电机学-第三章三相变压器课件.ppt

1、 分析方法：分析方法：对称分量法对称分量法三相对称制：三相对称制：正序、负序、零序正序、负序、零序三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行120240AIBICICIBIAI0AI0BI0CI图3-25 三相对称制三相变压器三相变压器 分析方法：分析方法：对称分量法对称分量法 一组不对称的三相正弦量可以分解成三组对称的一组不对称的三相正弦量可以分解成三组对称的量。对称分量法是一种线性变换，它是把不对称的系量。对称分量法是一种线性变换，它是把不对称的系统分解成三组对称的系统。统分解成三组对称的系统。反之，合成。反之，合成。02211111AAACBAIIIIIICBAAAAIIIIII111

2、1131220正序等效电路：正序等效电路：1r1jx2r2x j mrmjxAIaIAUaUmI1r1jx2r2x j mrmjxAUmIaUAIaI负序等效电路：负序等效电路：0AI0aI0AU0aU0AE1Z2Z0mZ一相零序等效电路，指一相零序等效电路，指变压器内部、本身，与变压器内部、本身，与外电路未必连通！外电路未必连通！零序等效电路：零序等效电路：零序激磁阻抗：零序激磁阻抗：三相变压器组：三相磁路互相独立，由零序电流激励三相变压器组：三相磁路互相独立，由零序电流激励主磁通。其磁路与正序电流激励的主磁通的磁路相同，主磁通。其磁路与正序电流激励的主磁通的磁路相同，因此零因此零序激磁阻抗

3、与正序激磁阻抗相等，即序激磁阻抗与正序激磁阻抗相等，即：Zm0=Zm 三相心式变压器：由零序激磁电流所激励的三个同大三相心式变压器：由零序激磁电流所激励的三个同大小、同相的零序主磁通不能在铁心内形成闭合磁路。小、同相的零序主磁通不能在铁心内形成闭合磁路。Zm0 ZmABCabc03I0零序阻抗：零序阻抗：1Z2Z0mZ 从原边和从副边看，零序阻抗可以不相同。例如从原边和从副边看，零序阻抗可以不相同。例如YN,d 联结时，从联结时，从 YN 方面看，零序阻抗方面看，零序阻抗而从三角形接法方面看，零序电流为零，零序阻抗而从三角形接法方面看，零序电流为零，零序阻抗202010ZZZZZZmm0Z Y

4、,ynY,yn联结的三相变压器带单相负载运行联结的三相变压器带单相负载运行Y,ynY,yn 联结联结 a a 相带单相负载，相带单相负载，b b、c c两相开路时的情况。两相开路时的情况。三相变压器三相变压器3-4 三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行图3-32 Y,yn联结带单相负载运行ABCabcAIBICIaIIaULZ0bI0cI已知：已知：1）电源电压为三相对称）电源电压为三相对称(正序正序)电压，当副边空载时，电压，当副边空载时，原绕组各相电压为原绕组各相电压为 、；2）变压器的所有参数已通过试验求出。）变压器的所有参数已通过试验求出。假设：假设：1）略去正、负序激磁电流的

5、影响；）略去正、负序激磁电流的影响；2）所有的量都已归算到原边。为简便起见，除所有的量都已归算到原边。为简便起见，除 外，外，副边的其它量都不加撇号。副边的其它量都不加撇号。AUBUCU2z求：负载电流、原边各相电流和电压，并做出相量图。求：负载电流、原边各相电流和电压，并做出相量图。求解：求解：1）做出各序等效电路；）做出各序等效电路；kZ1Z2Z0mZ0AU0aU0aE0aIAUaUaIkZaIaU0AU图3-33 各序等效电路AUAU0AU如何理解如何理解0cbaLaIIIIZIU2）列出边界条件，计算各序等效电路中电流的各列出边界条件，计算各序等效电路中电流的各序分量；序分量；用对称分

6、量法求出副边电流的各序分量为用对称分量法求出副边电流的各序分量为：IIIIIIIIIIIIIaaaacbaaaa3131001111131111113122220即副边正序、负序和零序电流是相等的。即副边正序、负序和零序电流是相等的。)3(30LaLaLaaaaZIZIZIUUUU3）做出）做出 Y,yn 联结带单相负载联结带单相负载 时的等效电时的等效电路；路；因此可以把各序等效电路因此可以把各序等效电路串联起来，如串联起来，如图所示。图所示。IIIIaaa3100aaaaUUUUkZ1Z2Z0mZ0AU0aU0aE0aIAUaUaIkZaIaU0AU图3-33 各序等效电路kZkZAUaU

