三繞組變壓器變壓器

在變電所或發電廠中，常有三種電壓等級的發、輸電系統需要聯系的場合。三繞組變壓器的每相有3個繞組，當1個繞組接到交流電源后，另外2個繞組就感應出不同的電勢。發電廠和變電所當然也可以采用兩臺雙繞組變壓器，但在一定的情況下，采用三繞組變壓器較經濟，且維護方便，因而這種變壓器得到廣泛應用。三繞組變壓器的用途

在同一鐵心柱上繞上一個原繞組、兩個副繞組或兩個原繞組一個副繞組。具有U1/U2/U3三種電壓的變壓器叫三繞組變壓器。(同心式繞組，鐵心為心式結構)

1）變電站中利用三繞組變壓器由兩個系統向一個負載供電，如(a)所示。

2）發電廠利用三繞組變壓器把發出的電壓用兩種電壓輸送到不同的電網。如(b)所示。用途舉例結構示意圖三繞組變壓器的結構132231321231YY升壓降壓1高壓2中壓3低壓繞組布置圖

每相的高中低壓繞組均套于同一鐵心柱上沿鐵芯向外排列布置，一是便于絕緣，二是利于功率傳遞。為了絕緣使用合理，通常把高壓繞組放在最外層，中壓和低壓繞組放在內層。容量搭配注意三繞組的容量僅代表每個繞組通過功率的能力，并不是說三繞組變壓器在具體運行時，同時按此比例傳遞功率。

三繞組變壓器的額定容量是指三個繞組中容量最大的一個繞組的容量，為了使產品標準化起見，一般三個繞組的容量配合有下列三種。變比

聯結組別和變比標準聯結組（GB1094-85

）：

三相三繞組電力變壓器的標準聯結組為：

YN,yn0,d11

和YN,yn0,y0

單相三繞組變壓器的標準聯結組為：

I,I0,I0

等效電路變壓器自耦變壓器常見的自耦變壓器你認識哪些自耦變壓器結構特點

自耦變壓器可以由一臺雙繞組變壓器演變過來，如果保持一個變壓器兩繞組的額定電壓和額定電流不變，把原繞組和副繞組順極性串聯起來作為新的原邊，而副繞組還同時作為副邊，它的兩個端點接到負載阻抗ZL，便演變成了一臺降壓自耦變壓器。電壓關系普通變壓器：原、副繞組之間只有磁的聯系而沒有電路上的聯系。自耦變壓器：原、副繞組之間不僅有磁的聯系而且還有電路上的直接聯系。

連接繞組電阻時，原方的感應電動勢等于外加電壓，副方的感應電動勢等于副方的端電壓，變比為：U1≈E1＝4.44fN1Фm

U2＝E2＝4.44fN2Фm

負載時的磁勢平衡方程式：忽略空載磁通勢，則：電流關系a點的電流關系為:將②式帶入①式可以得到：即：①②③③式說明在上圖規定參考方向下，原邊電流與副邊電流相位相反,將③式帶入②式得

結論：當變比k接近于1時，公共繞組中的電流I很小，這部分繞組可用截面積較小的導線繞制，以節約用銅量，并減小自耦變壓器的體積與重量。電流關系

④式說明公共部分電流I與副方電流I2相位相同，因此I1、I2和I的大小關系為：相位關系為：④由④式可以推導出：S2=U1I1=U2I2=U2（I+I1）=U2I+U2I1電磁容量：由電磁感應原理從一次繞組傳遞到二次繞組的視在功率

傳導容量：通過電路的直接聯系從一次繞組直接傳遞到二次繞組的視在功率結論：由電源通過變壓器傳到負載的輸出容量可分為兩部分：一部分是電磁容量，它是通過繞組之間電磁感應傳過去的；另一部分為傳導容量，可以看做電流通過傳導直接達到負載，這一部分容量不需要增加繞組容量，也是雙繞組變壓器所沒有的。自耦變壓器之所以有一系列優點，就在于它的副邊可以直接向電源吸收傳導功率。視在功率視在功率繞組Aa段的容量為繞組ax段的容量為

