三绕组变压器

 

三绕组变压器的每相有3个绕组，当1个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3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。

目 录

1结构

2特性

3特点

4其它相关

1结构

 

额定容量是指容量******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。

2特性

 

3个变比：

k12=N1/N2≈U1/U2

k13=N1/N3≈U1/U3

k23=N2/N3≈U2/U3

负载运行时若不计空载电流I0,则，变压器的磁势平衡方程为

I1N1+I2N2+I3N3=0

I1+I2/k12+I3/k13=0

I1+I2'+I3'=0

简化等效电路中的Z1=R1+jX1为1次侧的阻抗，Z2'=R2'+jX2'为2次侧折算到1次侧的阻抗；Z3'=R3'+jX3'为3次侧折算到1次侧的阻抗，6个参数可以根据短路试验求得。

Zk12=Rk12+jXk12=(R1+R2')+j(X1+X2')

Zk13=Rk13+jXk13=(R1+R3')+j(X1+X3')

Zk23'=Rk23'+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。

3特点

 

在电力系统中最常用的是三绕组变压器。用一台三绕组变压器连接3种不同电压的输电系统比用两台普通变压器经济、 占地少、维护管理也较方便。三相三绕组变压器通常采用Y-Y-△接法, 即原、副绕组均为Y接法,第三绕组接成△。△接法本身是一个闭合回路,许可通过同相位的三次谐波电流,从而使Y接原、副绕组中不出现三次谐波电压。 这样它可以为原、副边都提供一个中性点。在远距离输电系统中，第三绕组也可以接同步调相机以提高线路的功率因数。

三绕组变压器容量以 3个绕组中容量******的那个绕组的容量表示。

在电子设备中，也常采用多绕组变压器，如电源变压器（图3）。1和1┡为两个相同的原边绕组。它们可以串联或并联联接以配合两种不同的电源电压。2、3、4、4┡均为副边绕组,可输出不同电压以满足不同的需要。它也可以保证各个电路相互隔离的要求。

n13=N1/N3=E1/E3≈U1/U3

n23=N2/N3=E2/E3≈U2/U3

三绕组变压器的容量以 3个绕组中容量******的那个绕组的容量表示。

4其它相关

 

三绕组变压器在发电厂中应用

当发电厂需要用两种不同电压向电力系统或用户供电时，或当变电站需要连接几级不同电压的电力系统时，通常采用三绕组变压器。三绕组变压器有高压、中压、低压三个绕组，每相的三个绕组套在一个铁心柱上，为了便于绝缘，高压绕组通常都置于最外层。升压变压器的低压绕组放在高、中压绕组之间，这样布置的目的是使漏磁场分布均匀，漏抗分布合理，不致因低压和高压绕组相距太远而造成漏磁通增大以及附加损耗增加，从而保证有较好的电压调整率和运行性能。降压变压器主要从便于绝缘考虑，将中压绕组放在高压、低压绕组之间。根据国内电力系统电压组合的特点，三相三绕组变压器的标准连接组标号有YN，yn0，d11和YN，yn0，y0两种。

容量配置和电压比

三绕组电力变压器各绕组的容量按需要分别规定。其额定容量是指三个绕组中容量******的那个绕组的容量，一般为一次绕组的额定容量。并以此作为100%，则三个绕组的容量配置有100/100/50、100/50/100、100/100/100三种。

三绕组变压器的空载运行原理与双绕组变压器基本相同，但有三个电压比，即高压与中压、高压与低压、中压与低压三个。

基本方程式和等值电路

三绕组变压器负载运行时，主磁通同时与三个绕组的磁通相交链，由三个绕组的磁势（电流与匝数和乘积）共同产生，因此，负载时的磁势平衡方程式为三个绕组的磁势之相量和等于励磁磁势相量（即空载电流与一次绕组匝数的乘积），将副边折算到原边后，变为三侧电流之相量和等于空载电流相量。忽略空载电流，变为三侧电流之相量和等于零。

三绕组变压器中，凡不同时与三个绕组相链的磁通都是漏磁通，其中仅与一个绕组相链而不与其它两个绕组相链的磁通称为自漏磁通；仅与两个绕组相链而不与第三个绕组相链的磁通，称为互漏磁通。每一个绕组的漏磁压降，都受到另外两个绕组的影响，因此，三绕组变压器的漏电抗与双绕组变压器的漏电抗含义不一样。为建立电压平衡方程式和等值电路，引入了等值电抗的概念，高、中、低压绕组的等值电抗包含各自绕组的自感电抗和绕组之间的互感电抗，与各绕组等值电抗相应的还有各自的等值阻抗，且均为折算到一次侧的数值。

仿照双绕组变压器的分析方法，列出电势平衡方程式，即：

一次侧电压相量等于一次电流在一次等值阻抗上的压降相量和二次电流折算值在二次等值阻抗上的负压降相量，以及二次绕组端电压负相量之和；也等于一次电流在一次等值阻抗上的压降相量和三次电流折算值在三次等值阻抗上的负压降相量，以及三次绕组端电压负相量之和。

由磁势平衡方程式和电压平衡方程式可作出三绕组变压器的简化等值电路，它由二、三次等值阻抗并联，再怀一次等值阻抗串联组成。两个副绕组负载电流互相影响，当任一副绕组的电流变化时，不仅影响本侧端电压，而且另一副绕组的端电压也会随着变化。因为原边电流由两个副边电流决定，原边阻抗压降同时受到两个副边电流的影响，而原边电流在原边等值阻抗上的压降，直接影响副边电压。为了减小两个副边之间的相互影响，应尽力减小原边等值阴抗。

参数的测定和试验

三绕组变压器的短路试验要分别做三次，即高中压、高低压、中低太，不论做哪两侧之间的短路试验，都是将无关侧开路，相关侧一侧加压，另一侧短路。

然后根据三个试验所得值，由公式可算出每个绕组的折算到一次侧的等值阻抗值。

公式的语言描述如下：

某一侧的等值阻抗等于与该侧有关的两个试验所得值之和，减去与该侧无关的试验所得值，得数除二。

如一次侧的等值阻抗等于一、二次间的试验所得值加上一、三次间的试验所得值，减去二、三次间的试验所得值，得数再除二。

由此可知，要减小一次侧的等值阻抗，就必须减小一、二次间的等值阻抗和一、三次间的等值阻抗，增大二、三次间的等值阻抗值，升压变压器之所以将低压绕组放在中间，就是为了使原边具有较小的等值阻抗。

三绕组变压器高压绕组和低压绕组的线端标志与双绕组变压器相同，中压绕组的首、末端下标换成了m。