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1、会计学1三绕组三绕组(roz)变压器和自耦变压器变压器和自耦变压器第一页，共37页。通常以最大的绕组通常以最大的绕组(roz)(roz)容量命名三绕组容量命名三绕组(roz)(roz)变压器的额定容量变压器的额定容量SNSN。一般工作情况下，三绕组的任意一般工作情况下，三绕组的任意(rny)(rny)一个（或两一个（或两个）绕组都可以作为原绕组，而其它的两个（或一个）个）绕组都可以作为原绕组，而其它的两个（或一个）则为副绕组。则为副绕组。二、用途二、用途(yngt)(yngt)及绕组容量及绕组容量问题问题高压绕组高压绕组高压绕组高压绕组 中压绕组中压绕组中压绕组中压绕组 低压绕组低压绕组低压绕
2、组低压绕组 100 100 100100 50 100100 100 50三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级的电网。三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级的电网。第1页/共37页第二页，共37页。N1N1N2N2N3N3第2页/共37页第三页，共37页。三、基本三、基本三、基本三、基本(jbn)(jbn)(jbn)(jbn)分析方法和分析方法和分析方法和分析方法和思路思路思路思路磁动势平衡磁动势平衡磁动势平衡磁动势平衡(pnghng)(pnghng)(pnghng)(pnghng)：主磁通感应主磁通感应主磁通感应主磁通感应(gnyng)(gnyng)电动势可表示电动势可表示电动势可表示
3、电动势可表示为：为：为：为：自漏磁通感应的电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：第3页/共37页第四页，共37页。还有两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流还有两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流还有两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流还有两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流产生产生产生产生(chnshng)(chnshng)的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这个绕个绕个绕个绕组中感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：组中
4、感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：组中感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：组中感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：第4页/共37页第五页，共37页。二次绕组电流二次绕组电流二次绕组电流二次绕组电流 产产产产生的与一次绕组交链生的与一次绕组交链生的与一次绕组交链生的与一次绕组交链的互漏磁的互漏磁的互漏磁的互漏磁 在一次在一次在一次在一次绕组中感应电动势绕组中感应电动势绕组中感应电动势绕组中感应电动势互漏磁通感应互漏磁通感应互漏磁通感应互漏磁通感应(gnyng)(gnyng)电动势电动势电动势电动势说明：说明：说明：说明：第5页/共37页第六页，共37页。可得各次绕组的电压可得各次绕组的电
5、压可得各次绕组的电压可得各次绕组的电压(diny)(diny)方程方程方程方程为：为：为：为：第6页/共37页第七页，共37页。变比：主磁通在三个绕组变比：主磁通在三个绕组变比：主磁通在三个绕组变比：主磁通在三个绕组(roz)(roz)(roz)(roz)感应主磁电势感应主磁电势感应主磁电势感应主磁电势之比等之比等之比等之比等 于变比，总共三个变比。于变比，总共三个变比。于变比，总共三个变比。于变比，总共三个变比。第7页/共37页第八页，共37页。参数参数参数参数(cnsh)(cnsh)归算（归算到一次侧）：归算（归算到一次侧）：归算（归算到一次侧）：归算（归算到一次侧）：第8页/共37页第九
