电机学 课件 教学 第05章 特种变压器

2023/9/215.1三绕组变压器

三绕组变压器有高压、中压和低压三个绕组，可以有三种等级的电压。三绕组变压器主要用于电力系统中，将三个不同电压等级的电网连接起来，代替两台双绕组变压器，运行更加经济。第5章特种变压器2023/9/22低压绕组中压绕组为绝缘方便，高压绕组在最外层一、绕组排列和额定容量2023/9/23高压绕组100100100中压绕组10050100低压绕组50100100表5－1三个绕组容量的配合(百分数)2023/9/24二、三绕组变压器的基本方程式

2023/9/25三、等效电路和电压变化率图5－3三绕组变压器简化等效电路2023/9/26四、参数测定(a)(b)(c)图5－4三绕组变压器短路实验(a)绕组1加电压，绕组2短路，绕组3开路；(b)绕组1加电压，绕组3短路，绕组2开路；(c)绕组2加电压，绕组3短路，绕组1开路2023/9/275.2自耦变压器

所谓自耦变压器，是一次和二次共用同一个绕组的变压器，其与双绕组变压器的主要差别在于：自耦变压器的一次和二次之间不仅有磁的耦合，还有电的联系。2023/9/28一、电压、电流和容量关系1．电压关系图5－7降压自耦变压器(a)结构示意图(b)绕组连接图2023/9/292．电流关系2023/9/2103．容量关系2023/9/211二、短路阻抗和等效电路1．短路阻抗(a)自耦变压器短路实验接线图；(b)图(a)的等效图；(c)图(b)的简化表示图2023/9/2122．等效电路图5－9自耦变压器简化等效电路2023/9/213三、自耦变压器的特点⑴自耦变压器的计算容量(电磁容量)小于额定容量。为此，与相同容量的双绕组变压器相比，自耦变压器材料少、体积小、造价低、效率高。⑵自耦变压器短路阻抗标么值比构成它的双绕组变压器的短路阻抗标么值小，故短路电流大，突然短路时电动力大，必须加强机械结构。⑶自耦变压器一、二次侧之间有电的直接联系，高压方的过电压会串入低压侧。因此，其内部绝缘和防过压的措施都要加强。2023/9/2145.3分裂变压器一个或几个绕组分裂成互不联系的几个分支的变压器称之为分裂变压器。分裂变压器与普通的多绕组变压器不同在于：它的低压绕组中，有一个或几个绕组分裂成额定容量相等的几个支路，这几个支路没有电气上的联系，而仅有较弱的磁的联系。2023/9/215一、分裂变压器结构图5－11分裂变压器绕组布置原理图(a)单相两绕组分裂变压器；(b)三相两绕组分裂变压器(一相)2023/9/216二、分裂变压器等效电路及主要参数2023/9/217⑴分裂运行和分裂阻抗当高压绕组1开路，分裂绕组的一个支路对另一个支路的运行称为分裂运行。此时两个分裂绕组之间的短路阻抗叫分裂阻抗

⑵并联运行和穿越阻抗当两个分裂绕组并联组成统一的低压绕组对高压绕组的运行，称为并联运行。此时高、低压绕组之间的短路阻抗叫穿越阻抗⑶分裂系数分裂阻抗与穿越阻抗之比，叫分裂系数。2023/9/218二、分裂变压器的优缺点，⑴采用分裂变压器可以节省对一次设备的投资。⑵当一个分裂绕组发生短路故障时，在任一未出故障的绕组有较高的残余电压，从而提高供电的可靠性。⑶分裂变压器制造上比较复杂，价格较贵。2023/9/2195.4电压互感器和电流互感器

在高电压、大电流的电力系统中，为了测量线路上的电压和电流，需要采用互感器。互感器是一种用于测量高电压、大电流的变换器。目的是使一次和二次隔离，以保障运行人员的人身安全和测量装置的安全，并可以利用小量程的电压表、电流表来测量高电压、大电流。互感器分为电压互感器和电流互感器两种，这里简单介绍电磁式电压互感器和电流互感器。2023/9/220一、电压互感器

电压互感器的一次、二次绕组套在同一个闭合的铁心上，高压绕组直接接到被测的高压线路上，一次绕组匝数多，导线较细；低压绕组接到测量仪表的电压线圈上，匝数少，导线较粗。如果仪表个数不止一个，则各仪表的电压线圈并联接在电压互感器的二次绕组。

2023/9/221

由于二次绕组所接的仪表电压线圈阻抗很大，所以，电压互感器运行时相当于一台空载运行的降压变压器。不考虑漏阻抗压降，并认为二次电压线圈阻抗很大，互感器处于空载状态，则一、二次电压之比即等于匝数比。供测量用的电压互感器二次额定电压标准值为100V

或图5－15电压互感器原理图

2023/9/222使用电压互感器时，一定要注意：二次侧绝对不允许短路，否则会产生很大的短路电流，引起绕组发热甚至烧坏绕组绝缘，使一次回路的高电压浸入二次低压回路，危及人身和设备安全；为安全起见，电压互感器的二次绕组和铁心必须可靠接地；使用时，二次绕组不能并联过多的仪表，以免影响互感器测量精度。2023/9/223二、电流互感器

电流互感器主要结构和工作原理也与普通变压器相似。它的一次绕组由一匝或几匝截面较大的导线构成，串联在一次侧线路中。二次绕组匝数较多，导线较细，与各种仪表的电流线圈串联。2023/9/224图5－16电流互感器原理图

2023/9/225

由于仪表的电流线圈阻抗很小，所以电流互感器正常工作时相当于变压器的短路运行状态。如果不考虑励磁电流，则有，这样，根据一、二次绕组的匝数比，可以将大电流转化为小电流测量。通常，电流互感器二次侧绕组的额定电流设计为5A或1A。按照变流比误差的大小，电流互感器的精度可分为0.2、0.5、1、3和10等几级。2023/9/226

电流互感器使用注意事项：运行过程或仪表切换时，互感器二次侧绕组绝不允许开路。因为，当二次绕组开路，互感器成