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1、第五章 三相绕组变压器及其他变压器一、三绕组变压器 三绕组变压器有高、中、低三个绕组，大多用于二次需要两种不同电压的电力系统。 三绕组变压器第三绕组常常接成三角形联结，供电给附近较低电压的配电线路，有 时仅接同步补偿机和电容器（补偿功率因数），也有第三绕组并不引出，专供三次谐波 激磁电流形成通路，以改善电势波形和减少不对称运行时负载中点位移。1、绕组的布置和额定容量 三绕组变压器的铁芯一般为芯式结构，每一个铁芯柱上面套有3 个绕组，即高压绕 组 1 ，中压绕组 2 和低压绕组 3 。其中一个为原绕组，另外两个为副绕组。为了绝缘方 便，三绕组变压器总是将高压绕组放在最外层。对于升压变压器，将低压
2、绕组放在中层， 中压绕组放在内层，这样可使漏磁场分布均匀，已获得良好的运行性能。对于降压变压 器，低压绕组放在内层绝缘较方便。三绕组变压器每个心柱上套有三个绕组，三个绕组的容量可相等，也可不相等，将 额定容量作为 100，则三个绕组的容量配合如表所示：三相三绕组表变压器标准联结组有YN 准联接组为 I,I0,I0。2、电压基本方程式和等值电路设一、二、三绕组匝数分别为 N ,N ,N123NUK 11-（一、12NU220NUK 11-（一、13NU330NUKC220-（二123NU330y ，d 和 Y , y , y ，单相变压器的标 no 11 N no 0二绕组电压变比）三绕组电压变
3、比）三绕组电压变比）变压器类别绕组备注高压中压低压三绕组变压器10010050以变压器额定容量为百分数10050100100100100三绕组自耦变压器100100100表中 3个绕组的容量关系代表每个绕组传递功率的能力，并不是 3 个绕组按比例传 递功率。二绕沮变汗器的诫通小一意图分（1）主磁通：与三个绕组同时铰链（ 2）漏磁通：只铰链一个或两个绕组的磁通，前者称自漏，后者为互漏,. 为自漏磁通，. 为互漏磁通。llo 22o 33012 23 31b由三个绕组的合成磁动势建立。经铁心磁路闭合，激磁阻抗随铁心饱和程度而变 化。自漏磁通由一个绕组的磁动势所产生，互漏磁通由两个绕组的磁动势产生，
4、它们主 要通过空气和油闭合，相应的漏抗为常数。设一相三绕组的自感为： L L L ；互感为： M M M （互感对称）l 23l2 23 3l电压方程：U 二 Ri + j Li + jM I + jM I 、11 11 112 213 3-U 二 r i + jl i + jM i + jwM i 2 2 22 221 123 3-U 二 r i + jL i + jwM i + jwM i3 3 33 331 1322折算得到初级，并考虑电流（磁势）方程n i + n i + n i = n i112 23 31 0或：i + i + i = i1230i和i 为电流归算值，电压方程式为：
5、23U = I (R + jx)+ j x+ j X-E(1)11111b2 12b3 13oE = I (R + jX)+ ji x+ j厂x+ U( 2 )22222b1 21b3 23b2E = I (R+ jX)+ ji X+ ji X+ U( 3 )33333b1 31b2 32b3式中R ,R,R各绕组的电阻。123x. x, x 各绕组的自漏抗llo22o33ox.x, x各绕组的互漏抗l2o23o3lox，二 x. x，二 xl2o2lo23o32o,x二 x3lol3oE , E, E主磁通在各自绕组内感应的电动势。 l23归算到一次侧后E二E = E，二-1 Zl 23m
6、m若忽略激磁电流，则I+1 +1 = 0l23将(1)- 并以13 =-(I1+12)代入得U (U) = b R + jI (x x x ) JR + jI (x x x121 11 11o12o13o2 2222o12o二 I (R + jx ) I (R + jx)1 1 1 2 2 223o .+ x13o)再将(1) - (3)并以/=(/ +1)代入得213U1 - (-U 3)二11( Ri+儿)-13( R+jx3)上两式中，各绕组等效组合阻抗（自感与互组组合）分别为 x 、1x、 x :23x二 xxx+x=LMM+M111o12 o13o23o/1121323 x=x xx
