第 五 節(jié) 自 耦 變 壓 器 的 工 作 原 理 與 運 行一 、 自 耦 變 壓 器 的 工 作 原 理 bd: 一 次 繞 組 ， N1；cd: 二 次 繞 組 ， (公 共 繞 組 ） N2；bc: 串 聯(lián) 繞 組 ， N1-N2。 12k 12122121 IIkNNUU 1. 自 耦 變 壓 器 的 容 量 關(guān) 系(1)電 壓 及 電 流 關(guān) 系 .1.2. III 2122.121 )()( NIINIINN 1 122 21.1. kN NNII )11( 122 12.2. kI IIII 根 據(jù) 磁 勢 平 衡 原 理 ：式 中 k12 -自 耦 變 壓 器 的 電 壓 比 。12 III =電 磁 +電 路 1） 功 率 關(guān) 系 總 功 率 = （ 電 路 ） +（ 電 磁 ） 2） 額 定 容 量 （ 總 容 量 、 銘 牌 容 量 ） 在 額 定 情 況 下 ， ,稱 為自 耦 變 壓 器 的 額 定 通 過 容 量 ， 又 稱 自 耦 變 壓 器 的 額 定 容 量 。 )11( 12.22.12 .2. 2. 2.1. 2.2. 21. 1 kIUk IUIUIUIUIU 2211 NNNNN IUIUS (2) 自 耦 變 壓 器 的 額 定 容 量 和 標 準 容 量 3） 標 準 容 量 通 過 電 磁 感 應(yīng) 傳 輸 的 最 大 功 率 ， 即 公 共 繞 組 的 容 量 稱 為 自 耦 變 壓 器 的 標 準 容 量 。 而 此 時 串 聯(lián) 繞 組 的 容 量 為 可 見 串 聯(lián) 繞 組 的 容 量 與 公 共 繞 組 的 容 量 相 等 。 S s = Sc = Sa （ 電 磁 傳 輸 ） , Se （ 電 路 直 接 傳 輸 ） NNNNNNac SkkIUIIUSS )11()11()( 121222122 NNNNNNs SkkIUIUUS )11()11()( 121211121 標 準 容 量 與 額 定 容 量 之 比 ， 稱 為 自 耦 變 壓 器 的 效 益 系 數(shù) K b ， 即 電 壓 比 K 12 越 小 ， K b 越 小 ， 采 用 自 耦 變 壓 器 經(jīng) 濟 效 益 越 顯 著 。 為 保 證 自 耦 變 壓 器 的 經(jīng) 濟 效 益 ， 應(yīng) 使 其 變 比 K 123 。1211 kK b 2. 自 耦 變 壓 器 的 效 益 系 數(shù) 3. 自 耦 變 壓 器 的 過 電 壓（ 1） 過 電 壓 ： 特 點 ： 高 -中 壓 間 有 電 路 的 直 接 聯(lián) 系 ， 一 側(cè) 過 電 壓 直 接 傳 到另 一 側(cè) （ 包 括 內(nèi) 、 外 及 中 性 點 電 壓 偏 移 ） 。 式 中 ， K12-自 耦 變 壓 器 高 、 中 壓 變 壓 比 （ 2） 防 護 ： 自 耦 變 高 壓 和 中 壓 出 口 端 必 須 裝 設(shè) 避 雷 器 。 避 雷 器 必 須 裝 設(shè) 在 自 耦 變 壓 器 和 連 接 自 耦 變 壓 器 的 隔離 開 關(guān) 之 間 ， 避 雷 器 回 路 中 不 裝 設(shè) 隔 離 開 關(guān) -確 保 不 斷開 。 中 性 點 必 須 直 接 接 地 或 經(jīng) 小 電 抗 接 地 。 