由上式可知，自耦變壓器的電磁容量是額定容量的(1-1/kZ)，而在普通雙繞組變壓器中兩者相等，這就說明在變壓器的額定容量相同時，自耦變壓器的繞組容量（電磁容量）比普通雙繞組變壓器的小，因此，自耦變壓器所用材料省，尺寸小，效率高。優點1、在變壓器額定容量相同時，自耦變壓器的繞組容量(電磁容量)比雙繞組變壓器的小。當kZ越接近于1時自耦變壓器的繞組容量越小，其優點越突出。因此，一般電力系統中的自耦變壓器kZ=1.5～2。將圖中副方的引出點a做成滑動接觸形式，就演變成實驗室常用的自耦調壓變壓器了。2、繞組容量比雙繞組變壓器小，所用的材料也少，從而可以降低成本。3、損耗比普通變壓器要小，效率較高，因而較為經濟。4、由于銅線和硅鋼片用量減少，自耦變壓器的重量及外形尺寸都較雙繞組變壓器小，可以減小變電所的廠房面積和減少運輸和安裝的困難。短路電流大，需要采用相應的限制和保護措施。高、低壓側有電的直接聯系，高壓側發生故障會直接殃及低壓側，使用時必須正確接線。安全照明變壓器不允許采用自耦變壓器結構形式。123

缺點1.自耦變壓器的基本構造有哪幾個部分？其構造上有什么特點？2.原、副線圈上端電壓的大小和相位關系如何？3.原、副邊電路中的電流的大小和相位關系如何？4.原、副邊公共線圈Nbc中的電流等于多少？5.與雙繞組變壓器相比較，自耦變壓器有何特點？

思考與練習互感器變壓器

電力系統為了傳輸電能，往往采用高電壓、大電流回路把電力送往用戶，無法用儀表進行直接測量。互感器又稱為儀用變壓器，其主要功能是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓（100V）或標準小電流（5A或1A，均指額定值），以便實現測量儀表、保護設備及自動控制設備的標準化、小型化。同時互感器還可用來隔開高電壓系統，以保證人身和設備的安全。

互感器與測量儀表和計量裝置配合，可以測量一次系統的電壓、電流和電能；與繼電保護和自動裝置配合，可以構成對電網各種故障的電氣保護和自動控制。互感器性能的好壞，直接影響到電力系統測量、計量的準確性和繼電器保護裝置動作的可靠性。

互感器互感器1、分類：互感器可以分為電壓互感器和電流互感器兩大類，可以將一次回路的高電壓、大電流變換為二次回路的低電壓、小電流。2、功能：

變換作用：高電壓、大電流變換為低電壓、小電流，如100V，5A，1A。

電氣隔離作用：將二次設備和一次設備相隔離，保證了設備和人身安全。3、接入方式：

電壓互感器一次繞組以并聯形式接入一次回路，二次負荷以并聯形式接在電壓互感器的二次繞組回路

電流互感器一次繞組以串聯形式接入一次回路，二次負荷以串聯形式接在電流互感器的二次繞組回路

電壓互感器原理

電壓互感器實際上是一臺降壓變壓器，原邊匝數很多，副邊匝數少，將一次側的大電壓變為二次側的小電壓，然后提供給各種測量儀表和繼電保護裝置，主要是用于測量高壓線路上的電壓、功率和電能。二次電壓表量程一般為100V，實際中已換算成一次電壓，可以直接讀數，不需換算。原邊并聯在電路中，匝數多1、按安裝地點：戶內式和戶外式。35kV及以下多為戶內式，35kV及以上多為戶外式，其絕緣有明顯差距。2、按相數：單相式和三相式。10kV及以下采用三相式。3、按繞組數：雙繞組、三繞組和四繞組。4、按絕緣方式：干式、澆注式、油浸式和氣體式。5、按工作原理：電磁式、電容式和新型的光電式電壓互感器。

電壓互感器分類

1、電壓互感器在投入運行前要按照規程規定的項目進行試驗檢查。2、電壓互感器的接線應保證其正確性，一次繞組和被測電路并聯，二次繞組和所接的測量儀表、繼電保護裝置等設備的電壓線圈并聯，同時要注意極性。3、接在電壓互感器二次側的負荷容量應合適，不應超過其額定容量，否則，會使互感器的誤差增大，難以達到測量的正確性。4、為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時的安全，電壓互感器二次繞組必須有一點接地。5、電壓互感器副邊絕對不容許短路。電壓互感器注意事項電流互感器概述

當線路中電流較大時，直接測量大電流很不方便，并且很危險，而且一般的儀表量程不夠，利用電流互感器可以擴大儀表量程，保護人身安全。電流互感器的作用是把大電流按一定比例縮小，然后提供給各種測量儀表和繼電保護裝置，所以電流互感器主要是用于測量低壓大電流線路上的電流或功率。

在我們生活中接觸最多的是低壓設備，所以我們一般說的互感器指電流互感器。電流互感器的原理串在電路中，流過被測電流，匝數少。電流互感器可以實現用低量程的電流表測量大電流

