第五節(jié)自耦變壓器的工作原理及運行

1、第五節(jié)第五節(jié) 自耦變壓器的工作原理與運行自耦變壓器的工作原理與運行一、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系自耦變壓器的容量關系(1)電壓及電流關系.1.2.III2122.121)()(NIINIINN112221.1.kNNNII)11 (12212.2.kIIIII根據磁勢平衡原理：式中 k12 -自耦變壓器的電壓比。12III=電磁+電路1 1）功率關系）功率關系 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（總容量、銘牌容量） 在額定情況下， ,稱為自耦變壓器的額定通過容量額定通過容量，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準標準容量容量 3 3）標準容量）標準容量 通過電磁感應傳輸?shù)淖畲蠊β剩赐ㄟ^電磁感應傳輸?shù)淖畲蠊β?，即公共繞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準容量標準容量。而此時串聯(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 標準容量與額定容量之比，稱為自耦變壓器的效益系數(shù)標準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，采用自耦變壓器經濟效益越顯著。越小，采用自耦變壓器經濟效益越顯著。 為保證自耦變壓器的經濟效益，應使其變比應

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. 自耦變壓器的過電壓自耦變壓器的過電壓（1）過電壓： 特點：高-中壓間有電路的直接聯(lián)系，一側過電壓直接傳到另一側（包括內、外及中性點電壓偏移）。式中，K12-自耦變壓器高、中壓變壓比 （2）防護： 自耦變高壓和中壓出口端必須裝設避雷器。自耦變高壓和中壓出口端必須裝設避雷器。 避雷器必須裝設在自耦變壓器和連接自耦變壓器的隔離開關之間，避雷器回路中不裝設隔離開關-確保不斷開。 中性點必須直接接地中性點必須直接接地或經小電抗接地。 避免高壓側電網發(fā)生單相接地時，在非接地相的中壓繞組出現(xiàn)過電壓。 注：

5、自耦變壓器的高壓和中壓電壓等級必須是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、調相機或接發(fā)電廠廠用設備電源等； （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。 如果僅用來消除三次諧波，其容量一般為標準容量的1/3左右（滿足熱、動穩(wěn)要求） 。 如果還用來連接發(fā)電機、調相機或引接發(fā)電廠廠用設備電源等，其容量最大等于自耦變壓器的標準容量（受鐵芯尺寸限制）。 二、自耦變壓器的運行方式二、自耦變壓器的運行方式n自耦運

6、行方式：自耦運行方式： 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)合運行方式：聯(lián)合運行方式： 第三繞組參加功率交換第三繞組參加功率交換1.聯(lián)合運行方式一聯(lián)合運行方式一 功率傳輸：高壓側同時向中壓和低壓側（或中壓和低高壓側同時向中壓和低壓側（或中壓和低壓同時向高壓側）傳輸功率。壓同時向高壓側）傳輸功率。 特點：串聯(lián)繞組負荷較大，串聯(lián)繞組負荷較大，最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量的限制，運行中應注意監(jiān)視串聯(lián)繞組負荷。 應用場合：主要用于送電方向以低壓和中壓側同時向高壓側送電為主、單機容量為

7、125MW及以下的發(fā)電廠。 2 2、聯(lián)合運行方式二、聯(lián)合運行方式二 功率傳輸：中壓側同時向高中壓側同時向高壓和低壓側（或高壓和低壓同時壓和低壓側（或高壓和低壓同時向高壓側）傳輸功率。向高壓側）傳輸功率。 特點： （1）公共繞組負荷較大公共繞組負荷較大，最大傳輸功率受到公共繞組容量的限制，運行中應注意監(jiān)視公共繞組負荷。 （2）在此運行方式下運行時，自耦變壓器的容量不能得到充分利用。 （3）以此運行方式為主的發(fā)電廠主變壓器一般不選用三繞組自耦變壓器。在負荷方向變化較大的情況（聯(lián)絡變） ，可以采用加大公共繞組容量的自耦變壓器。三、自耦變壓器的特點三、自耦變壓器的特點 1、兩個繞組間除有電磁聯(lián)系外，還

8、有電路聯(lián)系。、兩個繞組間除有電磁聯(lián)系外，還有電路聯(lián)系。 2、優(yōu)點：、優(yōu)點： 有效材料（導線、硅鋼片）和結構材料（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：、缺點： 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計； 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； 由于運行方式多樣化，繼電保護整定困難； 自耦變壓器調整電壓困難，不易取得繞組間的電磁平衡。第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的并列運行變壓器的并列運行（1）電壓比相等；（2）短路阻抗相等；（3）繞組

9、連接組別相同。 一、理想并列運行條件一、理想并列運行條件二、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行（1）特點平衡電流由 和變壓器的短路電壓決定，通常變壓器的短路電壓很小，即使兩臺變壓器的電壓比相差不大，也會產生很大的平衡電流。*k （2）要求 當變壓器帶負荷運行時，平衡電流疊加在負荷電流上，使一臺變壓器的負荷增大，另一臺變壓器的負荷減輕，負荷增大的變壓器可能過負荷，所以，一般 不得超過0.5%。2、短路阻抗不同的變壓器并聯(lián) （1）特點 并列運行的變壓器負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的負荷大，有可能過負荷。 （2）要求 短路電壓差不超過10%。短路電壓不同的變壓器，可適當提高短路電壓大的變壓器二次電壓，