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1、第四章三繞組變壓器和自耦變壓器4-1概述4-2三繞組變壓器4-3自耦變壓器第四章三繞組變壓器和自耦變壓器?基本要求：1.了解三繞組變壓器和自耦變壓器的用途及結構特點；2.掌握三繞組變壓器的基本電磁關系、簡化等效電路及其參數的物理意義和測定方法；3.掌握自耦變壓器的基本電磁關系、方程式和等效電路，4.掌握自耦變壓器的容量關系和計算方法。4-1概述變壓器按繞組數目分為：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器。1.三繞組變壓器定義：每相鐵心柱上有高壓、中壓、低壓三個繞組的變壓器。用途：在電力系統中，當需要把三個不同電壓等級的電網聯系起來時，常采用三繞組變壓器。2.自耦變壓器定義：一次繞組和二次繞

2、組具有公共繞組的變壓器。QZB自耦變壓器220kV三相三繞組無勵磁調壓自耦降壓變壓器用途：在高壓大容量電力系統中，當需要把兩個電壓等級相近的電力網聯系起來時，經常采用自耦變壓器作為聯絡變壓器。4-2三繞組變壓器?三繞組變壓器的結構特點三繞組變壓器的鐵心一般采用心式結構。每相有高壓、中壓、低壓三個繞組，同心地套在同一鐵心柱上。通常高壓繞組放在最外層，低壓繞組或中壓繞組放在最里層。三繞組變壓器繞組布置示意圖(a)升壓變壓器(b)降壓變壓器低壓繞組高壓繞組中壓繞組中壓繞組低壓繞組高壓繞組1.工作原理1）變比三個繞組之間的變比(4-1)三繞組變壓器的磁通分為：主磁通：同時與三個繞組交鏈的磁通稱為主磁通

3、。自漏磁通：只交鏈一個繞組的磁通稱為自漏磁通。互漏磁通：只交鏈兩個繞組的磁通稱為互漏磁通。三繞組變壓器的磁通示意圖2）基本方程式當外施電壓為正弦波且穩(wěn)定運行時，電壓方程式為：式中，R1、R2、R3為各繞組的電阻；L1、L2、L3為各繞組的自感；M12＝M21為繞組1與繞組2之間的互感；M13=M31為繞組1與繞組3之間的互感；M23=M32為繞組2與繞組3之間的互感。(4-2)(4-3)(4-4)把二次側折算到一次側，即折算到一次側的電壓方程式為：磁動勢平衡方程式為：把二次側折算到一次側，磁動勢平衡方程式可寫為：忽略勵磁電流，有式中，式(4-2)+式(4-3)，并將代入，整理得式(4-2)+式

4、(4-4)，并將代入，整理得式中，Z1、Z2?、Z3?分別是繞組1、2、3的等效電抗。X1、X2?、X3?分別是繞組1、2、3的等效電抗，并非各繞組本身漏磁通所對應的電抗，而是各繞組的自感漏電抗以及該繞組與另兩個繞組之間的互感漏電抗的合成。3）等效電路由折算到一次側的基本方程式：可畫出三繞組變壓器的簡化等效電路：三繞組變壓器的電壓調整率為三繞組變壓器的效率為式中，pCu1、pCu2、pCu3是繞組1、2、3的銅耗；pFe是鐵耗；P2、P3是繞組2、3輸出的有功功率。4）相量圖由基本方程式可畫出三繞組變壓器的相量圖。三繞組變壓器帶感性負載時的相量圖2.短路試驗測參數短路試驗1等效阻抗可通過三次短

5、路實驗測定。每次測出兩個繞組間的短路阻抗。短路試驗2(a)123132(b)短路試驗3三繞組變壓器的參數為：(c)132三繞組變壓器短路實驗3.三繞組變壓器的額定容量及聯結組標號1）額定容量繞組的額定容量反映繞組傳遞功率的能力。?單相三繞組變壓器?三相三繞組變壓器三繞組變壓器的額定容量SN：指三個繞組中容量最大的繞組容量。2）容量配合高壓繞組中壓繞組低壓繞組10010010010050100100100503）標準聯結組三相三繞組變壓器的標準聯結組：YNyn0d11、YNyn0y0單相三繞組變壓器的標準聯結組：II0I0SFSZ9-240000/220三繞組自然循環(huán)風冷有載調壓電力變壓器。4-

6、3自耦變壓器1.自耦變壓器的結構特點(a)接線圖特點：自耦變壓器的一、二次繞組之間不僅有磁的耦合，還有電的直接聯系。(b)原理圖自耦變壓器公共繞組：一、二次繞組共用的部分繞組。(繞組ax)串聯繞組：非公共部分的繞組。(繞組Aa)2.基本方程式、等效電路、相量圖和容量關系1）基本方程式k為雙繞組變壓器的變比自耦變壓器的變比為低壓側回路電壓方程式：高壓側回路電壓方程式：磁動勢平衡方程式：又忽略勵磁電流，則有自耦變壓器的電流關系：2）簡化等效電路3）相量圖自耦變壓器帶感性負載時的相量圖自耦變壓器的簡化等效電路4）容量關系普通雙繞組變壓器：自耦變壓器的輸出容量自耦變壓器：自耦變壓器的視在功率由兩部分組

7、成：?電磁功率SM，是通過串聯繞組和公共繞組的電磁感應關系由一次側傳遞到二次側的功率。?傳導功率SC，是由電源通過串聯繞組直接傳導作用到二次側的功率。公共繞組的電磁容量為串聯繞組的電磁容量為?結論：自耦變壓器的傳導容量占額定容量的1/kA，電磁容量占額定容量的(1?1/kA)。式中，稱為自耦變壓器的效益因數。3.短路試驗、短路阻抗、短路電流和電壓調整率1）短路阻抗自耦變壓器短路阻抗ZkA的測定：在