6、页，共37页。归算后的四个基本归算后的四个基本归算后的四个基本归算后的四个基本(jbn)(jbn)方程：方程：方程：方程：第9页/共37页第十页，共37页。最后最后最后最后(zuhu)(zuhu)可简写为：可简写为：可简写为：可简写为：式减去式减去式减去式减去 式，再用式，再用式，再用式，再用 式中式中式中式中 ，可得：，可得：，可得：，可得：式减去式减去式减去式减去 式，再用式，再用式，再用式，再用 式中式中式中式中 ，可得：，可得：，可得：，可得：第10页/共37页第十一页，共37页。称为等效称为等效称为等效称为等效(dn(dn xio)xio)电抗电抗电抗电抗其中其中其中其中(qzhng
7、)(qzhng)：称为等称为等称为等称为等效阻抗效阻抗效阻抗效阻抗第11页/共37页第十二页，共37页。三绕组变压器等效电路三绕组变压器等效电路第12页/共37页第十三页，共37页。称为称为称为称为(chn wi)(chn wi)等等等等效电抗。效电抗。效电抗。效电抗。其中其中其中其中(qzhng)(qzhng)：称为等效称为等效称为等效称为等效阻抗阻抗阻抗阻抗注意：等效电路的电抗是等效电抗，不是各绕组注意：等效电路的电抗是等效电抗，不是各绕组本身的漏抗，它们综合反映自漏抗与互漏抗的影本身的漏抗，它们综合反映自漏抗与互漏抗的影响响(yngxing)。磁路主要经空气闭合，等效电。磁路主要经空气闭
8、合，等效电抗为常数。抗为常数。第13页/共37页第十四页，共37页。4-2 4-2 自耦变压器自耦变压器一、结构特点与用途一、结构特点与用途一、结构特点与用途一、结构特点与用途 自耦变压器实质自耦变压器实质自耦变压器实质自耦变压器实质(shzh)(shzh)(shzh)(shzh)上是一个单上是一个单上是一个单上是一个单绕组变压器，原、副边之间不仅有磁的联绕组变压器，原、副边之间不仅有磁的联绕组变压器，原、副边之间不仅有磁的联绕组变压器，原、副边之间不仅有磁的联系，而且还有电的直接联系。系，而且还有电的直接联系。系，而且还有电的直接联系。系，而且还有电的直接联系。自耦变压器每一个铁心柱上套着两
9、个自耦变压器每一个铁心柱上套着两个自耦变压器每一个铁心柱上套着两个自耦变压器每一个铁心柱上套着两个绕组，两绕组串联，绕向一致。绕组，两绕组串联，绕向一致。绕组，两绕组串联，绕向一致。绕组，两绕组串联，绕向一致。第14页/共37页第十五页，共37页。N1N1N2N2 实例分析实例分析实例分析实例分析(fnx)(fnx)(fnx)(fnx)：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器(1)(1)(1)(1)仅仅绕组仅仅绕组仅仅绕组仅仅绕组(roz)(roz)改接法，双绕组改接法，双绕组改接法，双绕组改接法，双绕组(roz)(roz
10、)变压变压变压变压器可以变为自耦变压器，功率可以增大数倍甚器可以变为自耦变压器，功率可以增大数倍甚器可以变为自耦变压器，功率可以增大数倍甚器可以变为自耦变压器，功率可以增大数倍甚至十倍！至十倍！至十倍！至十倍！实例实例实例实例(shl)(shl)：假：假：假：假设图示双绕组变压设图示双绕组变压设图示双绕组变压设图示双绕组变压器器器器第15页/共37页第十六页，共37页。实例分析实例分析实例分析实例分析(fnx)(fnx)(fnx)(fnx)：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器(2)(2)(2)(2)分析从双绕组变压器到
11、自耦变压器哪些分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些(nxi)(nxi)(nxi)(nxi)量改变了，量改变了，量改变了，量改变了，哪些哪些哪些哪些(nxi)(nxi)(nxi)(nxi)量没有变化量没有变化量没有变化量没有变化?(主要分析原副边电压与电流的变化情况主要分析原副边电压与电流的变化情况主要分析原副边电压与电流的变化情况主要分析原副边电压与电流的变化情况)第16页/共37页第十七页，共37页。原副边电流符号相原副边电流符号相原副边电流符号相原副边电流符号相反：当原边电流在反：当原边电流在反：当原边电流在反：当原边电流在
