1、第五節(jié)第五節(jié) 自耦變壓器的工作原理與運(yùn)行自耦變壓器的工作原理與運(yùn)行一、自耦變壓器的工作原理一、自耦變壓器的工作原理bd: 一次繞組，N1；cd: 二次繞組，(公共繞組）N2；bc: 串聯(lián)繞組，N1-N2。12k12122121IIkNNUU1. 1. 自耦變壓器的容量關(guān)系自耦變壓器的容量關(guān)系(1)電壓及電流關(guān)系.1.2.III2122.121)()(NIINIINN112221.1.kNNNII)11 (12212.2.kIIIII根據(jù)磁勢(shì)平衡原理：式中 k12 -自耦變壓器的電壓比。12III=電磁+電路1 1）功率關(guān)系）功率關(guān)系 總功率總功率= = （電路）（電路）+ +（電磁）（電磁）

2、2 2）額定容量）額定容量（總?cè)萘俊懪迫萘浚?在額定情況下， ,稱為自耦變壓器的額定通過(guò)容量額定通過(guò)容量，又稱自耦變壓器的額定容量稱自耦變壓器的額定容量。 )11(12.22.12.2.2.2.1.2.2.21.1kIUkIUIUIUIUIU2211NNNNNIUIUS(2) (2) 自耦變壓器的自耦變壓器的額定額定容量和容量和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)容量容量 3 3）標(biāo)準(zhǔn)容量）標(biāo)準(zhǔn)容量 通過(guò)電磁感應(yīng)傳輸?shù)淖畲蠊β剩赐ㄟ^(guò)電磁感應(yīng)傳輸?shù)淖畲蠊β剩垂怖@組的容量公共繞組的容量 稱為自耦變壓器的稱為自耦變壓器的標(biāo)準(zhǔn)容量標(biāo)準(zhǔn)容量。而此時(shí)串聯(lián)繞組的容量為 可見 串聯(lián)繞組的容量與公共繞組的容量相等。串聯(lián)繞組的容量與

3、公共繞組的容量相等。 S Ss s = = S Sc c = = S Sa a （電磁傳輸）（電磁傳輸）, , S Se e （電路直接傳輸）（電路直接傳輸） NNNNNNacSkkIUIIUSS)11()11()(121222122NNNNNNsSkkIUIUUS)11()11()(121211121 標(biāo)準(zhǔn)容量與額定容量之比，稱為自耦變壓器的效益系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)容量與額定容量之比，稱為自耦變壓器的效益系數(shù)K K b b ， 即 電壓比電壓比K K 1212 越小，越小， K K b b 越小，采用自耦變壓器經(jīng)濟(jì)效益越顯著。越小，采用自耦變壓器經(jīng)濟(jì)效益越顯著。 為保證自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)使其變比應(yīng)

4、使其變比 K K 12123 。1211kKb2. 2. 自耦變壓器的效益系數(shù)自耦變壓器的效益系數(shù)3. 自耦變壓器的過(guò)電壓自耦變壓器的過(guò)電壓（1）過(guò)電壓： 特點(diǎn)：高-中壓間有電路的直接聯(lián)系，一側(cè)過(guò)電壓直接傳到另一側(cè)（包括內(nèi)、外及中性點(diǎn)電壓偏移）。式中，K12-自耦變壓器高、中壓變壓比 （2）防護(hù)： 自耦變高壓和中壓出口端必須裝設(shè)避雷器。自耦變高壓和中壓出口端必須裝設(shè)避雷器。 避雷器必須裝設(shè)在自耦變壓器和連接自耦變壓器的隔離開關(guān)之間，避雷器回路中不裝設(shè)隔離開關(guān)-確保不斷開。 中性點(diǎn)必須直接接地中性點(diǎn)必須直接接地或經(jīng)小電抗接地。 避免高壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，在非接地相的中壓繞組出現(xiàn)過(guò)電壓。 注：

5、自耦變壓器的高壓和中壓電壓等級(jí)必須是500KV、330KV、220KV、110KV。4 4、三繞組自耦變壓器、三繞組自耦變壓器 （1 1）第三繞組作用：）第三繞組作用： “”接，消除三次諧波減小自耦變壓器的零序阻抗； 連接發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或接發(fā)電廠廠用設(shè)備電源等； （2 2）第三繞組容量要求：）第三繞組容量要求： 第三繞組的電壓一般為6-35KV。 如果僅用來(lái)消除三次諧波，其容量一般為標(biāo)準(zhǔn)容量的1/3左右（滿足熱、動(dòng)穩(wěn)要求） 。 如果還用來(lái)連接發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或引接發(fā)電廠廠用設(shè)備電源等，其容量最大等于自耦變壓器的標(biāo)準(zhǔn)容量（受鐵芯尺寸限制）。 二、自耦變壓器的運(yùn)行方式二、自耦變壓器的運(yùn)行方式n自耦運(yùn)

