电力系统中地特种变压器.ppt

第五章 电力系统中的特种变压器 第一节 三绕组变压器 变比：主磁通在三个绕组感应主磁电势之比等 于变比，总共三个变比。 第二节 自耦变压器 1.电压、电流和容量关系 2.简化等值电路（推导过程不要求） 第三节 互感器 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。 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 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。 电压互感器的误差来源 变比误差：指U’2与U1的代数差值。负载的大小与所接仪表的数量有关，电压互感器本身有激磁电流和漏阻抗压降存在。这时，U’2≠U1，出现变比误差。 相角误差：U2与U1不同相，相角误差表示为-U2与U1的相位差。 减小误差的措施 使用——要求测试仪表有高阻抗，次级侧电流较小，接近于空载状态。电压互感器所能连接的仪表数量要受额定容量的限制。 制造——减小互感器的激磁电流和漏阻抗。 铁芯通常采用铁耗小的高级硅钢片； 磁路应处于不饱和状态，工作磁密一般为0.6—0.8T； 使磁路有较小的间隙； 采用较粗导线以减小电阻，使有较小的漏阻抗。 特别注意：（电压互感器） ①次级侧绝对不允许短路，因短路电流将引起绕组发热，有可能破坏绕组绝缘电阻，导致高电压侵入低压回路，危及人身和设备安全。 ②互感器铁芯和次级绕组的一端必须可靠接地。 二 电流互感器 初级绕组匝数较少，一般只有一匝或几匝，而次级绕组的匝数较多。 初级绕组串联在被测线路中，次级绕组接至电流表，或功率表的电流线圈，或电度表的电流线圈。 各测量仪表的电流线圈应串联连接。由于电流线圈的电阻值很小，电流互感器可视为处于短路运行状态的变压器。 特别注意 ①不允许电流互感器的次级侧开路 次级侧开路，初级侧电流将全部为激磁电流，使铁芯过饱和，铁耗将急剧增大，引起互感器严重发热。 次级绕组匝数较多，次级绕组突然开路，将感应较高的电压，对操作人员有极大危险。 ②电流互感器次级绕组的一端以及铁芯均应可靠接地。 代入 得 ① ① 3.短路试验及短路阻抗（不要求） 1）低压侧短路，高压侧进行短路试验： 在自耦变压器高压侧做短路试验测得的短路阻抗实际 值和把串联绕组作为一次绕组、公共绕组作为二次绕 组时短路测得的短路阻抗实际值相等。 由于自耦变压器的阻抗基 准值和相应的双绕组变压 器阻抗基准值之比为 因此，他们短路阻抗标么值之比为： 2）高压侧短路，低压侧进行短路试验 把公共绕组作为一次绕组、串联绕组作为二次绕组时 短路测得的短路阻抗为： 它们短路阻抗标么值之比还为： 主要用在高压电力系统中两个电压相差不大的电网上，小容量自耦变压器也被用作实验室中的调压设备。 总 结 用途： 优点： 比双绕组电力变压器省材料，成本低，效率高。 越接近1, 越小, 电磁容量(绕组容量)越小, 节材效果越明显. 缺点： 1）短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电流较大。 2）由于自耦变压器原副边有电的直接联系，高压边过电压时，低压边也产生严重的过电压，两边均需要装设避雷器。 大连理工大学电气工程系 U1 U2 = N1 N2 = ku 国产互感器： U2N = 100 V 使用注意： ①二次绕组禁止短路。 ②二次绕组与铁心必须接地。 空载运行的降压变压器。 u1 ~ V u1 u2 电压互感器 大连理工大学电气工程系 → E2?? 电流互感器 N1很小。 短路运行的升压变压器。 I1 I2 = N2 N1 = ki 国产互感器： I2N = 5 A 使用注意： ① 二次绕组禁止开路。 开路时：I2 = 0，I1 不变 →Φ ?? ② 一次绕组工作电压较高时， 二次绕组与铁心必须接地。 ~ A i2 i1 * * 主要内容： 1.了解三绕组变压器的基本方程并掌握 其等效电路 2. 自耦变压器电压、电流和容量的关系及 等效电路、互感器 一、结构特点 每个铁心柱上套有三个不同电压级别的绕组，通常高压绕组放在最外层，低压绕组或中压绕组放在内层。