12、原绕组原绕组原绕组原绕组(roz)(roz)中从同名端流向非同名端，则副边电流在中从同名端流向非同名端，则副边电流在中从同名端流向非同名端，则副边电流在中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕组副绕组副绕组副绕组(roz)(roz)中从非同名端流向同名端！中从非同名端流向同名端！中从非同名端流向同名端！中从非同名端流向同名端！实例实例实例实例(shl)(shl)(shl)(shl)分析：从双绕组变压器到自耦变分析：从双绕组变压器到自耦变分析：从双绕组变压器到自耦变分析：从双绕组变压器到自耦变压器压器压器压器(3)(3)(3)(3)首先分析双绕组首先分析双绕组首先分析双绕组首先分析双绕组(roz
13、)(roz)变压器电流方向。变压器电流方向。变压器电流方向。变压器电流方向。忽略励磁电流则：忽略励磁电流则：忽略励磁电流则：忽略励磁电流则：第17页/共37页第十八页，共37页。实例分析实例分析实例分析实例分析(fnx)(fnx)(fnx)(fnx)：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器：从双绕组变压器到自耦变压器(4)(4)(4)(4)忽略励磁电流忽略励磁电流忽略励磁电流忽略励磁电流当原边电流当原边电流当原边电流当原边电流(dinli)(dinli)从同名端流向非同名，从同名端流向非同名，从同名端流向非同名，从同名端流向非同名，则副绕组电流则副绕
14、组电流则副绕组电流则副绕组电流(dinli)(dinli)从非同名端从非同名端从非同名端从非同名端流向同名端！流向同名端！流向同名端！流向同名端！原副绕组原副绕组原副绕组原副绕组(roz)(roz)(roz)(roz)电流电流电流电流原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图副边实际电流则等于副边实际电流则等于副边实际电流则等于副边实际电流则等于原副绕组电流之和。原副绕组电流之和。原副绕组电流之和。原副绕组电流之和。第18页/共37页第十九页，共37页。实例实例实例实例(shl)(shl)(shl)(shl)分析：从双绕组变压器到自耦变压分
15、析：从双绕组变压器到自耦变压分析：从双绕组变压器到自耦变压分析：从双绕组变压器到自耦变压器器器器(5)(5)(5)(5)联结联结联结联结(linji)(linji)成自耦成自耦成自耦成自耦变压器，变压器，变压器，变压器，空载时空载时空载时空载时:如果原边施加如果原边施加如果原边施加如果原边施加 ，则绕组电势仍为则绕组电势仍为则绕组电势仍为则绕组电势仍为 与与与与 。副边输出。副边输出。副边输出。副边输出(shch)(shch)(shch)(shch)电压电压电压电压 。第19页/共37页第二十页，共37页。实例实例实例实例(shl)(shl)(shl)(shl)分析：从双绕组变压器到自耦变分析
16、：从双绕组变压器到自耦变分析：从双绕组变压器到自耦变分析：从双绕组变压器到自耦变压器压器压器压器(6)(6)(6)(6)原副边电流原副边电流原副边电流原副边电流(dinli)(dinli)实际方向示意图实际方向示意图实际方向示意图实际方向示意图与双绕组变压器类似，与双绕组变压器类似，原绕组原绕组 ，时，副绕组时，副绕组 ，。于是负。于是负载电流载电流 。原边输入容量原边输入容量副边输出容量副边输出容量第20页/共37页第二十一页，共37页。二、自耦变压器基本方程二、自耦变压器基本方程二、自耦变压器基本方程二、自耦变压器基本方程(要求：参考下图与上述物理概念学习自行要求：参考下图与上述物理概念学
17、习自行要求：参考下图与上述物理概念学习自行要求：参考下图与上述物理概念学习自行(zxng)(zxng)(zxng)(zxng)推导推导推导推导)第21页/共37页第二十二页，共37页。1.1.电压电压(diny)(diny)、电流和容量、电流和容量关系关系1 1 1 1）原、副边的方程式）原、副边的方程式）原、副边的方程式）原、副边的方程式自耦变压器变比：（若忽略自耦变压器变比：（若忽略自耦变压器变比：（若忽略自耦变压器变比：（若忽略(hl)(hl)(hl)(hl)漏阻抗漏阻抗漏阻抗漏阻抗压降）压降）压降）压降）第22页/共37页第二十三页，共37页。根据根据根据根据(gnj)(gnj)(gn