7、aIaIaU0AUaULZ30AU0aU0aE0aI1Z2Z0mZ图3-34 y,yn联结带单相负载的等效电路4）根据等效电路求负载电流；根据等效电路求负载电流；LmkAaaaZZZZUIII32020aaaaaIIIIII30LmkALmkAZZZZUZZZZUI0202313132323LmAZZUI031分析：分析：a)a)对于三相变压器组，对于三相变压器组，因此负载电流，因此负载电流 主要受主要受 的限制，即使负载阻抗的限制，即使负载阻抗 很很小，负载小，负载电流不大，在极端情况下，电流不大，在极端情况下，即单相稳态短，即单相稳态短路时路时 mmZZ00mZLZ0LZmmAmAkIzU

8、zUI3)(330由此可见，单相稳态短路电流只有正序激磁电流的由此可见，单相稳态短路电流只有正序激磁电流的三倍。所以这种联结的三相变压器组不三倍。所以这种联结的三相变压器组不能带单相到能带单相到中线的不对称负载。中线的不对称负载。分析：分析：b)b)对于三相心式变压器，对于三相心式变压器，因此负载电流，因此负载电流主要由负载阻抗主要由负载阻抗 来决定。所以这种联来决定。所以这种联结的三相结的三相心式变压器可以带单相到中线的不对称负载。心式变压器可以带单相到中线的不对称负载。mmZZ0LZ5）根据磁动势平衡关系求原边电流；根据磁动势平衡关系求原边电流；0313100IIIIIIIaaAAA由于原

9、边为由于原边为Y联结，零序电流不能流通，所以联结，零序电流不能流通，所以 0000CBAIII031310220IIIIIIIAABBB031310220IIIIIIIAACCCIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIICCCBBBAAACBA31313231313131313122000LmkAAZZZZUII2321213202同理，可求出同理，可求出 和和BICI6）根据等效电路求原、副边电压；根据等效电路求原、副边电压；原边电压为原边电压为LmkmAmAmaAAAAAZZZZZUZIUZIUUUUU3213100200000同理，可求出同理，可求出 和和BUCU副边电压可根据各序等效电

10、路求出副边电压可根据各序等效电路求出)(0200maakaakaAaZZIUZIUZIUU若忽略漏阻抗压降，则若忽略漏阻抗压降，则 00000amaaaAaEZIUUUU同理可求出同理可求出AmaAmaAaaaaUZIUZIUUUUU)(00000CcBbUUUU7）做出相量图做出相量图AUBUCU0aE0bE0cE0aE0bE0cEAaUUI0CcUUBbUU0aI讨论：讨论：Y,yn联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序电流全部成为激磁性质的电流，从而在铁心内产生零序电流全部成为激磁性质的电流，从而在铁心内产生零序主磁通，感应零序电动势，迭加到正序

11、电动势主磁通，感应零序电动势，迭加到正序电动势 上，使负载相上，使负载相 a 相的端电压下降。在三相变压器组中，相的端电压下降。在三相变压器组中，零序主磁通可在主磁路内通过，数值较大，故零序主磁通可在主磁路内通过，数值较大，故 a 相端电相端电压急剧下降，以致加不上负载；另外两相的电压则将升压急剧下降，以致加不上负载；另外两相的电压则将升高，以保持线间电压不变，于是产生了严重的中性点位高，以保持线间电压不变，于是产生了严重的中性点位移现象。移现象。AAUE 在三相心式变压器中，由于零序磁通被迫沿油和油在三相心式变压器中，由于零序磁通被迫沿油和油箱壁闭合，零序磁通和零序电动势较小，因此中性点位箱

12、壁闭合，零序磁通和零序电动势较小，因此中性点位移并不严重，可以正常运行。但为了尽量减小零序磁通移并不严重，可以正常运行。但为了尽量减小零序磁通在油箱壁中引起的涡流损耗、尽量减少电压的变化，在油箱壁中引起的涡流损耗、尽量减少电压的变化，Y，yn 联结的三相心式变压器在不对称负载下运行时，中联结的三相心式变压器在不对称负载下运行时，中线中的电流线中的电流(零序电流的三倍零序电流的三倍)不得超过额定电流的不得超过额定电流的25。在其它联结组中都不会发生上述的严重的中性点偏在其它联结组中都不会发生上述的严重的中性点偏移现象。例如移现象。例如D,yn 联结中，当副边有零序电流时，在联结中，当副边有零序电

