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第五章 电力系统中的特种变压器 第一节　三绕组变压器 第二节　自耦变压器 第三节　电压互感器和电流互感器 第一节　 三绕组变压器 一、结构特点 三绕组变压器的结构和双绕组变压器相似，在每个铁芯柱上同心排列着三个绕组，即高压绕组l、中压绕组2、低压绕组3 相互间传递功率较多的绕组应当靠得近些。 二、电压方程式和等效电路 以降压变压器为例，从高压电网传送来的功率分别传送到中压电网和低压电网。U1、U2、U3分别表示高压、中压和低压电压。 用每—绕组的自感系数和各绕组间的互感系数作为基本参数。令L1、L2、L3为各绕组自感系数，M12＝M21为1与2绕组间互感系数；M13=M31为1与3绕组间互感系数；M23=M32为绕组2与3间互感系数。 １、当外施电压为正弦波且稳定运行时，电压方程式： ２、各绕组间的变比 ３、归算至初级侧的电压方程： ５、忽略励磁电流，做简化处理， ６、等效电路 相量图 三、组合参数的实验测定: 进行三次不同的短路试验测定每两绕组间的短路阻抗zk12、zk13、zk23，再分离出 和 的数值与各绕组在铁芯上的相对位置有关。降压变压器按图5-1(b)排列，中压绕组放在中间；高、低压绕组距离为最大，xk13最大，约为xk12、xk23之和。排列在中间位置的组合电抗接近于零或微小的负值。意味着中间位置绕组的电压降总是最小。 四、标准连接组： 三相三绕组变压器的标准连接组为YN，yn0，d11和YN，yn0，y0 单相三绕组变压器的标准连接组为I，i0，i0 五、容量配合 容量——绕组通过功率的能力。 三绕组变压器有一个初级侧和二个次级侧。两个次级侧的负载分配无固定关系。 只要两个次级侧电流各自不超过额定值，两个次级侧电流归算至初级侧的相量和的值不超过初级侧额定电流，各种运行的配合都是允许的。 通常采用变压器高压绕组的额定容量作为各绕组的容量基值。 三个绕组中，最大容量的那个为额定容量SN 第二节 自耦变压器 把普通的双绕组变压器的高压绕组和低压绕组串联连接便成为自耦变压器。 一、结构特点 双绕组变压器的一侧绕组（低压绕组）作为自耦变压器的公共绕组，为初、次级侧所共有。 另一侧绕组（高压绕组）作为自耦变压器的串联绕组，串联绕组与公共绕组共同组成自耦变压器的高压绕组。 自耦变压器可作为升压变压器运行，也可作为降压变压器运行。 二、基本方程、等效电路、相量图 变比 磁势平衡关系： 电压分析： 简化等效电路 短路阻抗ZkA 令串联绕组与并联（公共）绕组之比为k 则： 令短路试验测得双绕组变压器短路阻抗为Zk 则： 短路试验 相量图 二、标称容量和电磁容量 自耦变压器初级、次级绕组间有电和磁的双重联系。从初级侧到次级侧，一部分通过绕组间电磁感应传递功率，一部分直接传导功率。铭牌额定容量是二者之和。 结论：传导容量（比额定容量多出的部分）占标称额定容量的1/kA，绕组额定容量是铭牌标称额定容量的(1-1/kA)倍。 关系：U1N=UAXN=UAaN+UaxN=E1+E2=kAE2 UAaN=E1=(kA-1)E2串联绕组的额定容量为公共绕组的额定容量为 三、自耦变压器的优缺点 (一)节省材料 变压器的重量和尺寸是由绕组容量决定的。与普通双绕组变压器相比，在相同的标称容量情况下，自耦变压器有较小的绕组容量。 (二)效率较高 (三)有较小的电压变化率和较大的短路电流 (四)需有可靠的保护措施 第三节 电压互感器和电流互感器 1、用途： ①扩大常规仪表的量程； ②使测量回路与被测系统隔离，以保障工作人员和测试设备安全； ③由互感器直接带动继电器线圈，为各类继电保护提供控制信号，也可以经过整流变换成直流电压，为控制系统或微机控制系统提供控制信号。 2、性能指标： 测量系统使用的电压互感器，其次级侧额定电压都统一设计成100V；电流互感器次级侧额定电流都统一设计成5A或1A。 互感器主要性能指标是测量精度，要求转换值与被测量值之间有良好的线性关系。 电压互感器规定了0.2、0.5、l、3等四个标准等级。 电流互感器分为0.2、0.5、l.0、3.0和10.0 五个标准等级。 一、电压互感器（PT、TV) 1、测量线路及分析： 高压绕组接到被测量系统的电压线路上，低压绕组接到测量仪表的电压线圈。如仪表的个数不止一个、则各仪表的电压线圈都应并联。 特点：相当于一台次级开路的降压变压器。 被测高压U1=U2×Ku 2、电压互感器的误差来源 （1）变比误差：指 与U1的代数差值。负载的大小与所接仪表的数量有关，电压互感器本身有励磁电流和漏阻抗压降存在。这时， ≠U1，出现变比误差。 （2）相角误差： 与 不同相，相角误差表示为