避 免 高 壓 側(cè) 電 網(wǎng) 發(fā) 生 單 相 接 地 時 ， 在 非 接 地 相 的 中 壓 繞組 出 現(xiàn) 過 電 壓 。 注 ： 自 耦 變 壓 器 的 高 壓 和 中 壓 電 壓 等 級 必 須 是 500KV、330KV、 220KV、 110KV。 4、 三 繞 組 自 耦 變 壓 器 （ 1） 第 三 繞 組 作 用 ： “ ” 接 ， 消 除 三 次 諧 波 減 小 自 耦 變 壓 器 的 零 序阻 抗 ； 連 接 發(fā) 電 機 、 調(diào) 相 機 或 接 發(fā) 電 廠 廠 用 設(shè) 備 電 源 等 ； （ 2） 第 三 繞 組 容 量 要 求 ： 第 三 繞 組 的 電 壓 一 般 為 6-35KV。 如 果 僅 用 來 消 除 三 次 諧 波 ， 其 容 量 一 般 為 標 準 容量 的 1/3左 右 （ 滿 足 熱 、 動 穩(wěn) 要 求 ） 。 如 果 還 用 來 連 接 發(fā) 電 機 、 調(diào) 相 機 或 引 接 發(fā) 電 廠 廠用 設(shè) 備 電 源 等 ， 其 容 量 最 大 等 于 自 耦 變 壓 器 的 標 準 容 量（ 受 鐵 芯 尺 寸 限 制 ） 。 二 、 自 耦 變 壓 器 的 運 行 方 式n 自 耦 運 行 方 式 ： 第 三 繞 組 不 參 加 功 率 交 換 ， 只 在高 -中 壓 側(cè) 有 功 率 交 換 ， 其 最 大 傳輸 功 率 等 于 自 耦 變 壓 器 的 額 定 容量 。n 聯(lián) 合 運 行 方 式 ： 第 三 繞 組 參 加 功 率 交 換1.聯(lián) 合 運 行 方 式 一 功 率 傳 輸 ： 高 壓 側(cè) 同 時 向 中 壓 和 低 壓 側(cè) （ 或 中 壓 和 低壓 同 時 向 高 壓 側(cè) ） 傳 輸 功 率 。 特 點 ： 串 聯(lián) 繞 組 負 荷 較 大 ， 最 大 傳 輸 功 率 受 到 串 聯(lián) 繞組 容 量 的 限 制 ， 運 行 中 應(yīng) 注 意 監(jiān) 視 串 聯(lián) 繞 組 負 荷 。 應(yīng) 用 場 合 ： 主 要 用 于 送 電 方 向 以 低 壓 和 中 壓 側(cè) 同 時 向高 壓 側(cè) 送 電 為 主 、 單 機 容 量 為 125MW及 以 下 的 發(fā) 電 廠 。 2、 聯(lián) 合 運 行 方 式 二 功 率 傳 輸 ： 中 壓 側(cè) 同 時 向 高壓 和 低 壓 側(cè) （ 或 高 壓 和 低 壓 同 時向 高 壓 側(cè) ） 傳 輸 功 率 。 特 點 ： （ 1） 公 共 繞 組 負 荷 較 大 ， 最 大傳 輸 功 率 受 到 公 共 繞 組 容 量 的 限制 ， 運 行 中 應(yīng) 注 意 監(jiān) 視 公 共 繞 組負 荷 。 （ 2） 在 此 運 行 方 式 下 運 行 時 ，自 耦 變 壓 器 的 容 量 不 能 得 到 充 分利 用 。 （ 3） 以 此 運 行 方 式 為 主 的 發(fā) 電廠 主 變 壓 器 一 般 不 選 用 三 繞 組 自耦 變 壓 器 。 在 負 荷 方 向 變 化 較 大的 情 況 （ 聯(lián) 絡(luò) 變 ） ， 可 以 采 用 加 大 公 共 繞 組 容 量 的 自 耦 變 壓 器 。 三 、 自 耦 變 壓 器 的 特 點 1、 兩 個 繞 組 間 除 有 電 磁 聯(lián) 系 外 ， 還 有 電 路 聯(lián) 系 。 