• 例题：一台330/220/11kV，240MVA 自 耦变，求电磁容量
U1 I1 U 2 I1 U 2 I U 2 I U1 I1 U 2 I1 (U1 U 2 ) I1 (U1 U 2 ) 240 80 330 视为三相的话： (330 220) 3U 2 I 3(U1 U 2 ) I1 3(U1 U 2 ) 3 (330 220) 240 80 3 330 S 3U1 U1 I1 U1
U1I1 U 2 I 2 U 2 (I1 I ) U 2 I1 U 2 I
U1I1
U1I1或U2I2称为自耦变压榕的通过容量，即所谓 自耦变压器的额定容量。该容量标注在变压器的铭牌 上。 U2I2为自耦变压器公共绕组的容量，一般称为 电磁容量，或叫做计算容量。自耦变压器的尺寸和材 料消耗量仅决定于电磁容量。假定K 12为自耦变压器 原边副边的变压比，则写出自耦变压器的电磁容量和 通过容量的关系 I 1 U 2 I U 2 ( I 2 I1 ) U 2 ( I 2 2 ) U 2 I 2 (1 ) U 2 I 2 Kb K12 K12 Kb越小越好，由此可见，当两个电网的电压等级接近 时，采用自耦变压器的经济效果是显著的，反之电压相 差很大，其经济效果就不大。因此实际应用的自耦变压 器，其变压比都在3 : 1 范围内。
线圈 电压 n1:345 U1:345 调前： n 2:230 U 2:230 n :345 U :355 调后： 1 1 n 2:230 x U 2:230 x 6.479匝 6.479 N [1.687] 2 230 1.67% n1:345 U1:355 调后： n3: 11 U3 U3 11.32kV
设置有载调压的原则如下 ( 1 )对于220kV 及以上的降压变压器，仅在电网电压可能有较大变化的 情况下，采用有载调压方式，→般不宜采用。当电力系统运行确有需要 时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。 ( 2 )对于110kV且以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用 有载调压方式。 ( 3 )接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端、时而为 受端母线上的京电厂联络交压器，一般采用有载调压方式。 在国外超高压电网中,美国、法国选用无励磁调压,英国、意大利、 瑞典等选用无分接头变压器,只有德国、日本采用有载调压型式。 我国500 kV 变压器有载调压和无励磁调压并存,西北750 kV 输变电 示范工程主变为单相自耦变,采用的是无励磁调压方式。系统电压等级越 高,正常情况下主网的电压波动范围相对越小,地区供电电压质量可靠无 功调节和下级网的有载调压变压器来保证,为适应季节性运行方式的调整 需要,用无励磁调压方式完全可以胜任。 从可靠性,经济性及系统运行方式来说,特高压变压器用无励磁调压 更合理。
中压线端调压方式 1优点：此调压方式,当中压侧电压调整时,低压侧电压 不受或少受影响。500 kV 变压器多采用这两种方法。 2缺点：因变压器中压侧额定电流大,引线粗,当采用线 端有载调压时大量引线的绝缘处理难度大,高场强区域 范围较大,因而中压侧线端往往成为变压器绝缘的薄弱 点。目前多用有调压旁柱铁心结构,在旁柱上配置励磁 绕组和调压线圈,绝缘处理较方便。
线圈 电压 n :345 U1:345 调前： 1 n 2:230 U 2:230 n :345 x U1:355 调后：1 n 2:230 U 2:230 x 10匝 10 N [2.6] 3 230 1.67% n :345 3 1.67% 230 U1:355 调后：1 n3: 11 U3 U3 10.95kV
线圈 电压 n :345 U1:345 调前： 1 n 2:230 U 2:230 n :345 x U1:355 调后： 1 n 2:230 x U 2:230 x 18.4匝 18.4 N [4.79] 5 230 1.67% n :345 5 1.67% 230 U1:355 调后：1 n3: 11 U3 U3 11.986kV
• 例题：一台330/110/11kV，240MVA 自耦 变，求电磁容量
3U 2 I 3(U1 U 2 ) I1 3(U1 U 2 ) 3 (330 110) 240 160 3 330 S 3U1
• 2.调压 • 2.1有载和无励磁调压
• 国内外统计资料表明,有载调压开关的故障在变压 器故障中占有很大比例,有载调压变压器的故障率 约为普通变压器的4 倍,而有载调压装置自身的故 障约占40 %。
2.2调压绕组Βιβλιοθήκη 位置1.中性点调压 1优点：调压绕组和调压装置的电压低,绝缘要求低,制造工艺易 实现,整体造价低。 2缺点：会引起相关调压,或称变磁通调压,也就是说在系统电压 变化时,如果调整分接位置,则三侧电压均要随之变化。如果高 压侧电压变化大,低压侧电压变化随之加大,有可能会使低压侧 无法使用。 另外,因匝电势变化,此种调压方式可能会造成对电压比和匝 数比的不同理解。如特高压变压器采用的变比是: 1050/525×(1 ±4 ×0. 0125) /110 kV ,应理解为高压电压1050 不变,调压绕组的匝数设置应使得每一档中压电压变化1. 25 % 的级差。实际上在公共绕组上调压,高、中压绕组匝数 都会有变化,但应换算成高压绕组电压不变,中压电压变化1. 25 % ,调压绕组的匝数就不应为中压绕组匝数的1. 25 %/ 档,也不 是高压绕组匝数的1. 25 %/档,而是某一合适的每档匝数。 这种调压方法在国内采用的不多,但在欧洲较为普遍,说明 采用此结构有其合理和可行的一面。
串联绕组末端调压方式 1优点：该方式可克服中性点调压带来的问题。高压 侧电压升高,相应增加线圈匝数,高压侧电压降低,相应 减少线圈匝数,并能保证中压和低压侧电压不变。 2缺点：采用这种方式调压会对调压绕组和有载开关 提出更高的绝缘要求。对调压绕组的空间布置、连接 方式和其他绕组的相互位置都要进行总体考虑,造价 高,变压器体积也将增大。但电流较前两种调压方式 低,我国330kV 三相自耦变压器多采用此种调压方式。
自耦变压器 专题讲座
1.电磁容量与效益 2.调压问题
1.电磁容量与效益
在普通变压器中全部容量是靠磁场从一次侧传输 到二次侧的，而在自耦变压器中，有一部分能量则是 不经过变换而直接传输的，如左图所示。 当不考虑自梢变压器的损耗和j前li兹电流时，可 认为一次侧的通过容量和二次侧的通过容量相等， 几 者有效值的关系：