7、+x二LMM+M222o12 o23o13o(2122313x=x xx+x二LMM+M333o13o23o12 o3132312将上两式进一步写成：U (U ) = (R + jx )I - (R + jx )I = Z I - Z I 、1 2 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2U (-UJ ) = (R + jx )I (R + jx )I = Z I Z I 131113331 133Z = R + jx1 1 1次绕阻等效漏阻抗Z 2=R2+jx；二次绕组等效漏阻抗 Z 3二R3+jx3 三次绕组等效漏阻抗 由.I +1 +1二 o由： 123U (U) = I (R + jx
8、) I(R + jx)1 2 1 1 1 2 2 2U (U) = I (R + jx ) I (R + jx)13111333可画出三绕组变压器简化等效电路如图。23图2-13二绕阻变11碍的简化筹效41路IUU/2;UUO小用绕阻氛3做短路試验曲用绕阻I、2做短路试验h用绕阻I、H柞短路试验2、参数测定等效漏阻抗Z ,Z和Z，可用短路实验测定，由于三绕组变压器中每两个绕组相当于1 2 3一个两相变压器，因此需做三次短路实验。分别测出每两个绕组间的短路阻抗。Z=Z+ Z=(R + R)+ j(x+ x x)= R+ jxK12121212k12k12Z=Z+ Z=(R + RJ+ j(x+
9、x x)= R+ jxK13131313k12k13Z /:=Z+ Z=(R + R)+ j(X+ X x)= R x+ jxxK 23232323k23k23二k2Z二 k 2 R+k2X23k2323k2323k23N2-M二绕阻变压甜的短路诩验联立求得Z u (Z+ Z-Z x )1 2 K 12K13K 231Z x = -( Z x+ Z-Z )2 2K 23K12K131Z x = C( Z+ Z x-Z )3 2 K 13K 23K12R = -(R+ R-R x )1 2 K 12K13K 23R x = -(R+ R x-R )2 2K 12K 23K13R x = -(R+
10、 R x-R )3 2 K 13K 23K12x =(x+ x - x x )1 2K12K13 K 23x x =(x+ x x - x )2 2K12K 23K13=1(X+ x x2K13K 23- xK12 )如用标幺值来计算，可不必进行归算，但若三个绕组容量不等，通常用容量最大的 作为基值。在三绕组变压器中，排列在中间位置的绕组，其组合的等效电抗最小，相应的阻抗 压降和端电压变化率也最小。负电抗时电容性质的，但这不是指变压器绕组真具有电容性。另等效电抗是各种不 同电抗的组合，并不表示漏抗。二、自耦变压器 普通的变压器的一、二次线圈只有磁的联系而没有电的联系，自耦变压器的特点在 于一、
11、二次线圈之间不仅有磁的联系而且有电的直接联系，如果把一台普通的变压器的 一次绕组和二次绕组串联起来。使成为一台自耦变压器，这时普通变压器的一个绕组变 成为自耦变压器的一二次侧的共同部分。所以自耦变压器是一个从双绕组变压器演变过来的 设有一双绕组的变压器如图所示：11（披绥图bl绕阴f|置1、电压关系和电流关系一次侧：U , I , N，二次侧：U , I , N1N 1N 12 N 2 N 2E一次侧每匝感应电势：E = = 4.44妙Nm1E二次侧每匝感应电势E =2 = 4.44妙2 Nm2E二E且ax与ax 的匝数相等12Ex = E将a与a相连，省去二次绕组，这样成为一台自耦变压器。实
12、质上自耦 aax变压器就是利用一个绕组抽头办法来实现改变电压的一种变压器。当忽略自耦变压器的漏磁通和绕组电阻时，原边的感应电动势E与外加电压u平11衡，副边的感应电动势等于副边的端电压U 2，他们的关系是：UE Nin q i =i = k UE NA2N22式中，kA为自耦变压器的变比；Nl、N2分别为高、低压侧绕组的匝数。 负载时磁动势平衡关系为：I（N - N ） +1N 二 I N1 1 2 2 0 1忽略励磁电流10，则有：I（N - N）+1N 二 0（1）1 1 2 2a点的电流关系为：11 +12二I （2）将（2）式代入（1）式中得：即：III1N1-I1N2+I3）1N2+I式中，12 为低压侧电流折算到高压侧的数值。2kA将（3）式代入（2）式中，得：人 71 + 12 一 k 2 + 7 2 k1 ” 2AA上式说