電流互感器一次線圈匝數很少，只有一圈或幾圈，串聯在被測電路中；二次線圈匝數較多，串聯在測量線路或儀表中。電流互感器的應用1、電流測量在低壓配電系統中需要檢測線路電流大小，以此來判斷三相是否平衡、線路是否過載，比如我們經常可以看到配電柜上有三個電流表和一個電壓表。測量電路的方法就是將被測導線穿過電流互感器，然后電流互感器二次側線圈的兩端接電流表。為了防止電流互感器的二次側開路產生高壓，二次側線圈的一端必須接地。2、電能測量這種最常見的是電流互感器和三相電表接線，電表的最大規格是100A，當電流超過100A就會引起電流表燒毀。為了測量大電流，我們可以采用電流互感器擴大量程，三相電表和電流互感器接線方法如右圖。電流互感器的應用3、繼電保護比如對于大容量的電機，如果沒有合適的繼電器，我們可以利用互感器把電流縮小，然后把熱繼電器接入電流互感器的二次回路中進行過載保護。電流互感器的應用電流互感器的量程和精度量程及讀數：

二次電流表量程一般為5A。實際中已換算成一次電流，其標度尺即按一次電流分度，這樣可以直接讀數，不必再進行換算。

用電流互感器進行電流測量時存在一定的誤差，根據誤差的大小，電流互感器分下列各級：0.2、0.5、1.0、3.0、10.0。如0.5級的電流互感器表示在額定電流時，測量誤差最大不超過±0.5％。精度：

1、根據被測電流的大小選擇電流互感器的額定電流比，也就是要使電流互感器的初級額定電流大于被測電流。2、與電流互感器配套使用的交流電流表的量程一定要匹配。3、測量儀表所消耗的功率不要超過電流互感器的額定容量。4、電流互感器的初級串聯接入被測電路，而它的次級則與待測儀表串聯連接。5、電流互感器次級線圈和鐵芯都要可靠接地。6、電流互感器次級線圈絕對不容許開路。電流互感器使用注意事項

電壓互感器和電流互感器在作用原理上主要區別為正常運行時工作狀態很不相同，表現為：

1、電流互感器二次可以短路，但不得開路；電壓互感器二次可以開路，但不得短路；

2、相對于二次側的負荷來說，電壓互感器的一次內阻抗較小以至可以忽略，可以認為電壓互感器是一個電壓源；而電流互感器的一次卻內阻很大，以至可以認為是一個內阻無窮大的電流源。3、電壓互感器正常工作時的磁通密度接近飽和值，故障時磁通密度下降；電流互感器正常工作時磁通密度很低，而短路時由于一次側短路電流變得很大，使磁通密度大大增加，有時甚至遠遠超過飽和值。電流互感器和電壓互感器的區別

鉗表其外形與鉗子相似，本質上是一臺電流互感器，使用時可以將導線穿過鉗形鐵心，因此稱鉗形電流表，由于測量電流方便，被廣泛使用。用普通電流表測量電路的電流時，需要切斷電路，接入電流表，而鉗表可在不切斷電路的情況下進行電流測量，即可不停電測量電流，這是鉗形電流表的最大特點。

鉗形電流表一般可分為磁電式和電磁式兩類。用來測量工頻交流電的是磁電式，而電磁式為交、直流兩用式。除此之外還有一種數字式鉗形電流表，它具有讀數直觀、準確度高、使用方便等優點，同時它還具有一般數字萬用表的交直流電壓、電阻、二極管的測量功能。鉗形電流表鉗形電流表當握緊鉗形電流表扳手時，電流互感器的鐵芯可以張開，被測電流的導線進入鉗口內部作為電流互感器的一次繞組。當放松扳手鐵心閉合后，根據互感器的原理而在其二次繞組上產生感應電流，電流表指針偏轉，從而指示出被測電流的數值。如被測電流過小，可將被測導線在鉗口內多繞幾圈，然后將讀數除以所繞匝數。鉗形電流表使用注意事項測量時，應注意身體各部分與帶電體保持安全距離，并且應帶絕緣手套或干凈的線手套。嚴禁在測量進行過程中切換鉗形電流表的檔位；若需要換檔時，應先將被測導線從鉗口退出再更換檔位。測量前一定檢查表的絕緣性能是否良好。即外殼無破損，手柄應清潔干燥。鉗形電流表不能測量裸導體的電流，要嚴格按電壓等級選用鉗形電流表，低電壓等級的鉗形電流表只能測低壓系統中的電流，不能測量高壓系統中的電流。1、用變壓比為100