額定容量，亦即其電磁容量，等于自耦變壓器的電磁容量；雙繞組變壓器的額定容量小于自耦變壓器。自耦變壓器與雙繞組變壓器的比較2）變壓器硅鋼片和銅線的用量與繞組的額定感應電動勢和通過的額定電流有關，也就是和繞組容量有關?，F在自耦變壓器的繞組容量減小，當然所用的材料減少，從而可以降低成本。自耦變壓器與雙繞組變壓器的比較3）由于銅線和硅鋼片用量減少，在同樣的電流密度和磁通密度下，自耦變壓器的銅耗和鐵耗以及激磁電流都比較小，從

6、而提高了效率。4）由于銅線和硅鋼片用量減少，自耦變壓器的重量及外形尺寸都較雙繞組變壓器小，即減小了變電所的廠房面積、減少了運輸和安裝的困難；反過來說，在運輸條件有一定限制的條件下，即變壓器的外形尺寸有一定限制的條件下，自耦變壓器的容量可以比雙繞組變壓器的大，即提高了變壓器的極限容量。5）效益系數kxy越小，上述優點就越顯著。為此，自耦變壓器的變比越接近 1 就越好，一般以不超過 2 為宜。此外，如果變比太大，高、低壓相差懸殊，由于自耦變壓器原、副邊有電路上的連接，會給低壓邊的絕緣及安全用電帶來一定的困難。所以，自耦變壓器適用于原、副邊電壓變比不大的場合。自耦變壓器的短路阻抗自耦變壓器短路阻抗

7、Zka 的測定：在高壓邊做穩態短路試驗求得。簡化等效電路Z(ka1)2Zaxaaaaa在高壓邊測 Zka，副邊 a和 x端短接。原邊 AX間加電壓。由于 a點與 x點已短接，所以實際上就等于將電壓 Uk加在繞組 Aa段上。因此，由高壓邊測得的 Zka等于把繞組Aa段作為原邊，ax 作為副邊的雙繞組變壓器時所測得的阻抗。IkZAaAIkU k1ZAaUXaaUXkZaxXxZ axx自耦變壓器的短路阻抗 w2zka zAa1 zax zk式中 ZAa 和 Zax 分別為繞組 Aa段和 ax段的漏阻抗； Zk是將兩段分開作為雙繞組變壓器時所測得的短路阻抗，這兩個阻抗的歐姆值相等。但由于阻抗的基值不

8、同，它們的標幺值是不相等的。 自耦變壓器看作由雙繞組變壓器改裝而成。自耦變壓器的短路阻抗z*zkaUzka I1NUzka1aNz*I1N zkzkUA x NA a Nz*zU ka UAaN 11kxy1*zkAxNz*kazka 1kazk kxyzk一臺短路阻抗標幺值為*的雙繞組變壓器改為自耦zk變壓器后，其短路阻抗標幺值減小至原來的(11zkka但二者有名值相同。)倍。自耦變壓器的短路阻抗自耦變壓器的短路阻抗Zka的測定：在低壓邊做穩態短路試驗求得。歸算關系。對應的等效電路AZAa 1 k2k2aka Z2axax kawZIkk2axXkxZ(ka1)2ZaaaaaZkaka 1

9、2 Zaxkaxk2Aaaaxa雙繞組變壓器穩態短路試驗，求得的短路阻抗 Zk 應為A22) Z()2ZZAaa1aZ()2ZaZaxkx() k2 Z aZ212 ka Z a12k2xyakak2xyk12即Z Z2 Zk12kkakaxyk*Za*I2N Z UkZ * k2 NI2 N Z UZ *2 NIZ1k2Z ka 2aN ka 2aNa kZ*kI2NZ11ka 2aNZI1I 1kxy即 Z 11ZkZ*kaka kxyk自耦變壓器的短路阻抗zka zAa W1 zax zk22*1*zka 1kazk kxy zkZ1Zk2 k2 Zkka2k*a*Aaaax xyk*Z