18、j)(gnj)全电流定律，励磁磁动势全电流定律，励磁磁动势全电流定律，励磁磁动势全电流定律，励磁磁动势 为串联绕组为串联绕组为串联绕组为串联绕组磁动势磁动势磁动势磁动势 与公共绕组磁动势与公共绕组磁动势与公共绕组磁动势与公共绕组磁动势 之和，即：之和，即：之和，即：之和，即：若忽略励磁若忽略励磁若忽略励磁若忽略励磁(l c)(l c)(l c)(l c)电流（电流（电流（电流（），），），），则：则：则：则：2 2 2 2）磁动势平衡）磁动势平衡）磁动势平衡）磁动势平衡(pnghng)(pnghng)(pnghng)(pnghng)及及及及电流关系电流关系电流关系电流关系第23页/共37页第二
19、十四页，共37页。结论：自耦变压器负载运行时，原、副边结论：自耦变压器负载运行时，原、副边 电压之比近似等于副、原边电流电压之比近似等于副、原边电流(dinli)(dinli)之之 比，这点与双绕组变压器一样。比，这点与双绕组变压器一样。2 2 2 2）磁动势平衡及电流）磁动势平衡及电流）磁动势平衡及电流）磁动势平衡及电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)关系关系关系关系第24页/共37页第二十五页，共37页。3 3 3 3）容量）容量）容量）容量(rngling)(rngling)(rngling)(rngling)关系关系关系关系双绕组变压器原边输入容量双绕组变压器原
20、边输入容量原边输入容量原边输入容量实例实例:第25页/共37页第二十六页，共37页。1 1 1 1）由原边直接）由原边直接）由原边直接）由原边直接(zhji)(zhji)(zhji)(zhji)传到副边的容量称为传到副边的容量称为传到副边的容量称为传到副边的容量称为传导容量，它既不消耗材料，也不产生损耗传导容量，它既不消耗材料，也不产生损耗传导容量，它既不消耗材料，也不产生损耗传导容量，它既不消耗材料，也不产生损耗2 2 2 2）绕组）绕组）绕组）绕组(roz)(roz)(roz)(roz)通过电磁作用得到的容量称为电通过电磁作用得到的容量称为电通过电磁作用得到的容量称为电通过电磁作用得到的容
21、量称为电磁容量，也叫绕组磁容量，也叫绕组磁容量，也叫绕组磁容量，也叫绕组(roz)(roz)(roz)(roz)容量容量容量容量3 3 3 3）自耦变压器额定运行）自耦变压器额定运行）自耦变压器额定运行）自耦变压器额定运行(ynxng)(ynxng)(ynxng)(ynxng)时的额定时的额定时的额定时的额定容量为传导容量和电磁容量之和容量为传导容量和电磁容量之和容量为传导容量和电磁容量之和容量为传导容量和电磁容量之和4 4 4 4）自耦变压器的电磁容量与额定容量的比）自耦变压器的电磁容量与额定容量的比）自耦变压器的电磁容量与额定容量的比）自耦变压器的电磁容量与额定容量的比值称为效益系数值称为
22、效益系数值称为效益系数值称为效益系数定义：定义：定义：定义：第26页/共37页第二十七页，共37页。效益效益(xioy)(xioy)系数系数 =绕组绕组(roz)(roz)容容量量额定额定(dng)dng)容量容量额定容量额定容量额定容量额定容量 传导容量传导容量绕组容量绕组容量实例实例:第27页/共37页第二十八页，共37页。越接近越接近越接近越接近1,1,越小越小越小越小,电磁容量电磁容量电磁容量电磁容量(绕组容绕组容绕组容绕组容量量量量)越小越小越小越小,传导容量越大传导容量越大传导容量越大传导容量越大,节材效果越明显。节材效果越明显。节材效果越明显。节材效果越明显。第28页/共37页第
23、二十九页，共37页。2.2.2.2.简化等值电路（推导简化等值电路（推导简化等值电路（推导简化等值电路（推导(tudo)(tudo)(tudo)(tudo)过程不要求）过程不要求）过程不要求）过程不要求）代入代入得得第29页/共37页第三十页，共37页。第30页/共37页第三十一页，共37页。3.3.3.3.短路试验及短路阻抗短路试验及短路阻抗短路试验及短路阻抗短路试验及短路阻抗(zkng)(zkng)(zkng)(zkng)（不要求）（不要求）（不要求）（不要求）1 1 1 1）低压侧短路，高压侧进行）低压侧短路，高压侧进行）低压侧短路，高压侧进行）低压侧短路，高压侧进行(jnxng)(jn
