自耦变压器的工作原理与运行.ppt
第五节 自耦变压器的工作原理与运行,一、自耦变压器的工作原理,bd:一次绕组，N1；cd:二次绕组，(公共绕组）N2；bc:串联绕组，N1-N2。,1.自耦变压器的容量关系,(1)电压及电流关系,根据磁势平衡原理：,式中 k12-自耦变压器的电压比。,=电磁+电路,1）功率关系 总功率=（电路）+（电磁）2）额定容量（总容量、铭牌容量）在额定情况下，,称为自耦变压器的额定通过容量，又称自耦变压器的额定容量。,(2)自耦变压器的额定容量和标准容量,3）标准容量 通过电磁感应传输的最大功率，即公共绕组的容量 称为自耦变压器的标准容量。而此时串联绕组的容量为 可见 串联绕组的容量与公共绕组的容量相等。Ss=Sc=Sa（电磁传输）,Se（电路直接传输）,标准容量与额定容量之比，称为自耦变压器的效益系数K b，即 电压比K 12 越小，K b 越小，采用自耦变压器经济效益越显著。为保证自耦变压器的经济效益，应使其变比 K 123。,2.自耦变压器的效益系数,3.自耦变压器的过电压,（1）过电压：特点：高-中压间有电路的直接联系，一侧过电压直接传到另一侧（包括内、外及中性点电压偏移）。,式中，K12-自耦变压器高、中压变压比,（2）防护：自耦变高压和中压出口端必须装设避雷器。避雷器必须装设在自耦变压器和连接自耦变压器的隔离开关之间，避雷器回路中不装设隔离开关-确保不断开。中性点必须直接接地或经小电抗接地。避免高压侧电网发生单相接地时，在非接地相的中压绕组出现过电压。注：自耦变压器的高压和中压电压等级必须是500KV、330KV、220KV、110KV。,4、三绕组自耦变压器（1）第三绕组作用：“”接，消除三次谐波减小自耦变压器的零序阻抗；连接发电机、调相机或接发电厂厂用设备电源等；（2）第三绕组容量要求：第三绕组的电压一般为6-35KV。如果仅用来消除三次谐波，其容量一般为标准容量的1/3左右（满足热、动稳要求）。如果还用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂用设备电源等，其容量最大等于自耦变压器的标准容量（受铁芯尺寸限制）。,二、自耦变压器的运行方式,自耦运行方式：第三绕组不参加功率交换，只在高-中压侧有功率交换，其最大传输功率等于自耦变压器的额定容量。联合运行方式：第三绕组参加功率交换,1.联合运行方式一 功率传输：高压侧同时向中压和低压侧（或中压和低压同时向高压侧）传输功率。特点：串联绕组负荷较大，最大传输功率受到串联绕组容量的限制，运行中应注意监视串联绕组负荷。应用场合：主要用于送电方向以低压和中压侧同时向高压侧送电为主、单机容量为125MW及以下的发电厂。,2、联合运行方式二 功率传输：中压侧同时向高压和低压侧（或高压和低压同时向高压侧）传输功率。特点：（1）公共绕组负荷较大，最大传输功率受到公共绕组容量的限制，运行中应注意监视公共绕组负荷。（2）在此运行方式下运行时，自耦变压器的容量不能得到充分利用。（3）以此运行方式为主的发电厂主变压器一般不选用三绕组自耦变压器。在负荷方向变化较大的情况（联络变），可以采用加大公共绕组容量的自耦变压器。,三、自耦变压器的特点 1、两个绕组间除有电磁联系外，还有电路联系。2、优点：有效材料（导线、硅钢片）和结构材料（铜材）减小，成本低；铜损、铁损减少，效率高；尺寸小，重量轻，极限制造容量大。3、缺点：一次和二次绕组之间有直接联系，所以二次绕组的绝缘必须按较高电压设计；一次和二次绕组之间漏磁较小，电抗较小，短路电流比普通双绕组变压器大；一次和二次侧的三相绕组连接组别必须相同，即均为星形或三角形；由于运行方式多样化，继电保护整定困难；自耦变压器调整电压困难，不易取得绕组间的电磁平衡。,第六节 变压器的并列运行,（1）电压比相等；（2）短路阻抗相等；（3）绕组连接组别相同。,一、理想并列运行条件,二、并联条件不满足的影响,1、电压比不同的变压器并列运行（1）特点平衡电流由 和变压器的短路电压决定，通常变压器的短路电压很小，即使两台变压器的电压比相差不大，也会产生很大的平衡电流。,（2）要求 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，负荷增大的变压器可能过负荷，所以，一般 不得超过0.5%。2、短路阻抗不同的变压器并联（1）特点 并列运行的变压器负荷分配与短路电压成反比。由于一般容量大的变压器短路电压较大，容量小的变压器短路电压小，故容量小的变压器承担的负荷大，有可能过负荷。（2）要求 短路电压差不超过10%。短路电压不同的变压器，可适当提高短路电压大的变压器二次电压，使并列运行变压器的容量均能充分利用。,3、绕组联结组别不同的变压器并列运行（1）特点 会产生几倍于额定电流的平衡电流，短时运行就会严重影响变压器的使用寿命，甚至可能是变压器绕组烧坏。（2）要求 绕组联结组别不同的变压器不能并列运行，只有将绕组联结组别改变为同一联结组别才能并列运行。,
