三绕组变压器及特殊变压器教学文案.ppt

《三绕组变压器及特殊变压器教学文案.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三绕组变压器及特殊变压器教学文案.ppt（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一篇第一篇 变压器变压器三绕组变压器及特殊变压器第一篇第一篇 变压器变压器什么是三绕组变压器？什么是三绕组变压器？在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两个原绕在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两个原绕组一个副绕组。具有组一个副绕组。具有U1 1/U2 2/U3 3三种电压的变压器叫三绕组变压器。三种电压的变压器叫三绕组变压器。(同心式绕组，铁心为心式结构同心式绕组，铁心为心式结构)2第一篇第一篇 变压器变压器n n三绕组变压器的三绕组变压器的三绕组变压器的三绕组变压器的每相每相每相每相有有有有3 3 3 3个绕组个绕组个绕组个绕组，当当当当1 1 1 1个绕组接到个绕组接到个绕

2、组接到个绕组接到交流电源后，另外交流电源后，另外交流电源后，另外交流电源后，另外2 2 2 2个绕个绕个绕个绕组就感应出不同的电势，组就感应出不同的电势，组就感应出不同的电势，组就感应出不同的电势，这种变压器用于需要这种变压器用于需要这种变压器用于需要这种变压器用于需要2 2 2 2种种种种不同电压等级的负载。不同电压等级的负载。不同电压等级的负载。不同电压等级的负载。n n发电厂和变电所通常出现发电厂和变电所通常出现发电厂和变电所通常出现发电厂和变电所通常出现3 3 3 3种不同等级的电压种不同等级的电压种不同等级的电压种不同等级的电压，所所所所以三绕组变压器在电力系以三绕组变压器在电力系以

3、三绕组变压器在电力系以三绕组变压器在电力系统中应用比较广泛。统中应用比较广泛。统中应用比较广泛。统中应用比较广泛。3第一篇第一篇 变压器变压器用途：用途：1）变电站中利用三绕组变压器由两个系统向一个负载）变电站中利用三绕组变压器由两个系统向一个负载 供电，如图供电，如图(a)(a)所示。所示。2）发电厂利用三绕组变压器把发出的电压用两种电压）发电厂利用三绕组变压器把发出的电压用两种电压 输送到不同的电网。如图输送到不同的电网。如图(b)(b)所示。所示。4第一篇第一篇 变压器变压器一、结构特点一、结构特点132231321231YY升压升压降压降压1 高压高压 2 中压中压 3 低压低压每相的

4、每相的每相的每相的高中低高中低高中低高中低压绕组均套于同一铁心柱上沿铁芯向外的排列布置，压绕组均套于同一铁心柱上沿铁芯向外的排列布置，压绕组均套于同一铁心柱上沿铁芯向外的排列布置，压绕组均套于同一铁心柱上沿铁芯向外的排列布置，一是便于绝缘，二是利于功率传递，为了绝缘使用合理，通常把一是便于绝缘，二是利于功率传递，为了绝缘使用合理，通常把一是便于绝缘，二是利于功率传递，为了绝缘使用合理，通常把一是便于绝缘，二是利于功率传递，为了绝缘使用合理，通常把高压高压高压高压绕组放在最绕组放在最绕组放在最绕组放在最外外外外层，中压和层，中压和层，中压和层，中压和低压低压低压低压绕组放在绕组放在绕组放在绕组放

5、在内层内层内层内层。对对于于升升压压变变压压器器，如如果果采采用用降降压压的的方方法法布布置置，则则低低压压和和高高压压绕绕组组之之间间的的漏漏磁磁通通较较大大，同同时时附附加加损损耗耗也也显显著著增增加加，使使变变压压器器可可能能发发生局部过热和降低效率。生局部过热和降低效率。5第一篇第一篇 变压器变压器分类：分类：单相三绕组变压器单相三绕组变压器三相三绕组变压器三相三绕组变压器二、三绕组变压器的容量和标准联结组二、三绕组变压器的容量和标准联结组(1)额定容量：额定容量：三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容量最大的一个绕组的容量。为了使产品标准化起见，

6、一般三个量最大的一个绕组的容量。为了使产品标准化起见，一般三个绕组的容量配合有下列三种。绕组的容量配合有下列三种。高压绕组高压绕组中压绕组中压绕组低压绕组低压绕组注意：表中列出的注意：表中列出的各绕组的容量配置各绕组的容量配置关系，代表的是每关系，代表的是每个绕组传递功率的个绕组传递功率的能力，并不表示三能力，并不表示三个绕组传递功率时个绕组传递功率时的实际比例的实际比例6第一篇第一篇 变压器变压器（2 2）标准联结组：）标准联结组：（GB1094-85）u三相三绕组电力变压器的标准联结组为：三相三绕组电力变压器的标准联结组为：YN,yn0,d11 和和 YN,yn0,y0。u单相三绕组变压器