24、xng)(jnxng)(jnxng)短路试验：短路试验：短路试验：短路试验：第31页/共37页第三十二页，共37页。在自耦变压器高压侧做短路在自耦变压器高压侧做短路在自耦变压器高压侧做短路在自耦变压器高压侧做短路(dunl)(dunl)试验测得的短路试验测得的短路试验测得的短路试验测得的短路(dunl)(dunl)阻抗实际阻抗实际阻抗实际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值和把串联绕组作为一次绕组、公共绕组作为二次绕值和把串联绕组作为一次绕组、公共绕组作为二次绕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组时短路组时短路组时短路(dunl)(dunl)测得的短路测
25、得的短路测得的短路测得的短路(dunl)(dunl)阻抗实际值相等。阻抗实际值相等。阻抗实际值相等。阻抗实际值相等。由于自耦变压器的阻抗基由于自耦变压器的阻抗基由于自耦变压器的阻抗基由于自耦变压器的阻抗基准值和相应准值和相应准值和相应准值和相应(xingyng)(xingyng)的双绕组变压的双绕组变压的双绕组变压的双绕组变压器阻抗基准值之比为器阻抗基准值之比为器阻抗基准值之比为器阻抗基准值之比为因此，他们因此，他们因此，他们因此，他们(t men)(t men)短路阻抗标么值之比为：短路阻抗标么值之比为：短路阻抗标么值之比为：短路阻抗标么值之比为：第32页/共37页第三十三页，共37页。2
26、2 2 2）高压侧短路，低压）高压侧短路，低压）高压侧短路，低压）高压侧短路，低压(dy)(dy)(dy)(dy)侧进行短路试验侧进行短路试验侧进行短路试验侧进行短路试验第33页/共37页第三十四页，共37页。把公共绕组作为一次绕组、串联绕组作为二次绕组时把公共绕组作为一次绕组、串联绕组作为二次绕组时把公共绕组作为一次绕组、串联绕组作为二次绕组时把公共绕组作为一次绕组、串联绕组作为二次绕组时短路短路短路短路(dunl)(dunl)测得的短路测得的短路测得的短路测得的短路(dunl)(dunl)阻抗为：阻抗为：阻抗为：阻抗为：它们它们它们它们(t men)(t men)短路阻抗标么值之比还为：短
27、路阻抗标么值之比还为：短路阻抗标么值之比还为：短路阻抗标么值之比还为：第34页/共37页第三十五页，共37页。主要用在高压电力系统中两个电压主要用在高压电力系统中两个电压主要用在高压电力系统中两个电压主要用在高压电力系统中两个电压(diny)(diny)相差不相差不相差不相差不大的电网上，小容量自耦变压器也被用作实验室中大的电网上，小容量自耦变压器也被用作实验室中大的电网上，小容量自耦变压器也被用作实验室中大的电网上，小容量自耦变压器也被用作实验室中的调压设备。的调压设备。的调压设备。的调压设备。总总总总 结结结结用途用途用途用途(yngt)(yngt)：优点：优点：优点：优点：比双绕组电力变
28、压器省材料，成本低，效率比双绕组电力变压器省材料，成本低，效率比双绕组电力变压器省材料，成本低，效率比双绕组电力变压器省材料，成本低，效率高。高。高。高。越接近越接近越接近越接近1,1,越小越小越小越小,电磁容量电磁容量电磁容量电磁容量(绕组绕组绕组绕组容量容量容量容量)越小越小越小越小,节材效果越明显节材效果越明显节材效果越明显节材效果越明显.第35页/共37页第三十六页，共37页。缺点缺点缺点缺点(qudin)(qudin)：1 1 1 1）短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电）短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电）短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电）短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电流较大。流较大。流较大。流较大。2 2 2 2）由于自耦变压器原副边有电的直接联）由于自耦变压器原副边有电的直接联）由于自耦变压器原副边有电的直接联）由于自耦变压器原副边有电的直接联系，高压边过电压时，低压系，高压边过电压时，低压系，高压边过电压时，低压系，高压边过电压时，低压(dy)(dy)(dy)(dy)边也产边也产边也产边也产生严重的过电压，两边均需要装设避雷器。生严重的过电压，两边均需要装设避雷器。生严重的过电压，两边均需要装设避雷器。生严重的过电压，两边均需要装设避雷器。第36页/共37页第三十七页，共37页。