1、第 8 章 三绕组变压器、自耦变压器、互感器8-1 三绕组变压器 一、结构和用途 三绕组变压器的每相有 3 个绕组，当一次绕组接到交流电源后，另外 2 个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于需要 2 种不同电压等级的负载。 发电厂和变电所通常出现三种不同等级的电压，所以三绕组变压器在电力系统中应用比较广泛。 每相的高中低压绕组均套于同一铁心柱上。为了绝缘使用合理，通常把高压绕组放在最外层，中压和低压绕组放在内层。 额定容量是指容量最大的那个绕组的容量，一般容量的百分比按高中低压绕组有三种形式 100/100/50、100/50/100、100/100/100。二、特性 3 个变比： k12=
2、 N1/N2 U 1 / U20k13= N1/N3 U 1 / U1k23= N2/N3 U 20 / U30 负载运行时若不计空载电流 I 0 ，则变压器的磁势平衡方程为 I1N1+I2N2+I3N3=0I1+I2/k12+I3/k13=0I1+I2+I3=0 简化等效电路中的 Z 1=R1+jX1 为一次侧的阻抗，Z 2=R2+jX2为二次侧折算到一次侧的阻抗；Z 3=R3+jX3为三次侧折算到一次侧的阻抗，六个参数可以根据稳态短路试验求得。 Zk12=Rk12+jXk12= (R1+R2) + j(X1+X2)Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3)+j(X1+X3)Zk23=R
3、k23+jXk23=(R2+R3)+j(X2+X3)R1=1/2(Rk12+Rk13-Rk23) X1=1/2 (Xk12+Xk13-Xk23)R2=1/2(Rk12+Rk23-Rk13) X2=1/2 (Xk12+Xk23-Xk13)R3=1/2(Rk13+Rk23-Rk12) X3=1/2(Xk13+Xk23-Xk12) 知道参数后就可以根据等效电路计算特性了。 8-2 自耦变压器 （Autoformer) 一、定义 原、副方绕组有共同部分的变压器称为自耦变压器。 二、特点 1、变比 ka= U1/U2=Nab/Nbc2、磁势平衡： I1Nac+(I1+I2)Nbc=I0NabI1(Nab
4、-Nbc)+(I1+I2)Nbc=I0NabI1Nac+IcbNbc=0IacNac=-IcbNbcI1Nab+I2Nbc=0I1/I2= -Nab / Nac= -1 / ka也就是在忽略激磁电流后一个绕组本身的两段存在着磁势平衡。3、易制成调压器三、传导容量和电磁容量Sac=UacIac= (U1-U2)I1=U1I1(1-1/ka)=SaN(1-1/ka)Scb=UcbIcb= (I1+I2)U2=U2I2(1-1/ka)=SaN(1-1/ka)可见两段绕组的容量均只有变压器容量 (1-1/k a)倍。自耦变压器不仅可以省去一个绕组，而且其绕组容量要比相应的双绕组变压器小，这样就减少铁、
5、铜等材料，缩小尺寸。(1-1/ka)越小则省材越多，所以适合于 ka接近于 1 的情况。I2=I1+Ibc 此式由相量式转换为代数式是成立的S2=U2I2=U2I1(传导容量) + U 2Ibc (电磁容量)各占百分比： S cd/S2 = I1/I2 = 1/kaSdc/S2=1-Scd/S2=1-1/ka8-3 互感器 概 述 互感器属测量装置，按变压器原理工作。 电力系统中的大电流、高电压有时无法直接用普通的电流表和电压表来测量，必须通过互感器将待测电量按比例减小后测量。 互感器具有 2 种作用：将高电量转换为能用普通标准仪表测量的电量1A/5A/100V/500V;将仪表与高压电路隔离
6、，保证仪表及人身安全。 一、电流互感器 一次侧只有 1 到几匝，导线截面积大，串入被测电路。二次侧匝数多，导线细，与阻抗较小的仪表（电流表、功率表的电流线圈）构成闭路。 电流互感器的运行情况相当于二次侧短路的变压器，一般选择很低的磁密(0.08-0.1)T，并忽略励磁电流，则 I1/I2=N2/N1=k 。 励磁电流是误差的主要根源。0.2/0.5/1 / 3，1 表示变比误差不超过 1%。 注意事项： 副边绕组必须可靠接地，以防止由于绝缘损坏后，原边高电压传入危及人身安全。 副边绝对不容许开路。开路时互感器成了空载状态，磁通高出额定时许多(1.4-1.8T)，除了产生大量铁耗损坏互感器外，还在副边绕组感应出危险的高压，危及人身安全。二、电压互感器 电压互感器的运行情况相当于二次侧开路的变压器，其负载为阻抗较大的测量仪表。 副边电流产生的压降和励磁电流的存在是电压互感器误差之源。 电压互感器副边不能接过多的负载；且要求铁心不饱和(0.6-0.8T)。 注意事项： 副边绕组连同铁心必须可靠接地。副边绝对不容许短路。
