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1、第6章 三绕组变压器及其他变压器 6.1 三绕组变压器 6.1.1 绕组的布置和额定容量图6.1 三绕组变压器示意图 6.1.2 电压方程式和等效电路 三个绕组的匝数分别为N1、N2和N3，则各绕组之间的变比为 在正弦电压作用下稳态运行时，按规定的正方向，其电动势方程式为(6-1) 将各绕组归算到绕组1，即(6-2)(6-3) 归算后的电动势方程为 负载时的磁动势平衡方程式为 或 将励磁电流忽略，则有(6-4)(6-5)(6-6) 把式(6-4)的第一式减去第二式，并以 代入，消去 ；把式(6-4)中的第一式减去第三式，并以 代入，消去 ，则可得(6-7) 令 则式(6-7)可写成(6-9)(
2、6-8)图6.2 三绕组变压器的简化等效电路 6.1.3 参数测定 1)绕组1加电压，绕组2短路，绕组3开路，如图6-3(a)所示。这时测得的阻抗为 2)绕组1加电压，绕组2开路，绕组3短路，如图6-3(b)所示。这时测得的阻抗为(6-11)(6-10)图6.3 三绕组变压器短路试验示意图 3)绕组1开路，绕组2加电压，绕组3短路，如图6.3(c)所示。这时测得的阻抗为折算到绕组2的短路阻抗Zk23=Rk23+jxk23，而 式中， 为绕 组2与绕组3之间测得的短路电阻和短路电抗折算到绕组1以后的数值。(6-12) 将式(6-10)式(6-12)中的实部与虚部分别求解，可得出(6-13) 6.
3、2 自耦变压器 6.2.1 电压关系和电流关系 如图6.4(c)所示，当忽略自耦变压器的漏磁(6-14)图6.4 自耦变压器的原理图 通和绕组电阻时，原方的感应电动势 与外加电压 平衡，副方的感应电动势等于副方的端电压 ，它们的关系是 式中 kA自耦变压器的变比； N1、N2高、低压侧绕组的匝数。 负载时磁动势平衡关系为(6-15) 若忽略励磁电流 ，则有 a点的电流关系为 代入式(6-17)得(6-17)(6-16)(6-18) 即 或 式中， 为低压方电流折算到高压方的数值。 将式(6.20)代入式(6.18)得 上式说明公共部分的电流 与副方电流(6-21)(6-20)(6-19) 相位
4、相同。I1、I2和I的大小关系为 自耦变压器的电流关系如图6.5所示。 6.2.2容量关系 自耦变压器的容量是指它的输入容量或输(6-22)图6.5 自耦变压器的电流关系 出容量。额定运行时的容量用SN表示，它等于 SN=U1NI1N=U2NI2N 以单相自耦变压器为例，变压器的额定容量如式(6.23)，而绕组Aa段的容量为(6-23)(6-24) 绕组ax段的容量为 6.2.3 主要优缺点 由于自耦变压器的绕组容量小于额定容量，当额定容量相同时，自耦变压器与双绕组变压器相比，其单位容量所消耗的材料少、变压器的体积小、造价低，而且铜耗和铁耗也小，因而效率高。这就是自耦(6-25) 变压器的主要
5、优点。由式(6.24)和式(6.25)可知，当kA越接近于1时，自耦变压器的绕组容量越小，其优点越突出。因此，一般电力系统使用的自耦变压器kA=1.52。将图6.4(c)中副方的引出点a做成滑动接触形式，就演变成实验室常用的自耦调压变压器了。 由于自耦变压器原、副绕组之间有直接电的联系，为了防止因高压边单相接地故障而引起低压边的过电压，用在电力系统中 的三相自耦变压器中性点必须可靠接地。同样，由于原、副绕组之间有直接电的联系，当高压边遭受过电压时，会引起低压边严重过电压，为避免这种危险，需要在原、副边都装设避雷器。 6.3 电压互感器和电流互感器 6.3.1 电压互感器 电压互感器的工作原理和普通降压变压器相同。当忽略漏阻抗时图6.6 电压互感器的原理图 实际上电压互感器存在着误差，包括变比误差和相位误差。变比误差的定义为 6.3.2 电流互感器 如果将励磁电流忽略，根据磁动势平衡关系有(6-26)(6-27)图6.7 电流互感器的原理图 或 实际上，由于励磁电流和漏阻抗的影响，电流互感器也存在电流误差(6-29)(6-28)
三绕组变压器及其他变压器
