三绕组变压器简介与应用

在电力系统中，在需要把几种不同电压等级的电网联系起来时。采用一台三绕组变压器比用两台双绕组变压器，更为简单经济，如图1.46所示。

1.结构特点

三绕组变压器的结构与双绕组变压器相似，其铁芯一般采用芯式结构。变压器每相有高、中、低三个绕组，同心地套装在同一铁芯柱上，其中一个绕组接电源，另两个绕组便有两个等级的电压输出。其单相结构示意图如图1.47所示。

图1.46　变压器输电单线图

（a）两台变压器输电；（b）一台三绕组变压器输电

图1.47　三绕组变压器结构示意图

为了方便绝缘，三绕组变压器的高压绕组都放在最外面，中、低压绕组哪个在最里面，需从功率的传递和短路阻抗的合理性来确定。一般来讲，相互传递功率较多的两个绕组其靠得近些，这样漏磁通少，短路阻抗可少些，可保证有较小的电压变化率，以提高运行性能。对于降压变压器，功率是从高压侧向中、低压侧传递，主要是向中压侧传递，所以把中压绕组放在中间，低压绕组靠近铁芯柱，如图1.48（a）所示。对于升压变压器，功率是从低压侧向高、中压侧传递，所以把中压绕组靠近铁芯柱，低压绕组放在中间，如图1.48（b）所示。

图1.48　三绕组变压器的绕组排列图

（a）降压变压器；（b）升压变压器

2.容量及连接组

（1）额定容量。根据供电的需要，三侧容量可以设计的不同，各侧容量指绕组通过功率的能力。变压器铭牌上标注的额定容量是指容量最大的那侧容量。将额定容量作为100，三侧的容量配合有下列三种，见表1.3。

表1.3　三绕组变压器容量配合关系

三侧容量都为100的变压器仅做成升压变压器。表中所列三侧容量的配合关系，并非实际功率传递时的分配比例关系，而是指各绕组传递功率的能力。

（2）连接组别。国家标准规定，三绕组变压器的标准连接组别有YN，yn0，d11和YN，yn0，y0两种。

3.变比

如图1.49所示，设三绕组变压器绕组1、2、3的匝数分别为N1、N2、N3，则变比为(www.xing528.com)

图1.49　三绕组变压器运行示意图

4.基本方程式

如图1.49所示，三绕组变压器运行时，共有三类磁通，它们是：

（1）自漏磁通：只与一个绕组交链的磁通。

（2）互漏磁通：交链两个绕组的磁通。

（3）主磁通：主磁通同时与三个绕组交链，在铁芯中流通。它是由三个绕组的合成磁动势共同产生的。因此，负载运行时的磁动势平衡方程式为

将二、三次折算到时一次后，可得

由于空载电流很小，可忽略不计，得

式中：为绕组2电流的折算值；为绕组3电流的折算值。

图1.50　三绕组变压器的等效电路

5.等效电路

仿照双绕组变压器的推导方法，可以得到三绕组变压器简化的等效电路，如图1.50所示。

需要指出的是，三绕组变压器等效电路中的电抗与自漏磁通和互漏磁通相对应。