电机学第05章课件.ppt

1、低压绕组中压绕组为绝缘方便，高压绕组在最外层一、绕组排列和额定容量一、绕组排列和额定容量高压绕组100100100中压绕组10050100低压绕组50100100表表5 51 1 三个绕组容量的配合三个绕组容量的配合(百分数百分数)二、三绕组变压器的基本方程式二、三绕组变压器的基本方程式22311333333323112222223132121111jjjjjjjjjIMIMILIrUIMIMILIrUIMIMILIrUI1222kUU 1333kUU 1222kII 1333kII 21222krr 21333krr 21222kLL 21333kLL 121212kMM131313kMM1

2、3122323kkMM 三、等效电路和电压变化率三、等效电路和电压变化率图图53 三绕组变压器简化等效电路三绕组变压器简化等效电路%100%100%1311312112UUUUUUUU四、参数测定四、参数测定(a)(b)(c)图图54 三绕组变压器短路实验三绕组变压器短路实验(a)绕组1加电压，绕组2短路，绕组3开路；(b)绕组1加电压，绕组3短路，绕组2开路；(c)绕组2加电压，绕组3短路，绕组1开路5.2 自耦变压器自耦变压器 所谓自耦变压器，是一次和二次共用同一个所谓自耦变压器，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绕组的变压器，其与双绕组变压器的主要差别在于：

3、自耦变压器的一次和二次之间不仅有磁的耦于：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。合，还有电的联系。一、电压、电流和容量关系一、电压、电流和容量关系1电压关系电压关系图图57 降压自耦变压器降压自耦变压器(a)结构示意图结构示意图 (b)绕组连接图绕组连接图a2212aN1aN2aN1aNkNNNEEUU2电流关系电流关系)(21m2211NNININIa1a21kIIa2a12a2111IkIIIaSSIUIUIUkIUS 1N2N2N2N2N2Na2aN2aNaN 111 3容量关系容量关系aNa2N2N1N1NN11 SkIUIUSSaNaN12N1 SkIUS 二、短路

4、阻抗和等效电路二、短路阻抗和等效电路1短路阻抗短路阻抗(a)自耦变压器短路实验接线图；自耦变压器短路实验接线图；(b)图图(a)的等效图；的等效图；(c)图图(b)的简化表示图的简化表示图ka1Na1Nk1aN1aNkka11111ZkUkIZIUZZ2等效电路等效电路图图59 自耦变压器简化等效电路自耦变压器简化等效电路三、自耦变压器的特点三、自耦变压器的特点自耦变压器的计算容量(电磁容量)小于额定容量。为此，与相同容量的双绕组变压器相比，自耦变压器材料少、体积小、造价低、效率高。自耦变压器短路阻抗标么值比构成它的双绕组变压器的短路阻抗标么值小，故短路电流大，突然短路时电动力大，必须加强机械

5、结构。自耦变压器一、二次侧之间有电的直接联系，高压方的过电压会串入低压侧。因此，其内部绝缘和防过压的措施都要加强。5.3 5.3 分裂变压器分裂变压器一个或几个绕组分裂成互不联系的几个分支的变压一个或几个绕组分裂成互不联系的几个分支的变压器称之为分裂变压器。分裂变压器与普通的多绕组器称之为分裂变压器。分裂变压器与普通的多绕组变压器不同在于：它的低压绕组中，有一个或几个变压器不同在于：它的低压绕组中，有一个或几个绕组分裂成额定容量相等的几个支路，这几个支路绕组分裂成额定容量相等的几个支路，这几个支路没有电气上的联系，而仅有较弱的磁的联系。没有电气上的联系，而仅有较弱的磁的联系。一、分裂变压器结构

6、一、分裂变压器结构图511 分裂变压器绕组布置原理图(a)单相两绕组分裂变压器；(b)三相两绕组分裂变压器(一相)二、分裂变压器等效电路及主要参数二、分裂变压器等效电路及主要参数)(21)(21)(2112k23k13k313k23k12k223k13k12k1ZZZZZZZZZZZZ 分裂运行和分裂阻抗分裂运行和分裂阻抗 当高压绕组当高压绕组1 1开路，分裂绕组的一个支路对另开路，分裂绕组的一个支路对另一个支路的运行称为分裂运行。此时两个分裂绕组一个支路的运行称为分裂运行。此时两个分裂绕组之间的短路阻抗叫分裂阻抗之间的短路阻抗叫分裂阻抗 并联运行和穿越阻抗并联运行和穿越阻抗 当两个分裂绕组并

