变压器CH6 三绕组变压器和其他用途变压器

变压器CH6 三绕组变压器和其他用途变压器 第六章 三绕组变压器和其它用 途变压器 第一节 三绕组变压器 三绕组变压器有 高压、中压和低压三个绕组，可以有三种等级的电压。三绕组变压器主要用于电力 系统中，将三个不同电压等级的电网连接起来，代替两台双绕组变压器，运行更加 经济。 第一节 三绕组变压器1.结构特点 三绕组变压器的铁心一般为心式结构，每 个心柱上同心排列三个绕组。从绝缘上考虑，通常将高压绕组放在最外层。 如果低 压绕组处于高压和中压绕组之间，中压绕组在最?锊悖 贡溲蛊鳎蝗绻 醒谷谱 榇τ诟哐购偷脱谷谱橹 洌 脱谷谱樵谧罾锊悖 笛谷谱椤?三绕组变压器运行 时，可将其中的一个绕组接电源，则另外两个绕组有两个等级的电压输出;也可以 将两个绕组接电源，向第三个绕组供电，提高供电可靠性。图6-1 三绕组变压器绕 组布置图 图6,2 SFSZ9系列110kV级三绕组变压器 第一节 三绕组变压器2.容量 与联结组 双绕组变压器的一、二次绕组容量相等，三绕组变压器根据供电需要，三 个绕组的容量可以不相等。其额定容量指三个绕组中容量最大的一个绕组的额定容 量。 如果将额定容量作为100,，三个绕组的容量配合可以为100/100/100、 、yn0，d11( Y / Y / 12 100/100/50、100/50/100。 三相三绕组变压器的联结组有YN 11 )和YN、yn0，y0( Y / Y / Y 12 12 )两 0 0 0 0种，前者更为常用。 第一节 三 绕组变压器3.工作原理 当三绕组变压器的一次绕组接到电源上，二次和三次绕组开 路时，为空载运行状态。空载时，其与双绕组变压器没有什么区别，只是有三个变 比，分别为: N1 U1N K12 N2 U 2N N1 U1N K13 N3 U 3 N N2 U 2N K 23 N3 U 3 N U3N分别为三个绕组的匝数和额定电压。 第一节 三绕N1、N2、N3、U1N、U2N和 组变压器(1) 磁动势平衡方程三绕组变压器负载运行时，磁势平衡方程为: I1 N 1 I2 N 2 I3 N 3 I0 N 1 图6,3 单相三绕组变压器负载运行示意图 第一节 三绕组变 压器如果忽略励磁电流，上式可表示为: I1 N1 I 2 N 2 I 3 N 3 0把绕组2与绕组3折 算到绕组1，有: I1 I 2 I 3 0 I3 I 2 I2 I 3 K12 K13分别为绕组2和绕组3折算到绕组1 的电流。 第一节 三绕组变压器(2) 电动势平衡方程 分析三绕组变压器时，由于 三个绕组互相耦合，不再使用双绕组变压器分析时的主磁通和漏磁通的概念。因为， 双绕组变压器中，漏磁通的概念十分明确，即只交链本绕组，不与其它绕组交链的 磁通。而三绕组变压器中，不与一次绕组交链的磁通，可能除了与本绕组交链外， 还与另外一个二次绕组交链，漏磁通的概念不明确，所以，三绕组变压器分析和讨 论时利用各绕组的自感和互感的概念。 I2 U2 I1 11 12 22 U1 23 13 I3 ZL3 U3 33折算 到一次侧的变压器电动势平衡方程为: U 1 I 1 r1 jL1 I 1 jM 12 I 2 jM 13 I 3 I r jM I jL I jM I U 2 2 2 21 1 2 2 23 3 U 3 I 3 r3 jM 31 I 1 jM 32 I 2 jL3 I 3第一节 三绕组变压 器 U 2 K 12U 2 U 3 K 13U 3 r2 K 212 r2 r3 K 213 r3 L2 K 212 L2 L3 K 213 L3 M 12 K12 M 12 M 21 M 13 K 13 M 13 M 31 M 23 K 12 K 13 M 23 M 32 第一节 三绕组变 压器 由于自感和互感都不是常数，上述方程组为一组非线性方程组。