13、流时，在三角形绕组内部也将感应出零序电流来抵消副边的零序三角形绕组内部也将感应出零序电流来抵消副边的零序磁动势，因此磁动势，因此 是不大的，所以是不大的，所以 不大。在没有中线不大。在没有中线的绕组联结中，根本不存在零序电流，因此没有零序电的绕组联结中，根本不存在零序电流，因此没有零序电势。势。各种联结的变压器在供给线和线之间的不对称负载各种联结的变压器在供给线和线之间的不对称负载时，也不产生零序电流，所以除了由于时，也不产生零序电流，所以除了由于漏阻抗所产生的漏阻抗所产生的一些不对称电压降外，不会产生太严重的电压不对称。一些不对称电压降外，不会产生太严重的电压不对称。00E内容总结内容总结

14、Y,ynY,yn联结的三相变压器带单相负载运行联结的三相变压器带单相负载运行对于三相变压器组，对于三相变压器组，Zm0=Zm，因此负载电流主要受，因此负载电流主要受 Zm0 的限制，的限制，即使负载阻抗即使负载阻抗 ZL 很很小，负载电流也小，负载电流也并不大。并不大。LmAZZUI031内容总结内容总结 Y,yn 联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序电联结由于原边没有零序电流，因此副边的零序电流全部成为激磁性质的，从而在铁心内产生零序主磁流全部成为激磁性质的，从而在铁心内产生零序主磁通通，感应零序电动势，感应零序电动势，迭加到正序电动势上，使负，迭加到正序电动势上，使负载相端电压下降。在

15、三相变压器组中，零序主磁通可载相端电压下降。在三相变压器组中，零序主磁通可在主磁路内通过，零序电动势较大，故负载相端电压在主磁路内通过，零序电动势较大，故负载相端电压 急剧下降，另外两相电压则将升高，以保持线间电压急剧下降，另外两相电压则将升高，以保持线间电压不变，于是产生严重的中性点位移现象。不变，于是产生严重的中性点位移现象。Y,yn 联结的三相变压器组不联结的三相变压器组不能带单相到中线的不对能带单相到中线的不对称负载。称负载。三绕组变压器、自耦变压器和互感器三绕组变压器、自耦变压器和互感器4-1 三绕组变压器三绕组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

16、、两个副绕组或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。具有两个原绕组一个副绕组。具有U1 1/U2 2/U3 3 三种电压的变三种电压的变压器叫三绕组变压器。压器叫三绕组变压器。三绕组变压器一般采用同心式绕组，铁心为心式三绕组变压器一般采用同心式绕组，铁心为心式结构。每个铁心柱上都套着高压、中压和低压三个绕结构。每个铁心柱上都套着高压、中压和低压三个绕组，为了绝缘方便，高压绕组放在最外边。组，为了绝缘方便，高压绕组放在最外边。对于降压变压器，中压绕组放在中间，低压绕组对于降压变压器，中压绕组放在中间，低压绕组靠近铁心柱。靠近铁心柱。对于升压变压器，为了使磁场分布均匀，漏

17、电抗对于升压变压器，为了使磁场分布均匀，漏电抗分配合理，以保证较好的电压调整率、提高运行性能，分配合理，以保证较好的电压调整率、提高运行性能，将中压绕组放在靠近铁心柱，低压绕组放在中间。将中压绕组放在靠近铁心柱，低压绕组放在中间。1 2 3123123123(a)降压布置(b)升压布置图4-1 三绕组变压器绕组的布置1-高压绕组；2-中压绕组；3-低压绕组三绕组变压器的容量和标准联结组三绕组变压器的容量和标准联结组容量：容量：在三绕组变压器中，由于两个副绕组一般不同时达在三绕组变压器中，由于两个副绕组一般不同时达到满载，根据供电实际需要，三个绕组的容量可以设计到满载，根据供电实际需要，三个绕组