7、的标准联结组为单相三绕组变压器的标准联结组为 ：I,I0,I0。三、变比、磁动势平衡方程式、等效电路三、变比、磁动势平衡方程式、等效电路1变比变比7第一篇第一篇 变压器变压器2三绕组变压器的磁动势方程式三绕组变压器的磁动势方程式负载运行时的磁动势平衡方程式或由于空载励磁电流的值 很小，此时可略去不计，故即：或则磁动势基本平衡方程式其中8第一篇第一篇 变压器变压器3三绕组变压器的等效电路三绕组变压器的等效电路定性给出三绕组变压器的简化等效电路如图所示9第一篇第一篇 变压器变压器3.2 3.2 自耦变压器自耦变压器10第一篇第一篇 变压器变压器自耦变压器的结构特点自耦变压器的结构特点普通变压器的特

8、点：普通变压器的特点：原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上 的联系。的联系。自耦变压器的特点：自耦变压器的特点：原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电 路上的直接联系。路上的直接联系。自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。设有一台双自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。设有一台双绕组变压器，原、副绕组匝数分别为绕组变压器，原、副绕组匝数分别为N1 1和和N2 2，额定电压为，额定电压为U1N和和U2N，额定电流为额定电流为I1N和和I2N,其变比为其变比为11第一篇第一篇 变压器变压器自耦变压器的结构特点自耦

9、变压器的结构特点 如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。而副绕组还绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗ZL，便演变成，便演变成了一台降压自耦变了一台降压自耦变压器。压器。12第一篇第一篇 变压器变压器（1 1）电压关系）电压关系U U1 1E E1 14.444.44fNfN1 1m m U U2 2E E2 24.444.44fNfN2 2m m（2 2）电流关系）电流关系负载时的磁势平衡方程式：负载时的磁势平

10、衡方程式：忽略空载磁通势，则忽略空载磁通势，则自耦变压器一、二次绕组中的电流大小与自耦变压器一、二次绕组中的电流大小与 匝数成反比，在相位上互差匝数成反比，在相位上互差1801800 0.结论结论:13第一篇第一篇 变压器变压器当自耦变压器二次侧接入负载后即可见，自耦变压器一、二次电压、电流关系与双绕组变压器一致流经公共绕组中的电流流经公共绕组中的电流I I的大小为的大小为 :当变比当变比K K接近于接近于1 1时，时，I I很小，这很小，这部分绕组可用截面积较小的导线绕部分绕组可用截面积较小的导线绕制，以节约用铜量，并减小自耦变制，以节约用铜量，并减小自耦变压器的体积与重量。压器的体积与重量

11、。结论：结论：14第一篇第一篇 变压器变压器（3 3）容量关系）容量关系S S2 2=U U2 2I I2 2=U U2 2（I I+I I1 1）=U U2 2I I+U U2 2I I1 1自耦变压器输出的视在功率为：自耦变压器输出的视在功率为：由电磁感应原理从一次绕组由电磁感应原理从一次绕组 传递到二次绕组的视在功率传递到二次绕组的视在功率 通过电路的直接联系从一次通过电路的直接联系从一次绕组直接传递到二次绕组的绕组直接传递到二次绕组的视在功率视在功率 结论：由电源通过变压器传到负载的输出容量可分为两部分：一部分是绕组 的电磁容量，它是通过Aa段绕组和ax段绕组之间电磁感应传过去的；另一

12、部分为传导容量，可以看做电流通过传导直接达到负载。后一 部分容量不需要增加绕组容量，也是双绕组变压器所没有的，自耦变 压器之所以有一系列优点，就在于它的副边可以直接向电源吸收传导 功率。15第一篇第一篇 变压器变压器I1只在一部分只在一部分绕组的的电阻上阻上产生生铜损耗，因此自耗，因此自耦变压器的损耗比普通变压器要小，效率较高，耦变压器的损耗比普通变压器要小，效率较高，因而较为经济。因而较为经济。K K一般介于一般介于1.21.22 2间，此，此时变压器器优势较明显。明显。应用举例：应用举例：电力系统中，用自耦变压器把电力系统中，用自耦变压器把110 kV、150 kV、220 kV和和330