7、联组成统一的低压绕组对当两个分裂绕组并联组成统一的低压绕组对高压绕组的运行，称为并联运行。此时高、低压高压绕组的运行，称为并联运行。此时高、低压绕组之间的短路阻抗叫穿越阻抗绕组之间的短路阻抗叫穿越阻抗 分裂系数分裂系数分裂阻抗与穿越阻抗之比，叫分裂系数分裂阻抗与穿越阻抗之比，叫分裂系数fk。二、分裂变压器的优缺点二、分裂变压器的优缺点采用分裂变压器可以节省对一次设备的投资。当一个分裂绕组发生短路故障时，在任一未出故障的绕组有较高的残余电压，从而提高供电的可靠性。分裂变压器制造上比较复杂，价格较贵。5.4 电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器 在高电压、大电流的电力系统中，为了测量在高电

8、压、大电流的电力系统中，为了测量线路上的电压和电流，需要采用互感器。互感器线路上的电压和电流，需要采用互感器。互感器是一种用于测量高电压、大电流的变换器。目的是一种用于测量高电压、大电流的变换器。目的是使一次和二次隔离，以保障运行人员的人身安是使一次和二次隔离，以保障运行人员的人身安全和测量装置的安全，并可以利用小量程的电压全和测量装置的安全，并可以利用小量程的电压表、电流表来测量高电压、大电流。表、电流表来测量高电压、大电流。互感器分为电压互感器和电流互感器两种，互感器分为电压互感器和电流互感器两种，这里简单介绍电磁式电压互感器和电流互感器。这里简单介绍电磁式电压互感器和电流互感器。一、电压

9、互感器一、电压互感器 电压互感器的一次、二次绕组套在同一个闭电压互感器的一次、二次绕组套在同一个闭合的铁心上，高压绕组直接接到被测的高压线路合的铁心上，高压绕组直接接到被测的高压线路上，一次绕组匝数多，导线较细；低压绕组接到上，一次绕组匝数多，导线较细；低压绕组接到测量仪表的电压线圈上，匝数少，导线较粗。如测量仪表的电压线圈上，匝数少，导线较粗。如果仪表个数不止一个，则各仪表的电压线圈并联果仪表个数不止一个，则各仪表的电压线圈并联接在电压互感器的二次绕组。接在电压互感器的二次绕组。由于二次绕组所接的仪表电压线圈阻抗很大，所由于二次绕组所接的仪表电压线圈阻抗很大，所以，电压互感器运行时相当于一台

10、以，电压互感器运行时相当于一台空载空载运行的降压变运行的降压变压器。不考虑漏阻抗压降，并认为二次电压线圈阻抗压器。不考虑漏阻抗压降，并认为二次电压线圈阻抗很大，互感器处于空载状态，很大，互感器处于空载状态，则一、二次电压之比即等于则一、二次电压之比即等于匝数比。匝数比。供测量用的电压互感器供测量用的电压互感器二次额定电压标准值为二次额定电压标准值为100V 或或 121212/UUEENN100/3V图图515 电压互感器原理图电压互感器原理图 使用电压互感器时，一定要注意：使用电压互感器时，一定要注意：二次侧绝对不允许短路，否则会产生很大的短路二次侧绝对不允许短路，否则会产生很大的短路电流，

11、引起绕组发热甚至烧坏绕组绝缘，使一次电流，引起绕组发热甚至烧坏绕组绝缘，使一次回路的高电压浸入二次低压回路，危及人身和设回路的高电压浸入二次低压回路，危及人身和设备安全；备安全；为安全起见，电压互感器的二次绕组和铁心必须为安全起见，电压互感器的二次绕组和铁心必须可靠接地；可靠接地；使用时，二次绕组不能并联过多的仪表，以免影使用时，二次绕组不能并联过多的仪表，以免影响互感器测量精度。响互感器测量精度。二、电流互感器二、电流互感器 电流互感器主要结构和工作原理也与普通变电流互感器主要结构和工作原理也与普通变压器相似。它的一次绕组由一匝或几匝截面较大压器相似。它的一次绕组由一匝或几匝截面较大的导线构

12、成，串联在一次侧线路中。二次绕组匝的导线构成，串联在一次侧线路中。二次绕组匝数较多，导线较细，与各种仪表的电流线圈串联。数较多，导线较细，与各种仪表的电流线圈串联。图图516 电流互感器原理图电流互感器原理图 由于仪表的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器由于仪表的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器正常工作时相当于变压器的正常工作时相当于变压器的短路短路运行状态。如果不考运行状态。如果不考虑励磁电流，则有虑励磁电流，则有 ，这样，根据一、，这样，根据一、二次绕组的匝数比，可以将大电流转化为小电流测量。二次绕组的匝数比，可以将大电流转化为小电流测量。通常，电流互感器二次侧绕组的额定电流设计为通常，电流互感器二次侧绕组的额定电流设计为5A5A或或1A1A。按照变流比误差的大小，电流互感器的精度可分按照变流比误差的大小，电流互感器的精度可分为为0.20.2、0.50.5、1 1、3 3和和1010等几级。等几级。1221/IINN