18、的容量可以设计成不相等。成不相等。这时，三绕组变压器的额定容量是指三个绕这时，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。组中容量最大的一个绕组的容量。为了使产品标准化起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，供使用单位见，一般三个绕组的容量配合有下列三种，供使用单位选择。选择。高压高压中压中压低压低压NSNSNSNSNSNSNSNS5.0NS5.0三绕组变压器的容量和标准联结组三绕组变压器的容量和标准联结组注意：注意：由于三绕组变压器各绕组的额定容量可能不相等，由于三绕组变压器各绕组的额定容量可能不相等，用标幺值计算时，各绕组必须采用相同的容量基值。用标幺值

19、计算时，各绕组必须采用相同的容量基值。标准联结组：标准联结组：根据国家标准规定。三相三绕组电力变压器的标准根据国家标准规定。三相三绕组电力变压器的标准联结组有联结组有 YN,yn0,d11 和和 YN,yn0,y0。单相三绕组变单相三绕组变压器的标准联结组为压器的标准联结组为 I I,I0I0,I0 I0。三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能推导、分析方法与双绕组变压器类似，不予详细介绍。推导、分析方法与双绕组变压器类似，不予详细介绍。4-2 自耦变压器自耦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点：原、副绕组之间只有磁的联系而没普通

20、变压器的特点：原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上的联系。有电路上的联系。自耦变压器的特点：原、副绕组之间不仅有磁的联系而自耦变压器的特点：原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。且还有电路上的直接联系。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、副绕组匝数分别为台双绕组变压器，原、副绕组匝数分别为N1 1和和N2 2，额定额定电压为电压为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1122NNUNkNU 如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把如果保持两个绕组的额定电压和额

21、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，而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗 ZL，便演变成了一台降压自耦变便演变成了一台降压自耦变压器。如图所示。压器。如图所示。AXaxLZaI12E1EaU11UaI2aU22I公共绕组：从绕组的作用看，绕组公共绕组：从绕组的作用看，绕组ax供高、低压两侧共供高、低压两侧共用，叫做公共绕组。用，叫做公共绕组。串联绕组：绕组串联绕组：绕组Aa则与公共绕组串联后供高压侧使则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕组用，叫做串联绕组。自耦变压器可

22、作为降压变压器，也可作为升压变压自耦变压器可作为降压变压器，也可作为升压变压器，而且也有单相和三相之分。器，而且也有单相和三相之分。自耦变压器的变比为：自耦变压器的变比为：式中：式中：为双绕组变压器的变比。为双绕组变压器的变比。1212221aEENNkkEN12NkN自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路基本方程式基本方程式1）电流关系：按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁）电流关系：按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁动势动势 应等于串联绕组的磁动势应等于串联绕组的磁动势 与公共绕组与公共绕组的磁动势的磁动势 之和。考虑到激磁电流是由电源供给之和。考虑到激磁电流是由电

23、源供给的，它流经的匝数为（的，它流经的匝数为（），所以，所以 mF11aI N22I N12NN112212mamFI NI NINN由节点由节点 a 可列出电流方程可列出电流方程 221IIIaa将上式代入磁动势方程式将上式代入磁动势方程式 11122121122212()()aaamaamI NIININNINNI NINN整理整理2121212aamaamNIIINNIII自耦变压器副边电流的归算值自耦变压器副边电流的归算值2222121aaaaNIIINNk 若忽略若忽略 ，mIaaaaaakIIIII221210aaaaaaaaaaaakIIkIkIIkIIII11122211121

24、2自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路基本方程式基本方程式2）电压关系：）电压关系：副边回路电压方程式副边回路电压方程式 式中式中 为未经归算的为未经归算的axax部分绕组漏阻抗部分绕组漏阻抗 若变压器副边接负载阻抗若变压器副边接负载阻抗 ZL L,则则 若归算到原边，则若归算到原边，则 axaaaxaZIkEZIEU2222211axZLaaZIU22LaaZIU22LaLZkZ2自耦变压器的基本方程式和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路2）电压关系：）电压关系：原边回路电压方程式为原边回路电压方程式为 axaaAaaaxAaaaZIkZIEEZIZIEEU

25、1121212111)()(自耦变压器副边电压的归算值自耦变压器副边电压的归算值自耦变压器从高压边看的短路阻抗自耦变压器从高压边看的短路阻抗axaaaaaxaaaZIkUkZIUkEkEE12222211)(kaaaaxaAaaaaaxaaAaaaxaaaaaZIUZkZIUkZIkZIZIkUkU1221211121111aaaUkU22axaAakaZkZZ21121222222122111221222221111111()14.44aaaakaaaaxaaaLaaaaaamaamUk UI ZUEI ZkUI ZIkIIkIIIkNNNNEEEkENNEjfN 忽略自耦变压器的基本方程式