2、 優(yōu) 點 ： 有 效 材 料 （ 導(dǎo) 線 、 硅 鋼 片 ） 和 結(jié) 構(gòu) 材 料 （ 銅 材 ） 減 小 ， 成 本低 ； 銅 損 、 鐵 損 減 少 ， 效 率 高 ； 尺 寸 小 ， 重 量 輕 ， 極 限 制 造 容 量 大 。 3、 缺 點 ： 一 次 和 二 次 繞 組 之 間 有 直 接 聯(lián) 系 ， 所 以 二 次 繞 組 的 絕 緣 必 須按 較 高 電 壓 設(shè) 計 ； 一 次 和 二 次 繞 組 之 間 漏 磁 較 小 ， 電 抗 較 小 ， 短 路 電 流 比 普 通雙 繞 組 變 壓 器 大 ； 一 次 和 二 次 側(cè) 的 三 相 繞 組 連 接 組 別 必 須 相 同 ， 即 均 為 星 形或 三 角 形 ； 由 于 運 行 方 式 多 樣 化 ， 繼 電 保 護 整 定 困 難 ； 自 耦 變 壓 器 調(diào) 整 電 壓 困 難 ， 不 易 取 得 繞 組 間 的 電 磁 平 衡 。 第 六 節(jié) 變 壓 器 的 并 列 運 行（ 1） 電 壓 比 相 等 ；（ 2） 短 路 阻 抗 相 等 ；（ 3） 繞 組 連 接 組 別 相 同 。 一 、 理 想 并 列 運 行 條 件二 、 并 聯(lián) 條 件 不 滿 足 的 影 響1、 電 壓 比 不 同 的 變 壓 器 并 列 運 行（ 1） 特 點平 衡 電 流 由 和 變 壓 器 的 短 路 電 壓 決 定 ， 通 常 變壓 器 的 短 路 電 壓 很 小 ， 即 使 兩 臺 變 壓 器 的 電 壓 比 相 差 不大 ， 也 會 產(chǎn) 生 很 大 的 平 衡 電 流 。 *k （ 2） 要 求 當 變 壓 器 帶 負 荷 運 行 時 ， 平 衡 電 流 疊 加 在 負 荷 電流 上 ， 使 一 臺 變 壓 器 的 負 荷 增 大 ， 另 一 臺 變 壓 器 的 負荷 減 輕 ， 負 荷 增 大 的 變 壓 器 可 能 過 負 荷 ， 所 以 ， 一 般 不 得 超 過 0.5%。2、 短 路 阻 抗 不 同 的 變 壓 器 并 聯(lián) （ 1） 特 點 并 列 運 行 的 變 壓 器 負 荷 分 配 與 短 路 電 壓 成 反 比 。由 于 一 般 容 量 大 的 變 壓 器 短 路 電 壓 較 大 ， 容 量 小 的 變壓 器 短 路 電 壓 小 ， 故 容 量 小 的 變 壓 器 承 擔 的 負 荷 大 ，有 可 能 過 負 荷 。 （ 2） 要 求 短 路 電 壓 差 不 超 過 10%。 短 路 電 壓 不 同 的 變 壓 器 ，可 適 當 提 高 短 路 電 壓 大 的 變 壓 器 二 次 電 壓 ， 使 并 列 運行 變 壓 器 的 容 量 均 能 充 分 利 用 。*k 3、 繞 組 聯(lián) 結(jié) 組 別 不 同 的 變 壓 器 并 列 運 行 （ 1） 特 點 會 產(chǎn) 生 幾 倍 于 額 定 電 流 的 平 衡 電 流 ， 短 時 運 行 就 會嚴 重 影 響 變 壓 器 的 使 用 壽 命 ， 甚 至 可 能 是 變 壓 器 繞 組 燒壞 。 （ 2） 要 求 繞 組 聯(lián) 結(jié) 組 別 不 同 的 變 壓 器 不 能 并 列 運 行 ， 只 有 將繞 組 聯(lián) 結(jié) 組 別 改 變 為 同 一 聯(lián) 結(jié) 組 別 才 能 并 列 運 行 。