13、kV的高的高压电力系力系统连接成大规模连接成大规模的动力系统。的动力系统。16第一篇第一篇 变压器变压器自耦变压器的缺点：自耦变压器的缺点：高压侧的电气故障会波及到低压侧，很不高压侧的电气故障会波及到低压侧，很不安全。因此自耦变压器在使用时必须正确安全。因此自耦变压器在使用时必须正确接线，且外壳必须接地，并规定安全照明接线，且外壳必须接地，并规定安全照明变压器不允许采用自耦变压器结构形式。变压器不允许采用自耦变压器结构形式。17第一篇第一篇 变压器变压器（4 4）自耦变压器与双绕组变压器的比较自耦变压器与双绕组变压器的比较1 1）在在变变压压器器额额定定容容量量(通通过过容容量量)相相同同时时

14、，自自耦耦变变压压器器的的绕绕组组容量容量(电磁容量电磁容量)比双绕组变压器的小。比双绕组变压器的小。2 2）变变压压器器硅硅钢钢片片和和铜铜线线的的用用量量与与绕绕组组的的额额定定感感应应电电动动势势和和通通过过的的额额定定电电流流有有关关，也也就就是是和和绕绕组组的的容容量量有有关关，现现在在自自耦耦变变压压器器的的绕绕组组容容量量减减小小了了，当当然然所所用用的的材材料料也也少少了了，从从而而可可以以降低成本。降低成本。3 3）由由于于铜铜线线和和硅硅钢钢片片用用量量减减少少，在在同同样样的的电电流流密密度度和和磁磁通通密密度度下下，自自耦耦变变压压器器的的铜铜耗耗和和铁铁耗耗以以及及激

15、激磁磁电电流流都都比比较较小小，从从而提高了效率。而提高了效率。18第一篇第一篇 变压器变压器4 4）由由于于铜铜线线和和硅硅钢钢片片用用量量减减少少，自自耦耦变变压压器器的的重重量量及及外外形形尺尺寸寸都都较较双双绕绕组组变变压压器器小小，即即减减小小了了变变电电所所的的厂厂房房面面积积和和减减少少了了运运输输和和安安装装的的困困难难；反反过过来来说说，在在运运输输条条件件有有一一定定限限制制的的条条件件下下，即即变变压压器器的的外外形形尺尺寸寸有有一一定定限限制制的的条条件件下下，自自耦耦变变压压器器的的容容量量可以比双绕组变压器的大，即提高了变压器的极限容量。可以比双绕组变压器的大，即提

16、高了变压器的极限容量。5 5）效效益益系系数数 越越小小。上上述述优优点点就就越越显显著著，为为此此，自自耦耦变变压压器器的的变变比比越越接接近近1 1就就越越好好，一一般般以以不不超超过过2 2为为宜宜。此此外外，如如果果变变比比太太大大，高高、低低压压相相差差悬悬殊殊，由由于于自自耦耦变变压压器器原原、副副边边有有电电路路上上的的连连接接，会会给给低低压压边边的的绝绝缘缘及及安安全全用用电电带带来来一一定定的的困困难难，所所以，自耦变压器适用于原、副边电压变比不大的场合。以，自耦变压器适用于原、副边电压变比不大的场合。19第一篇第一篇 变压器变压器3.3 3.3 分裂绕组变压器分裂绕组变压

17、器20第一篇第一篇 变压器变压器一、分裂绕组变压器的用途一、分裂绕组变压器的用途 分裂变压器是将其中一个绕组（通常是低压绕组）分分裂变压器是将其中一个绕组（通常是低压绕组）分裂成电路上不相连而在磁路上只有松散耦合的两个绕组的裂成电路上不相连而在磁路上只有松散耦合的两个绕组的变压器。变压器。随着变压器容量的增加，当变压器二次侧发生短路时，随着变压器容量的增加，当变压器二次侧发生短路时，短路电流数值很大，采用分裂绕组变压器，能有效地限制短路电流数值很大，采用分裂绕组变压器，能有效地限制短路电流，降低短路容量，从而可以采用轻型断路器以节短路电流，降低短路容量，从而可以采用轻型断路器以节省投资。现在大