26、和等效电路自耦变压器的基本方程式和等效电路等效电路和相量图等效电路和相量图aU1aU2aaII21axaAaZkZ2)1(LZaU1aU2maI11kaarI1kaaxI j12E1EaU2axxI j2axrI22IaI22自耦变压器的相量图自耦变压器的相量图m2E1EKa=1.5,E1=0.5E2121222222122111221222221111111()14.44aaaakaaaaxaaaLaaaaaamaamUk UI ZUEI ZkUI ZIkIIkIIIkNNNNEEEkENNEjfN 忽略axaLaZkZEI1122maI12E1E2IaI2aII2231aaII2132自耦

27、变压器的相量图自耦变压器的相量图121222222122111221222221111111()14.44aaaakaaaaxaaaLaaaaaamaamUk UI ZUEI ZkUI ZIkIIkIIIkNNNNEEEkENNEjfN 忽略LaLaLaaXIjRIZIU2222maI12E1EaU22IaI2LaRI2LaXIj2aU2自耦变压器的相量图自耦变压器的相量图121222222122111221222221111111()14.44aaaakaaaaxaaaLaaaaaamaamUk UI ZUEI ZkUI ZIkIIkIIIkNNNNEEEkENNEjfN 忽略)()(112

28、2222222axaxaxaxaaaxIjrIEZIEZIkEU自耦变压器的相量图自耦变压器的相量图maI12E1EaU22IaI2LaRI2LaXIj2aU2axrI2axxIj2121222222122111221222221111111()14.44aaaakaaaaxaaaLaaaaaamaamUk UI ZUEI ZkUI ZIkIIkIIIkNNNNEEEkENNEjfN 忽略kaaakaaaaaZIUZIUkU12121aU1aU2maI11kaarI1kaaxI j12E1EaU2axxI j2axrI22IaI22自耦变压器的相量图自耦变压器的相量图1212222221221

29、11221222221111111()14.44aaaakaaaaxaaaLaaaaaamaamUk UI ZUEI ZkUI ZIkIIkIIIkNNNNEEEkENNEjfN 忽略自耦变压器的容量关系自耦变压器的容量关系 自耦变压器的额定容量自耦变压器的额定容量(又叫通过容量又叫通过容量)和和 绕组绕组容量容量(又叫电磁容量又叫电磁容量)二者是不相等的。二者是不相等的。通过容量用通过容量用 SaN 表示，指的是自耦变压器总的输表示，指的是自耦变压器总的输入或输出容量。即入或输出容量。即 aNaNaNaNaNIUIUS2211电磁容量电磁容量:指绕组上的电压与电流的乘积，串联绕组指绕组上的电

30、压与电流的乘积，串联绕组AaAa的电磁容量为的电磁容量为 11221111212212111AaAaaNaNaNaNaNaNaNNNNSU IUISNNNNNSSNNk公共绕组的电磁容量为公共绕组的电磁容量为 aNxyaNaNaNaxaxSkIUkIUS22211自耦变压器的效益系数自耦变压器的效益系数 axykk11讨论：由于讨论：由于 ，故故 。因此，自耦变压器电磁。因此，自耦变压器电磁容量总是小于通过容量。容量总是小于通过容量。普通双绕组变压器的电磁容量是等于额定容量的。普通双绕组变压器的电磁容量是等于额定容量的。分析：根据磁动势关系，当忽略激磁电流时，分析：根据磁动势关系，当忽略激磁电

31、流时，1ak1xykaaaaIkIkI212111 可见，当电流可见，当电流 为正时，为正时，和和 为负值。因此电为负值。因此电流流 、和和 的瞬时值关系，实际上是如图所示，的瞬时值关系，实际上是如图所示，即即 ，或，或aI12IaI2ai12iai2212iiiaa212IIIaaAXaxai1ai22i2222122122()aaaaaaaaSU IUIIU IU ISS传导电磁电磁容量电磁容量 aaaaaaaSkIUkIUS2221211传导传导容量传导容量aaaaaaSkIUkIUS22222)11()11(电磁aI1结论：结论：由电源通过变压器传到负载的输出容量可分为两部由电源通过变

