斯科特阻抗匹配与非匹配平衡变压器

01.06.2020,.,1,第4讲斯科特结线变压器、阻抗匹配与非阻抗匹配平衡变压器,作业题(思考题)1.斯科特结线变压器设置绕组时将M座变压器原边绕组匝数设为W1，T座变压器原边绕组匝数应设为_，且其一端应接在M座绕组的_点。当M座变压器原边电压为U时，则T座原边电压为_U，超前M座原边电压_。2.斯科特接线变压器的容量利用率为_，阻抗匹配平衡变压器的容量利用率接近_。3画出阻抗匹配平衡变压器的结线图与相量图，并写出Zab、Zbc、Zca三者的关系式及值，写出w3与w2的关系式。,01.06.2020,.,2,内容提要,斯科特变压器,阻抗匹配平衡变压器,非匹配平衡变压器,接线图,电压关系,电流关系,容量利用率,01.06.2020,.,3,一、预备知识,平衡：,指对零序分量而言。即无论二次侧负荷状况如何，三相侧(系统侧)均无零序电流，则三相侧电流为“平衡系”。,指对负序分量而言，即当二次侧两相负荷相等时，三相侧负序电流为零，即三相侧电流为“对称系”。,对称：,三相电气相量大小相等，相位互差120。,三相对称：,两相电气相量大小相等，相位互差90。,两相对称：,01.06.2020,.,4,二、斯科特结线变压器,(一)斯科特(scott)变压器的结线图,看作两个单相变压器组成。一台变压器的原绕组为W1接三相电源BC相上，称为M座变压器，另一台变压器的原绕组3/2W1的一端引出，接到电源的A相，另一端接到M座变压器的中点O，称为T座变压器；两座变压器的副绕组匝数相等，即图中的两个W2，并输出两个数值相等，相位互相垂直的两个电压U2M和U2T，分别向变电所的左右两个臂供电。当两臂负荷电流相等时，原边三相电流对称。,01.06.2020,.,5,(二)斯科特结线变压器的电压关系,结论：斯科特结线变压器可以把三相对称电压变换成两相对称电压，所谓两相对称是指数值相等，相位相差90。,01.06.2020,.,6,(三)斯科特结线变压器的电流关系,把视为1个单位,01.06.2020,.,7,(四)斯科特结线变压器的容量利用率,01.06.2020,.,8,(五)斯科特结线变压器的优缺点,斯科特结线变压器的优点概括为：当M座和T座两供电臂电流相等，且功率因数相同时，原边三相电流对称。变压器容量利用率高。可利用逆斯科特结线变压器产生三相对称电压供牵引变电所的自由电。,01.06.2020,.,9,斯科特结线变压器的主要缺点有：制造难度大，绕组需按全绝缘设计(按线电压考虑)，变压器造价较高。主接线复杂，设备较多，日常的维护、检修工作量及费用都相应增加。中性点难以引出，且无三角形绕组回路，电压波形较差。原边接点O的电位随负载变化而产生飘移。严重时有零序电流流经电力网。零序电流不仅可能造成零序电流保护误动作，还会对邻近的平行通信线产生干扰。O点飘移还会引起各相绕组的电压不平衡，加重绕组的绝缘负担，为此，该结线的变压器也应采取加强其绝缘措施。两馈线之间的电压为2*27.5KV，即分相绝缘器两端的电压较高，故应适当加强其绝缘。适用于中性点不要求接地，运输较繁忙，两供电臂负荷电流接近相等牵引变电所。在京秦线、郑武线等采用。,01.06.2020,.,10,三、阻抗匹配平衡变压器,(一)接线图,W1、W2与普通三相YN，d11变压器接线完全相同，铁心也是三相心式结构。且C端子与钢轨和接地网连接。不同是：,(1)非接地相ab的阻抗增加倍，即Zab=Zbc=Zca，称为阻抗匹配系数，其值为1；,(2)非接地的两端增加了两个对称的外移绕组a和b，其绕组匝数W3为内三角形每相绕组匝数的(1)/2倍，,01.06.2020,.,11,(二)电压关系,变电所两供电臂电压Uac和Uc相位90。而且，原边与副边电压之比为KuU1N/U2N=110/27.5=4,01.06.2020,.,12,(三)电流关系,当副边两臂电流相等时，原边三相电流对称。即Ia=jIb。当IaII时，原边电流IA、IB、IC对称。,01.06.2020,.,13,(四)容量利用率,1原边容量设两臂负荷电流I=I=I2N则可证明:,2输出容量,变压器容量利用率接近100。,01.06.2020,.,14,四、非阻抗匹配平衡变压器,(一)接线图,阻抗匹配平衡变压主要缺点是平衡绕组W3(1)/2W2和阻抗匹配系数1都是固定值，设计和制造比较困难。不进行阻抗匹配，即1，而只设外移绕组，那么非接地相的电流会增大，该相磁势就会增加。为此，可在两个非接地相也各增加一个匝数为W4的补偿绕组，使其三