6、行方式：自耦運(yùn)行方式： 第三繞組不參加功率交換，第三繞組不參加功率交換，只在高-中壓側(cè)有功率交換，其最大傳最大傳輸功率等于自耦變壓器的額定容輸功率等于自耦變壓器的額定容量。量。n聯(lián)合運(yùn)行方式：聯(lián)合運(yùn)行方式： 第三繞組參加功率交換第三繞組參加功率交換1.聯(lián)合運(yùn)行方式一聯(lián)合運(yùn)行方式一 功率傳輸：高壓側(cè)同時(shí)向中壓和低壓側(cè)（或中壓和低高壓側(cè)同時(shí)向中壓和低壓側(cè)（或中壓和低壓同時(shí)向高壓側(cè)）傳輸功率。壓同時(shí)向高壓側(cè)）傳輸功率。 特點(diǎn)：串聯(lián)繞組負(fù)荷較大，串聯(lián)繞組負(fù)荷較大，最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量的限制，運(yùn)行中應(yīng)注意監(jiān)視串聯(lián)繞組負(fù)荷。 應(yīng)用場(chǎng)合：主要用于送電方向以低壓和中壓側(cè)同時(shí)向高壓側(cè)送電為主、單機(jī)容量為

7、125MW及以下的發(fā)電廠。 2 2、聯(lián)合運(yùn)行方式二、聯(lián)合運(yùn)行方式二 功率傳輸：中壓側(cè)同時(shí)向高中壓側(cè)同時(shí)向高壓和低壓側(cè)（或高壓和低壓同時(shí)壓和低壓側(cè)（或高壓和低壓同時(shí)向高壓側(cè)）傳輸功率。向高壓側(cè)）傳輸功率。 特點(diǎn)： （1）公共繞組負(fù)荷較大公共繞組負(fù)荷較大，最大傳輸功率受到公共繞組容量的限制，運(yùn)行中應(yīng)注意監(jiān)視公共繞組負(fù)荷。 （2）在此運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)，自耦變壓器的容量不能得到充分利用。 （3）以此運(yùn)行方式為主的發(fā)電廠主變壓器一般不選用三繞組自耦變壓器。在負(fù)荷方向變化較大的情況（聯(lián)絡(luò)變） ，可以采用加大公共繞組容量的自耦變壓器。三、自耦變壓器的特點(diǎn)三、自耦變壓器的特點(diǎn) 1、兩個(gè)繞組間除有電磁聯(lián)系外，還

8、有電路聯(lián)系。、兩個(gè)繞組間除有電磁聯(lián)系外，還有電路聯(lián)系。 2、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： 有效材料（導(dǎo)線、硅鋼片）和結(jié)構(gòu)材料（銅材）減小，成本低； 銅損、鐵損減少，效率高； 尺寸小，重量輕，極限制造容量大。 3、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)： 一次和二次繞組之間有直接聯(lián)系，所以二次繞組的絕緣必須按較高電壓設(shè)計(jì)； 一次和二次繞組之間漏磁較小，電抗較小，短路電流比普通雙繞組變壓器大； 一次和二次側(cè)的三相繞組連接組別必須相同，即均為星形或三角形； 由于運(yùn)行方式多樣化，繼電保護(hù)整定困難； 自耦變壓器調(diào)整電壓困難，不易取得繞組間的電磁平衡。第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的并列運(yùn)行變壓器的并列運(yùn)行（1）電壓比相等；（2）短路阻抗相等；（3）繞組

9、連接組別相同。 一、理想并列運(yùn)行條件一、理想并列運(yùn)行條件二、并聯(lián)條件不滿足的影響二、并聯(lián)條件不滿足的影響1、電壓比不同的變壓器并列運(yùn)行（1）特點(diǎn)平衡電流由 和變壓器的短路電壓決定，通常變壓器的短路電壓很小，即使兩臺(tái)變壓器的電壓比相差不大，也會(huì)產(chǎn)生很大的平衡電流。*k （2）要求 當(dāng)變壓器帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，平衡電流疊加在負(fù)荷電流上，使一臺(tái)變壓器的負(fù)荷增大，另一臺(tái)變壓器的負(fù)荷減輕，負(fù)荷增大的變壓器可能過(guò)負(fù)荷，所以，一般 不得超過(guò)0.5%。2、短路阻抗不同的變壓器并聯(lián) （1）特點(diǎn) 并列運(yùn)行的變壓器負(fù)荷分配與短路電壓成反比。由于一般容量大的變壓器短路電壓較大，容量小的變壓器短路電壓小，故容量小的變壓器承擔(dān)的負(fù)荷大，有可能過(guò)負(fù)荷。 （2）要求 短路電壓差不超過(guò)10%。短路電壓不同的變壓器，可適當(dāng)提高短路電壓大的變壓器二次電壓，使并列運(yùn)行變壓器的容量均能充分利用。*k 3、繞組聯(lián)