18、型电厂（单机容量省投资。现在大型电厂（单机容量200MW200MW及以上）的启动及以上）的启动变压器和高压电厂用变压器一般均采用分裂绕组变压器。变压器和高压电厂用变压器一般均采用分裂绕组变压器。21第一篇第一篇 变压器变压器变变压压器器中中，低低压压线线圈圈分分裂裂成成额额定定容容量量相相等等的的两两部部分分或或者者几几部分。分裂线圈之间没有电的联系，而仅有较弱的磁联系。部分。分裂线圈之间没有电的联系，而仅有较弱的磁联系。分分裂裂绕绕阻阻的的每每个个支支路路可可以以单单独独运运行行，也也可可以以在在额额定定电电压压相相同同时时并并联联运运行行，低低压压线线圈圈分分裂裂后后，可可以以大大大大地地

19、增增加加高高压压线线圈圈与与低低压压线线圈圈各各分分裂裂部部分分之之间间，以以及及低低压压分分裂裂线线圈圈之之间间的的短短路路阻阻抗抗，从从而而很很好好地地限限制制网网络络的的短短路路电电流流，因因此此分分裂裂变变压器在电力系统中得到广泛的应用。压器在电力系统中得到广泛的应用。二、特点二、特点22第一篇第一篇 变压器变压器 按按其其结结构构，分分裂裂变变压压器器与与普普通通变变压压器器的的区区别别仅仅是是各各铁铁芯芯柱柱上上的的低低压压线线圈圈本本身身，分分裂裂变变压压器器的的低低压压线线圈圈没没有有串串联联或或并并联，而将始端和终端各自引出，其原理如图所示联，而将始端和终端各自引出，其原理如

20、图所示。该该图图所所示示为为Y 一一一一1111接接线线方方式式，即即高高压压线线圈圈接接成成星星形形，两两个个分分裂裂的的低低压压线线圈圈接接成成三三角角形形，此此外外还还有有其其他他接线方式。接线方式。23第一篇第一篇 变压器变压器三、基本要求三、基本要求分分裂裂变变压压器器与与普普通通变变压压器器，按按其其结结构构看看，几几乎乎没没有有什什么么区区别别，其其区区别别仅仅仅仅是是在在各各铁铁芯芯柱柱上上的的低低压压圈圈线线本本身身没没有有串串联联或或并并联联而而将将其其始始端端和和终终端端各各自自引引出出，无无论论采采取取哪哪种种结结构构方方式式，其其分分裂裂的的二二次次绕绕组组之之间间磁

21、磁的的耦耦合合是是比比较较弱弱的的，因因此，对分裂变压器的基本要求是：此，对分裂变压器的基本要求是：1)1)低低压压绕绕组组线线圈圈分分裂裂的的几几个个部部分分与与高高压压线线圈圈的的绝绝缘缘结结构构，要求有足够的电气强度；要求有足够的电气强度；2)2)低压线圈每一部分与高压线圈之间的阻抗值要相等；低压线圈每一部分与高压线圈之间的阻抗值要相等；24第一篇第一篇 变压器变压器 3)3)使使用用时时，低低压压线线圈圈的的每每一一部部分分可可分分别别接接到到发发电电机机或或电电动动机机上上，且且可可同同时时运运行行，也也可可单单独独运运行行，具具有有相相同同额额定定电压的分裂线圈可以并联运行；电压的

22、分裂线圈可以并联运行；4)4)结构要简单，尽可能接近无分裂线圈变压器的结构。结构要简单，尽可能接近无分裂线圈变压器的结构。当当然然，分分裂裂变变压压器器比比起起普普通通(无无分分裂裂)变变压压器器(在在相相同同容容量量、电电压压等等级级、调调压压范范围围及及级级数数，总总损损耗耗和和短短路路电电压压等等情情况况下下)相相比比，材材料料消消耗耗较较多多(包包括括硅硅钢钢片片、线线圈圈用用铜铜(铝铝)量等量等)，从而使变压器的成本有所增加。，从而使变压器的成本有所增加。25第一篇第一篇 变压器变压器分裂变压器的运行方式(1)分裂运行。两个低压分裂绕组运行，低压绕组间有穿越功率，高压绕组开路，高、低

23、压绕组间无穿越功率。(2)穿越运行。当两个低压分裂绕组并联运行，变压器高压绕组和分裂绕组之间有功率传递，称为穿越运行。(3)单独运行。当任一低压绕组开路，另一低压绕组和高压绕组运行，在此运行方式下，高、低压绕组问的阻抗称为半穿越阻抗。此阻抗值较大，在工程上用来限制短路电流。26第一篇第一篇 变压器变压器3.4 3.4 互感器互感器（一）结构特点及用途（一）结构特点及用途 作用：作用：为了测量人员的安全，使测量回路与高压电网为了测量人员的安全，使测量回路与高压电网 相互隔离；相互隔离；扩大测量仪表（电流表及电压表）的测量范围。扩大测量仪表（电流表及电压表）的测量范围。电压互感器电压互感器电流互感

