自耦变压器课件

第六节第六节 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 自耦自耦变压器由两个器由两个绕组串串联组成一次成一次绕组bd，匝数，匝数为N1，其，其中一部分中一部分绕组又作又作为变压器的二次器的二次绕组cd，匝数，匝数为N2，称，称为“公共公共绕组”，为一二次一二次侧所共有。属于一次所共有。属于一次绕组且与公共且与公共绕组串串联的的绕组bc，匝数，匝数为N1-N2，称，称为“串串联绕组”。a)等效电路等效电路b)结构结构第六节 自耦变压器的工作原理与运行 一、自耦变压器的工作原理1自耦变压器的容量关系自耦变压器的容量关系 电压及电流关系电压及电流关系1)自耦变压器一次侧和二次侧的电压比自耦变压器一次侧和二次侧的电压比k122)电流关系电流关系电路关系：电路关系：磁路耦合关系：磁路耦合关系：1自耦变压器的容量关系 电压及电流关系 1)自耦变压器b)一次（或串一次（或串联绕组）电流与二次流与二次电流之流之间的关系的关系为：c)公共公共绕组电流与二次流与二次电流之流之间的关系的关系为：根据以上电路和磁势关系可得根据以上电路和磁势关系可得a)公共公共绕组电流与一次（或串流与一次（或串联绕组）电流之流之间的关系的关系为：b)一次（或串联绕组）电流与二次电流之间的关系为：c)1自耦变压器的容量关系自耦变压器的容量关系额定容量和标准容量额定容量和标准容量根据电压及电流关系，自耦变压器传输的功率为根据电压及电流关系，自耦变压器传输的功率为由电路由电路传递传递由磁路由磁路传递传递电流相量电流相量的共轭相量。的共轭相量。自耦自耦变压器的器的额定容量定容量(额定通定通过容量容量)：1自耦变压器的容量关系 额定容量和标准容量 根据电压及公共绕组的容量公共绕组的容量(标准容量：即通过电磁感应传输的最大功率标准容量：即通过电磁感应传输的最大功率)串联绕组的容量为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。可见串联绕组的容量与公共绕组的容量相等。公共绕组的容量(标准容量：即通过电磁感应传输的最大功率)串2自耦变压器的效益系数自耦变压器的效益系数标准容量与准容量与额定容量之比，称定容量之比，称为自耦自耦变压器的效益系数器的效益系数Kb，即，即1)Sa=KbSNSN，即，即自耦自耦变压器与同容量的普通器与同容量的普通变压器相比，器相比，有有较小的小的绕组容量，因此所用容量，因此所用铁心材料省，尺寸小，重量心材料省，尺寸小，重量轻，造价造价较低，极限制造容量大，具有低，极限制造容量大，具有较好的好的经济效益。效益。2)电压比比k12越小，越小，Kb越小，越小，绕组容量越小，采用自耦容量越小，采用自耦变压器器经济效益越效益越显著。著。为保保证自耦自耦变压器的器的经济效益，效益，应使其使其变比比k123。(显然显然KbSc，串，串联绕组负荷荷较大，最大大，最大传输功率受到串功率受到串联绕组容容量的限制，运行中量的限制，运行中应注意注意监视串串联绕组负荷。荷。2)功率 当中、低压侧功率因数相等时，有 显然SsSc，2运行方式二运行方式二中中压侧同同时向高向高压和低和低压侧（或高（或高压和低和低压侧同同时向中向中压侧）传输功率。功率。(1)串联绕组串联绕组1)电流电流2)功率功率2运行方式二 中压侧同时向高压和低压侧（或高压和低压侧同时(2)公共绕组公共绕组1)电流电流由磁势平衡可以求出由磁势平衡可以求出公共绕组中的电流为公共绕组中的电流为(2)公共绕组1)电流由磁势平衡可以求出 公共绕组中的电当高、低压侧功率因数相等时，有当高、低压侧功率因数相等时，有显然然Sc Ss，公共，公共绕组负荷荷较大，最大大，最大传输功率受到公共功率受到公共绕组容量的限制，运行中容量的限制，运行中应注意注意监视公共公共绕组负荷。在此运行方式荷。在此运行方式下运行下运行时，自耦，自耦变压器的容量不能得到充分利用。器的容量不能得到充分利用。3.低低压侧同同时向高向高压和中和中压侧传输功率或相反功率或相反限制条件限制条件为低低压绕组容量，通容量，通过容量最大容量最大为标准容量，准容量，这时自耦自耦变压器的效益最低。器的效益最低。2)功率功率当高、低压侧功率因数相等时，有 显然Sc Ss，公共绕组(1)变压器并列运行的优点变压器并列运行的优点1)提高供电可靠性：提高供电可靠性：2)可满足经济运行的需要：可满足经济运行的需要：(2)变压器的理想并列运行条件为变压器的理想并列运行条件为1)电压比相等；电压比相等；2)额定短路电压相等；额定短路电压相等；3)绕组连接组别相同。绕组连接组别相同。