32、压器传到负载的输出容量可分为两部分：分：一部分是绕组的电磁容量，它是通过一部分是绕组的电磁容量，它是通过 AaAa 段绕组段绕组和和 axax段绕组之间电磁感应传过去的；段绕组之间电磁感应传过去的；另一部分为传导容量，可以看做电流另一部分为传导容量，可以看做电流 通过通过传导直接达到负载。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容量。在于它的副边可以直接向电源吸收传导容量。自耦变压器与双绕组变压器的比较自

33、耦变压器与双绕组变压器的比较1 1）在变压器额定容量）在变压器额定容量(通过容量通过容量)相同时，自耦变压器相同时，自耦变压器的绕组容量的绕组容量(电磁容量电磁容量)小于双绕组变压器。小于双绕组变压器。将双绕组将双绕组变压器改装成自耦变压器，双绕组变压器的额定容量，变压器改装成自耦变压器，双绕组变压器的额定容量，亦即其电磁容量，等于自耦变压器的电磁容量；亦即其电磁容量，等于自耦变压器的电磁容量；双绕组双绕组变压器的额定容量小于自耦变压器。变压器的额定容量小于自耦变压器。2 2）变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动）变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动势和通过的额定电流有关，也就

34、是和绕组容量有关，现势和通过的额定电流有关，也就是和绕组容量有关，现在自耦变压器的绕组容量减小了，当然所用的材料也少在自耦变压器的绕组容量减小了，当然所用的材料也少了，从而可以降低成本。了，从而可以降低成本。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3 3）由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度和）由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度和磁通密度下，自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都磁通密度下，自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都比较小，从而提高了效率。比较小，从而提高了效率。4 4）由于铜线和硅钢片用量减少，自耦变压器的重量及）由于铜线和硅钢片用量减少，自耦变压器

35、的重量及外形尺寸都较双绕组变压器小，即减小了变电所的厂房外形尺寸都较双绕组变压器小，即减小了变电所的厂房面积、减少了运输和安装的困难；反过来说，在运输条面积、减少了运输和安装的困难；反过来说，在运输条件有一定限制的条件下，即变压器的外形尺寸有一定限件有一定限制的条件下，即变压器的外形尺寸有一定限制的条件下，自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的制的条件下，自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的大，即提高了变压器的极限容量。大，即提高了变压器的极限容量。5 5）效益系数）效益系数 越小，上述优点就越显著。为此，自越小，上述优点就越显著。为此，自耦变压器的变比越接近耦变压器的变比越接近1 1就越好，一

36、般以不超过就越好，一般以不超过2 2为宜。为宜。此外，如果变比太大，高、低压相差悬殊，由于自耦变此外，如果变比太大，高、低压相差悬殊，由于自耦变压器原、副边有电路上的连接，会给低压边的绝缘及安压器原、副边有电路上的连接，会给低压边的绝缘及安全用电带来一定的困难，所以，自耦变压器适用于原、全用电带来一定的困难，所以，自耦变压器适用于原、副边电压变比不大的场合。副边电压变比不大的场合。xyk自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗自耦变压器短路阻抗自耦变压器短路阻抗Zka 的测定：在高压边做稳态短路试的测定：在高压边做稳态短路试验求得。简化等效电路验求得。简化等效电路aU1aU2aaII21axa

37、AaZkZ2)1(LZ在高压边测在高压边测 Zka，副边副边 a a和和 x x端短接。原边端短接。原边 AXAX间加电压。间加电压。由于由于 a a点与点与 x x点已短接，所以实际上就等于将电压点已短接，所以实际上就等于将电压 Uk加在绕组加在绕组 AaAa段上。因此，由高压边测得的段上。因此，由高压边测得的 Zka等于把绕等于把绕组组AaAa段作为原边，段作为原边，ax ax 作为副边的双绕组变压器时所测作为副边的双绕组变压器时所测得的阻抗。得的阻抗。212kaAaaxkNzzzzN式中：式中：ZAa 和和 Zax 分别为绕组分别为绕组 Aa 段和段和 ax 段的漏阻段的漏阻抗；抗；Zk

