第五节自耦变压器的工作原理与运行

1、第五节第五节 自耦变压器的工作原理与运行自耦变压器的工作原理与运行一、自耦变压器的工作原理一、自耦变压器的工作原理bd: 一次绕组，N1；cd: 二次绕组，(公共绕组）N2；bc: 串联绕组，N1-N2。12k12122121IIkNNUU1. 1. 自耦变压器的容量关系自耦变压器的容量关系(1)电压及电流关系.1.2.III2122.121)()(NIINIINN112221.1.kNNNII)11 (12212.2.kIIIII根据磁势平衡原理：式中 k12 -自耦变压器的电压比。12III=电磁+电路1 1）功率关系）功率关系 总功率总功率= = （电路）（电路）+ +（电磁）（电磁）

2、2 2）额定容量）额定容量（总容量、铭牌容量） 在额定情况下， ,称为自耦变压器的额定通过容量额定通过容量，又称自耦变压器的额定容量称自耦变压器的额定容量。 )11(12.22.12.2.2.2.1.2.2.21.1kIUkIUIUIUIUIU2211NNNNNIUIUS(2) (2) 自耦变压器的自耦变压器的额定额定容量和容量和标准标准容量容量 3 3）标准容量）标准容量 通过电磁感应传输的最大功率，即通过电磁感应传输的最大功率，即公共绕组的容量公共绕组的容量 称为自耦变压器的称为自耦变压器的标准容量标准容量。而此时串联绕组的容量为 可见 串联绕组的容量与公共绕组的容量相等。串联绕组的容量与

3、公共绕组的容量相等。 S Ss s = = S Sc c = = S Sa a （电磁传输）（电磁传输）, , S Se e （电路直接传输）（电路直接传输） NNNNNNacSkkIUIIUSS)11()11()(121222122NNNNNNsSkkIUIUUS)11()11()(121211121 标准容量与额定容量之比，称为自耦变压器的效益系数标准容量与额定容量之比，称为自耦变压器的效益系数K K b b ， 即 电压比电压比K K 1212 越小，越小， K K b b 越小，采用自耦变压器经济效益越显著。越小，采用自耦变压器经济效益越显著。 为保证自耦变压器的经济效益，应使其变比应

4、使其变比 K K 12123 。1211kKb2. 2. 自耦变压器的效益系数自耦变压器的效益系数3. 自耦变压器的过电压自耦变压器的过电压（1）过电压： 特点：高-中压间有电路的直接联系，一侧过电压直接传到另一侧（包括内、外及中性点电压偏移）。式中，K12-自耦变压器高、中压变压比 （2）防护： 自耦变高压和中压出口端必须装设避雷器。自耦变高压和中压出口端必须装设避雷器。 避雷器必须装设在自耦变压器和连接自耦变压器的隔离开关之间，避雷器回路中不装设隔离开关-确保不断开。 中性点必须直接接地中性点必须直接接地或经小电抗接地。 避免高压侧电网发生单相接地时，在非接地相的中压绕组出现过电压。 注：

5、自耦变压器的高压和中压电压等级必须是500KV、330KV、220KV、110KV。4 4、三绕组自耦变压器、三绕组自耦变压器 （1 1）第三绕组作用：）第三绕组作用： “”接，消除三次谐波减小自耦变压器的零序阻抗； 连接发电机、调相机或接发电厂厂用设备电源等； （2 2）第三绕组容量要求：）第三绕组容量要求： 第三绕组的电压一般为6-35KV。 如果仅用来消除三次谐波，其容量一般为标准容量的1/3左右（满足热、动稳要求） 。 如果还用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂用设备电源等，其容量最大等于自耦变压器的标准容量（受铁芯尺寸限制）。 二、自耦变压器的运行方式二、自耦变压器的运行方式n自耦运

6、行方式：自耦运行方式： 第三绕组不参加功率交换，第三绕组不参加功率交换，只在高-中压侧有功率交换，其最大传最大传输功率等于自耦变压器的额定容输功率等于自耦变压器的额定容量。量。n联合运行方式：联合运行方式： 第三绕组参加功率交换第三绕组参加功率交换1.联合运行方式一联合运行方式一 功率传输：高压侧同时向中压和低压侧（或中压和低高压侧同时向中压和低压侧（或中压和低压同时向高压侧）传输功率。压同时向高压侧）传输功率。 特点：串联绕组负荷较大，串联绕组负荷较大，最大传输功率受到串联绕组容量的限制，运行中应注意监视串联绕组负荷。 应用场合：主要用于送电方向以低压和中压侧同时向高压侧送电为主、单机容量为

7、125MW及以下的发电厂。 2 2、联合运行方式二、联合运行方式二 功率传输：中压侧同时向高中压侧同时向高压和低压侧（或高压和低压同时压和低压侧（或高压和低压同时向高压侧）传输功率。向高压侧）传输功率。 特点： （1）公共绕组负荷较大公共绕组负荷较大，最大传输功率受到公共绕组容量的限制，运行中应注意监视公共绕组负荷。 （2）在此运行方式下运行时，自耦变压器的容量不能得到充分利用。 （3）以此运行方式为主的发电厂主变压器一般不选用三绕组自耦变压器。在负荷方向变化较大的情况（联络变） ，可以采用加大公共绕组容量的自耦变压器。三、自耦变压器的特点三、自耦变压器的特点 1、两个绕组间除有电磁联系外，还

8、有电路联系。、两个绕组间除有电磁联系外，还有电路联系。 2、优点：、优点： 有效材料（导线、硅钢片）和结构材料（铜材）减小，成本低； 铜损、铁损减少，效率高； 尺寸小，重量轻，极限制造容量大。 3、缺点：、缺点： 一次和二次绕组之间有直接联系，所以二次绕组的绝缘必须按较高电压设计； 一次和二次绕组之间漏磁较小，电抗较小，短路电流比普通双绕组变压器大； 一次和二次侧的三相绕组连接组别必须相同，即均为星形或三角形； 由于运行方式多样化，继电保护整定困难； 自耦变压器调整电压困难，不易取得绕组间的电磁平衡。第六节第六节 变压器的并列运行变压器的并列运行（1）电压比相等；（2）短路阻抗相等；（3）绕组

9、连接组别相同。 一、理想并列运行条件一、理想并列运行条件二、并联条件不满足的影响二、并联条件不满足的影响1、电压比不同的变压器并列运行（1）特点平衡电流由 和变压器的短路电压决定，通常变压器的短路电压很小，即使两台变压器的电压比相差不大，也会产生很大的平衡电流。*k （2）要求 当变压器带负荷运行时，平衡电流叠加在负荷电流上，使一台变压器的负荷增大，另一台变压器的负荷减轻，负荷增大的变压器可能过负荷，所以，一般 不得超过0.5%。2、短路阻抗不同的变压器并联 （1）特点 并列运行的变压器负荷分配与短路电压成反比。由于一般容量大的变压器短路电压较大，容量小的变压器短路电压小，故容量小的变压器承担的负荷大，有可能过负荷。 （2）要求 短路电压差不超过10%。短路电压不同的变压器，可适当提高短路电压大的变压器二次电压，