10、*1 11ka*Z* kxyZZZ*kakxykZZ*自耦變壓器的短路阻抗結 論 ： 1）自耦變壓器的短路阻抗標幺值不論從低壓邊或高壓邊看都是一樣的，這一點和雙繞組變壓器一致。2）由于自耦變壓器的短路阻抗標幺值Z*是該變壓器改作雙繞組變壓器時的短路阻抗標幺值Z*的k倍。kxyk*因此自耦變壓器在負載時的電壓調整率也較小，約為*雙繞組變壓器的正比的緣故。kxy倍，這是由于 U近似地與Za成自耦變壓器的短路阻抗3） 自耦變壓器的短路電流大約比雙繞組變壓器大*1/kxy倍。這是因為短路電流與*Za成反比的緣故，這點對自耦變壓器來說是不利的。因此，必須加固自耦變壓器的機械結構， 來防止短路電流產生的機

11、械力引起的破壞作用。自耦變壓器的運行問題1）由于自耦變壓器的原、副邊有電路上的聯系，為了防止由于高壓邊單相接地故障而引起低壓邊的過電壓， 用在電網中的三相自耦變壓器的中點必須可靠地接地， 如圖所示。OAaOAacObCBabc自耦變壓器的運行問題2）由于原、副邊有電路上的聯系，高壓邊遭受到過電壓時，也會傳到低壓邊。為了避免發生危險，須在原、副邊都裝避雷器。為了安全起見，配電變壓器都不采 用自耦變壓器。3）由于自耦變壓器的短路電流比雙繞組變壓器的大。為此，運行中必須采取限制短路電流的措施。三繞組變壓器、自耦變壓器和互感器4-3電流互感器和電壓互感器互感器的作用原理互感器是一種測量用的設備，分電流

12、互感器和電壓互感器兩種。它們的工作原理和變壓器相同。使用互感器的目的一是為了工作人員的安全，使測量回路與高壓電網隔離； 二是可以使用小量程的電流表測量大電流，用低量程電 壓表測量高電壓。通常，電流互感器的副邊電流為5安或1安。電壓互感器的副方電壓為100伏。三繞組變壓器、自耦變壓器和互感器4-3電流互感器和電壓互感器互感器的用途互感器除了用于測量電流外，還用于各種繼電保護裝置的測量系統，因此它的應用十分廣泛。電流互感器工作原理：原繞組由一匝或 幾匝截面較大的導線構成， 副邊的匝數較多，導線截面 較小，并與阻抗很小的儀表 (如電流表、功率表的電流線圈等)接成閉路。由于電流互感器要求誤差較小，所以

13、激 磁電流愈小愈好。因此鐵心 磁密較低。利用原、副繞組 不同的匝數關系，可將線路 上的大電流變為小電流來測 量。 1w 1w1 w2電流互感器由于互感器內總有一定的激磁電流，因此測量出來的電流總是有一定誤差，按照誤差的大小，分為0.2，0.5，1.0，3.0和10等五個標準等級。例如，0.5級準確度就表示在額定電流時，原、副邊電流變比的誤差不超過0.5。電流互感器 1）為了使用安全，電流互感器的副邊必須可靠的接地， 以防止由于絕緣損壞后，原邊的高壓傳到副邊，發生人身事故。2）電流互感器的副邊絕對不容許開路。因為副邊開路時，互感器成為空載運行。此時，原 邊被測線路電流成為激磁電流，使鐵心內的磁密

14、比額定 情況增加許多倍。它一方面將使副邊感應出很高的電壓， 可能使絕緣擊穿。同時對測量人員也很危險；另一方面， 鐵心內磁密增大以后，鐵耗會大大增加，使鐵心過熱， 影響電流互感器的性能，甚至燒毀。電壓互感器U1U2Vw1功率表的電壓線圈內阻抗很大，所以電壓互感器的運行情況相當于變壓器的空載情況。利用原、副邊不同的匝數比可將線路上的高電壓變為低電壓來測量。電壓互感器測量精度：為了提高電壓互感器的準確度,必須減小激磁電流和原、副邊的漏阻抗，所以電壓互感器一 般采用性能較好的硅鋼片制成。并使鐵心不飽和。 我國目前生產的電力系統用電壓互感器，按準確度 分為0.5，1.0和3.0等三級。電壓互感器有一定的額定容量。使用時副邊不宜接過多的儀表，以免電流 過大引起較大的漏抗壓降，而影響互感器的準確度。電壓互感器使用注意事項：1）電壓互感器副邊不能短路，否則會產生很大的短路電流。2）為安全起見，電壓互感