什么是三绕组变压器?


除了初级绕组和次级绕组之外,变压器还可以构建第三绕组。这个第三绕组被称为三绕组。初级绕组具有最高的电压额定值,三绕组具有最低的电压额定值,次级绕组具有中间的电压额定值。此外,三绕组变压器的三个绕组的 kVA 额定值通常是不相等的。该图显示了三绕组变压器的原理图。

三绕组始终连接成三角形。三角形连接的三绕组的主要优点是它可以抑制变压器星形连接的初级和次级绕组中可能产生的任何谐波分量。

如果次级绕组中的负载电流不平衡,这些电流会反映为不平衡的初级电流,则三绕组中的增加的循环电流会减少。这倾向于将初级和次级相电压恢复到其正常幅度和相角。因此,三绕组还减少了次级和初级的失衡,并在初级相之间均匀地分配次级负载失衡。

变压器三绕组的主要用途如下所示 -

  • 三绕组用作辅助绕组,用于供电变电站用途(例如,照明、风扇、泵等)。

  • 三绕组用于互连三个在不同电压等级下运行的供电系统。

  • 三绕组可用于测量高压试验变压器的电压。

  • 三绕组也可用于从两个电源为单个负载供电,其中电源的连续性非常重要。

  • 由于三绕组连接成三角形,因此它减少了对零序电流提供的阻抗,从而允许足够的接地故障电流以确保保护装置的正常运行。

  • 同步调相机或静态高压电容器连接到三绕组的三角形连接输出端,用于将无功功率注入电力系统,以进行功率因数校正或电压调节或两者兼而有之。

三绕组变压器的主要优点是更高的效率经济的结构

电压比和磁动势平衡方程

对于理想的三绕组变压器,电压比定义如下 -

$$\mathrm{\frac{𝑉_{2}}{𝑉_{1}}=\frac{𝑁_{2}}{𝑁_{1}}}$$

其中,

  • V1 = 初级电压,

  • V2 = 次级电压,

  • N1 = 初级绕组的匝数,以及

  • N2 = 次级绕组的匝数。

类似地,初级绕组和三绕组之间的电压变比为

$$\mathrm{\frac{𝑉_{3}}{𝑉_{1}}=\frac{𝑁_{3}}{𝑁_{1}}}$$

其中,

  • V3 是三绕组上的电压,以及
  • N3 是三绕组的匝数。

此外,初级绕组的总磁动势等于次级绕组所需的磁动势和三绕组所需的磁动势之和,即

$$\mathrm{𝑁_{1}𝐼_{1} = 𝑁_{2}𝐼_{2} + 𝑁_{3}𝐼_{3}}$$

此表达式是三绕组变压器的磁动势平衡方程。

三绕组变压器的等效电路

三绕组变压器的等效电路如图所示。三绕组变压器的等效电路可以用单相等效电路表示,其中变压器的每个绕组都可以用其等效电阻和电抗表示。

这里,端子 1、2、3 分别表示初级、次级和三绕组端子。电阻 R1、R2 和 R3 分别是初级、次级和三绕组的电阻。电抗 X1、X2 和 X3 分别是初级、次级和三绕组的漏抗。如果也考虑空载电流,则还连接了铁损电阻 R0 和励磁电抗 Xm

更新于: 2021 年 8 月 16 日

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