第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行备备注注(1)变压器并列运行的优点第八节 变压器的并列运行备注1.电压比不同的变压器并列运行电压比不同的变压器并列运行两台变压器的电压比的几何均值为两台变压器的电压比的几何均值为如图所示，一次绕组也相应的出现平衡电流，近似为如图所示，一次绕组也相应的出现平衡电流，近似为 两台变比不同的单相变压器并列运行两台变比不同的单相变压器并列运行第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行1.电压比不同的变压器并列运行两台变比不同的单相变压器并列两台变比不同的单相变压器并列运行两台变比不同的单相变压器并列运行二次绕组的平衡电流为二次绕组的平衡电流为采用短路电压近似计算时采用短路电压近似计算时式中式中第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行两台变比不同的单相变压器并列运行二次绕组的平衡电流为第八节 如果 令则当变压器带负荷运行时，平衡电流叠加在负荷电流上，使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，增大的变压器可能过负荷，所以，一般一般 不得超过不得超过0.5%。第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行如果 第八节 变压器【例1】两台并列运行的变压器，额定容量均为10000kVA，短路电压都为uk(%)=10.5，绕组连接组别都相同。电压比分别为110/10.5kV和110/11kV。试求它们并列运行时的平衡电流？解第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行【例1】两台并列运行的变压器，额定容量均为10000kVA 因高压侧的额定电压相同，故两台变压器的二次侧额定电流分别为524.86A和549.857A，可见平衡电流的影响达20%。第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行 因高压侧的额定电压相同，故第八节 变压器的并列运行2.短路阻抗不同的变压器并列运行假定它们的变比相同，则第k台变压器的阻抗为n台并列运行的变压器的总阻抗为由并联电路电压相等得：n台并列运行的变压器的总负荷电流：第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行2.短路阻抗不同的变压器并列运行第八节 变压器的并列运行第k台变压器的电流为第k台变压器的负荷为第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行第k台变压器的电流为第八节 变压器的并列运行n台并列运行的变压器的总负荷容量为:n=2时，变压器分配的负荷为：负荷分配与短路电压成反比，即短路电压小的变压器承负荷分配与短路电压成反比，即短路电压小的变压器承担的负荷大，短路电压大的变压器承担的负荷小。担的负荷大，短路电压大的变压器承担的负荷小。一般规定短路电压之差不超过一般规定短路电压之差不超过10%。第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行n台并列运行的变压器的总负荷容量为:第八节 变压器的并列运【例2】两台并列运行的双绕组变压器，变比和绕组连接组别都相同，只是额定容量和短路电压不同。已知SNI=500kVA，ukI(%)=4；SNII=1000kVA，ukII(%)=4.5。试求当供给负载1500kVA时，每一台变压器各供多大负荷？解第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行备注【例2】两台并列运行的双绕组变压器，变比和绕组连接组别都相同第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行3.绕组连接组别不同的变压器并列运行绕组连接组别不同的变压器并列运行时，同名相电势间的相位差为 N、N 两台变压器的联结组号同名相电动势差为第八节 变压器的并列运行3.绕组连接组别不同的变压器并列运产生的平衡电流归算到一次侧为如果两台变压器的额定容量、额定电压和短路电压都相同，则例如，当相位差 =30，短路电压u*kI=0.105时 第八第八节 变压器的并列运行器的并列运行备注产生的平衡电流归算到一次侧为第八节 变压器的并列运行备注