38、是将两段分开作为双绕组变压器时所测得的短是将两段分开作为双绕组变压器时所测得的短路阻抗，这两个阻抗的欧姆值相等。路阻抗，这两个阻抗的欧姆值相等。但由于阻抗的基值不同，它们的标幺值是不相等但由于阻抗的基值不同，它们的标幺值是不相等的。的。自耦变压器看作由双绕组变压器改装而成。自耦变压器看作由双绕组变压器改装而成。自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗NaAkNkNxAkaNaNkaaNkaUzIzUzIUzIz1*111*自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗一台短路阻抗标幺值为一台短路阻抗标幺值为 的双绕组变压器改为自耦的双绕组变压器改为自耦变压器后，其短路阻抗标幺值减小至原变压器后，其短

39、路阻抗标幺值减小至原来的来的()()倍。倍。但二者有名值相同。但二者有名值相同。*1*12*1111kaAaNxykAxNakakxykazUNkzUNNkzzk zk*kzak11自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗Zka的的测定：在低压边做稳态短路测定：在低压边做稳态短路试验求得。归算关系。对应的等效电路试验求得。归算关系。对应的等效电路axaAaakkkaZkZkIUZ2211aU1aU2aaII21axaAaZkZ2)1(LZ双绕组变压器稳态短路试验，求得的短路阻抗双绕组变压器稳态短路试验，求得的短路阻抗 Zk 应为应为22122122222

40、()()1()11()11kaxAaaxAaaxAaaAaaaxaNZZZNNZZNNNZZkZkZk kxykakaxyaaakkaZkZkZkkkkZZ22222211111即*22*222*22*22*11111111aNkakaNNkkNkakaaNkaaNkNkkaNaxyakakxykaIZZUIZZUZkZIZIZIZZIkkkZZk Zk 即自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗212kaAaaxkNzzzzN*11kxykakazkzkz22211kaAaaaxxykaZZkZk Zk*11kxykakaZkZkZ*kxykaZkZ自耦变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗结

41、论：结论：1 1）自耦变压器的短路阻抗标幺值不论从低压边或高压）自耦变压器的短路阻抗标幺值不论从低压边或高压边看都是一样的，这一点和双绕组变压器一致。边看都是一样的，这一点和双绕组变压器一致。2 2）由于自耦变压器的短路阻抗标幺值由于自耦变压器的短路阻抗标幺值 是该变压器是该变压器改作双绕组变压器时的短路阻抗标幺值改作双绕组变压器时的短路阻抗标幺值 的的 倍。倍。因此自耦变压器在负载时的电压调整率也较小，约为因此自耦变压器在负载时的电压调整率也较小，约为双绕组变压器的双绕组变压器的 倍，这是由于倍，这是由于 近似地与近似地与 成成正比的缘故。正比的缘故。*kZxykxykU*kaZ*kaZ自耦

42、变压器的短路阻抗自耦变压器的短路阻抗 3 3）自耦变压器的短路电流大约比双绕组变压器大自耦变压器的短路电流大约比双绕组变压器大 1/kxy 倍倍。这是因为短路电流与。这是因为短路电流与 成反比的缘故，成反比的缘故，这点对自耦变压器来说是不利的。因此，必须加固自这点对自耦变压器来说是不利的。因此，必须加固自耦变压器的机械结构，来防止短路电流产生的耦变压器的机械结构，来防止短路电流产生的机械力引起的破坏作用。机械力引起的破坏作用。*kaZ自耦变压器的运行问题自耦变压器的运行问题1 1）由于自耦变压器的原、副边有电路上的联系，为了）由于自耦变压器的原、副边有电路上的联系，为了防止由于高压边单相接地故

43、障而引起低压边的过电压，防止由于高压边单相接地故障而引起低压边的过电压，用在电网中的三相自耦变压器的中点必须可靠地接地，用在电网中的三相自耦变压器的中点必须可靠地接地，如图所示。如图所示。ABCOabcABCOabc自耦变压器的运行问题自耦变压器的运行问题2 2）由于原、副边有电路上的联系，高压边遭受到过电）由于原、副边有电路上的联系，高压边遭受到过电压时，也会传到低压边。为了避免发生危险，须在原、压时，也会传到低压边。为了避免发生危险，须在原、副边都装避雷器。为了安全起见，配电变压器都不采副边都装避雷器。为了安全起见，配电变压器都不采用自耦变压器。用自耦变压器。3 3）由于自耦变压器的短路电流比双绕组变压器的大。）由于自耦变压器的短路电流比双绕组变压器的大。为此，运行中必须采取限制短路电流的措施。为此，运行中必须采取限制短路电流的措施。