但因为输入电 压大小维持不变时，铁心饱和程度基本不变，铁心磁导基本不变，所以可近似认为 自感和互感都是常数，即可认为是线性方程组。 U 1 I 1 r1 jL1 I 1 jM 12 I 2 jM 13 I 3 I r jM I jL I jM I U 2 2 2 21 1 2 2 23 3 U 3 I 3 r3 jM 31 I 1 jM 32 I 2 jL3 I 3U12 U1 U2 I1r1 jL1 M12 M13 M23 I2r2 jL2 M12 M23 M13 I 1 r1 jx1 I 2 r2 jx 2 I 1 z1 I 2 z 2 第一节 三绕组变压器U13 U1 U3 I1r1 jL1 M12 M13 M23 I3r3 jL3 M13 M23 M12 I1 r1 jx1 I 3 r3 jx3 I1 z1 I 3 z 3 z1 r1 jx1 x1 L1 M 12 M 13 M 23 z 2 r2 jx2 x2 L2 M 12 M 23 M 13 z 3 r3 jx3 x3 L3 M 13 M 23 M 12 第一节 三绕组变压器 三 绕组变压器等效电路中各电抗参数为各绕组的自感漏电抗及绕组间互感漏电抗合成的等效电抗，相应的阻抗为等值阻抗。 图6,4 三绕组变压器的等效电路 第一节 三绕组变压器3.等效电路中参数的测定 三绕组变压器简化等效电路中的参数可以通过三次短路试验测出。短路试验可按如下步骤进行:(1)第一次短路试验将电压加在绕组1，绕组2短路，绕组3开路，此时测得的短路阻抗为: z k 12 z1 z r1 r2 j x1 x 2 rk 12 jx k 12 2 (2)第二次短路试验 将电压加在绕组1，绕组3短路，绕组2开路，此时 测得的短路阻抗为: z k 13 z1 z 3 r1 r3 j x1 x3 rk 13 jx k 13 第一节 三绕组变压器(3)第二次短路试验 将电压加在绕组2，绕组3短路，绕组1开路，此时测得的参数为折算到绕组2的绕组2和绕组3之间的短路阻抗。要得到折算到绕组1的参数，需乘以K12，即: 2z 23 z z 3 r2 r3 j x3 x3 rk23 jx k 23 k 2 rk12 rk13 rk23 x k12 x k13 x k 23 r1 x1 2 2 rk12 rk23 rk13 x k12 x k 23 x k13 r2 x2 2 2 rk13 rk23 rk12 x k13 x k 23 x k12 r3 x3 2 2 第一节 三绕组变压器4. 电压?浠 屎托 ?与双绕组变压器一样，三绕组变压器所带负载 发生变化时，第二和第三绕组的端电压也将发生 变化，三绕组变压器的电压调整率定义为: U1 U 2 U 12 100 U1 U1 U 3 U13 100 U1 第二绕组端电压不仅取决于本绕组的负载电流和阻抗，还要受第三绕组的负载电流和第一绕组的阻抗影响。同样，第三绕组的端电压也是这样。 第一节 三绕组变压器三绕组变压器的效率计算公式为: 1 p 1 p Fe pCu 100 P1 P2 P3 p Fe pCu 、2 是第二和第三绕组输出的有功功率， P P3p Fe 是变压器的铜耗，为三个绕 是变压器的铁耗， pCu组的铜耗之和。 由于三绕组变压器的各绕组额定容量可能不相等，所以在采用标幺值进行计算时，应进行容量折算。通常取高压绕组的额定容量作为容量基值。 第二节 自耦变压器 所谓自耦变压器，是一次和二次共用同一个绕组的变压器，其与双绕组变压器的主要差别在于:自耦变压器的一次和二次之间不仅有磁的耦合，还有电的联系。 1.结构特点 自耦变压器可看作为一台双绕组变压器改接而成，在每相铁心上套两个同心绕组，低压侧引出线为ax，高压侧引出线为AX。可以看出，高压侧由Aa绕组和ax绕组串联组成，低压绕组为ax，其中ax绕组为高低压两侧共用，称为公共绕组，Aa绕组称为串联绕组。Aa绕组的匝数一般比ax绕组的少。 图6,5 自耦变压器结构及原理接线图