24、器电流互感器分类：分类：27第一篇第一篇 变压器变压器 1 1电流互感器流互感器在电工测量中用来按比例变换交流电流的仪器在电工测量中用来按比例变换交流电流的仪器 串在电路中，串在电路中，流过被测电流流过被测电流 匝数少，导线匝数少，导线 粗。粗。1 1电流互感器流互感器在电工测量中用来按比例变换交流电流的仪器在电工测量中用来按比例变换交流电流的仪器 串在电路中，串在电路中，流过被测电流流过被测电流 匝数少，导线匝数少，导线 粗。粗。28第一篇第一篇 变压器变压器 1 1电流互感器流互感器量程及读数：量程及读数：二次电流表量程一般为二次电流表量程一般为5A5A。实际中已换算成。实际中已换算成一次

25、电流，其标度尺即按一次电流分度，这一次电流，其标度尺即按一次电流分度，这样可以直接读数，不必再进行换算。样可以直接读数，不必再进行换算。29第一篇第一篇 变压器变压器电流互感器使用注意事项：电流互感器使用注意事项：二次绕组绝对二次绕组绝对 不允许开路不允许开路 电流互感器的铁电流互感器的铁 心及二次绕组一心及二次绕组一 端必须可靠接地端必须可靠接地 30第一篇第一篇 变压器变压器钳形电流表钳形电流表 利用电流互感器原理利用电流互感器原理如被测电流过小，可将被测导线在钳口内多绕如被测电流过小，可将被测导线在钳口内多绕 几圈，然后将读数除以所绕匝数几圈，然后将读数除以所绕匝数 31第一篇第一篇 变

26、压器变压器用电流互感器进行电流测量时存在一定的用电流互感器进行电流测量时存在一定的误差，根据误差的大小，电流互感器分下误差，根据误差的大小，电流互感器分下列各级：列各级：0.20.2、0.50.5、1.01.0、3.03.0、10.010.0。如如0.50.5级的电流互感器表示在额定电流时，级的电流互感器表示在额定电流时，测量误差最大不超过测量误差最大不超过0.50.5 精度：精度：1 1电流互感器流互感器32第一篇第一篇 变压器变压器 2 2电压互感器互感器在电工测量中用来按比例变换交流电压的仪器在电工测量中用来按比例变换交流电压的仪器 实际上是一台降压变压器实际上是一台降压变压器 二次电压

27、表量程二次电压表量程一般为一般为100V 100V。实际中已换算成实际中已换算成一次电压，其标一次电压，其标度尺即按一次电度尺即按一次电压分度，可以直压分度，可以直接读数，不需换接读数，不需换算。算。33第一篇第一篇 变压器变压器电压互感器使用注意事项：电压互感器使用注意事项：二次绕组绝对二次绕组绝对 不允许短路不允许短路 电压互感器的铁电压互感器的铁 心及二次绕组一心及二次绕组一 端必须可靠接地端必须可靠接地 使用时二次绕组回路不宜使用时二次绕组回路不宜接入过多的仪表，以免影接入过多的仪表，以免影响电压互感器的测量精度响电压互感器的测量精度 二次回路应串二次回路应串 入熔体电流小入熔体电流小

28、 于于2A2A的熔断器的熔断器34第一篇第一篇 变压器变压器解：解：因为电流互感器负载电流等于电流表读数乘上因为电流互感器负载电流等于电流表读数乘上电流互感器电流比，即电流互感器电流比，即电压互感器所测高电压等于电压表读数乘上变比，即电压互感器所测高电压等于电压表读数乘上变比，即 被测电路的电流为被测电路的电流为70A70A，电压为，电压为9600V 9600V 例：例：用变压比为用变压比为10 00010 000100 V100 V的电压互的电压互 感器，变流比为感器，变流比为1001005 A5 A的电流互感器扩大量的电流互感器扩大量 程，其电流表读数为程，其电流表读数为3.5 A3.5 A，电压表读数为，电压表读数为96V96V，试求被测电路的电流、电压各为多少？试求被测电路的电流、电压各为多少？35第一篇第一篇 变压器变压器此此课课件下件下载载可自行可自行编辑编辑修改，修改，仅仅供参考！供参考！感感谢谢您的支持，我您的支持，我们们努力做得更好！努力做得更好！谢谢谢谢