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三倍頻變壓器的原理和電抗分析
來源：http://m.bbbj.com.cn/ 作者：變壓器廠家 日期：2019/07/02 09:31
在35千伏及以上電壓等級的電網(wǎng)中，所使用的電壓互感器多為分級絕緣的。在制造廠,這種電壓互感器的交流耐壓試驗(yàn)是采用頻率為150赫芝的發(fā)電機(jī)組作電源、感應(yīng)加壓的方法。而供、用電的基層單位一般不具備這一條件。在新裝投入、定期預(yù)試、大修竣工等規(guī)程均規(guī)定對分級絕緣電壓互感器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。由于沒有150赫芝的交流電源，此試驗(yàn)無法進(jìn)行。我們制造了三倍頻變壓器，從而使這一問題得到解決。采用三倍頻變壓器作電源，可定期對分級絕緣電壓互感器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),這對互感器的安全可靠的運(yùn)行起到了保證作用。
1.三倍頻變壓器的原理
所謂三倍頻變壓器就是把頻率為50赫芝的工頻電源變?yōu)轭l率為150赫芝的電源。這就須利用變壓器中的三次諧波磁通來實(shí)現(xiàn)。為達(dá)此目的，三倍頻變壓器在結(jié)構(gòu)上采用三個單相變壓器組成三相變壓器組。三個單相變壓器的--次線圈接成星形，二次線圈接成開口三角形9也就是把三角結(jié)線的任何一個頂點(diǎn)分開，成為三倍頻變壓器的輸出端。
由于變壓器一次線圈接為星形，三次諧波電流沒有通路，而在相電壓及三個變壓器鐵心磁通中含有三次諧波分量，二次線圈接為開口三角形，三相變壓器輸出端由于工頻(50赫芝)電壓向量和為沒有工頻電壓輸出。三相的三次諧波電壓同相，輸出值為三相電壓的算術(shù)總和。
2.三倍頻變壓器的二次電抗
因?yàn)槿额l變壓器的自感磁鏈?zhǔn)峭ㄟ^整個鐵心的，所以二次線圈的電抗是相當(dāng)大的，影響三倍頻變壓器電抗值的主要因素是二次線圈匝數(shù)和磁感應(yīng)強(qiáng)度B。在設(shè)計(jì)時，應(yīng)認(rèn)真考慮。
設(shè)計(jì)三倍頻變壓器時選擇多大的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，是非常重要的。因?yàn)槿沃C波磁通的產(chǎn)生是由于磁化曲線的非線性所致。所以使磁感應(yīng)強(qiáng)度工作在曲線彎曲部分以上，可得到最大的三次諧波磁通分量，同時當(dāng)B值超過磁化曲線彎曲點(diǎn)以后,導(dǎo)磁率值就急劇下降。由公式可知,μ值下降可使電抗x.減小,xs的減小，可以獲得較大的三次諧波電壓和三次諧波電流的輸出。但是，若采取過高的磁感應(yīng)強(qiáng)度B則必然使得三相變壓器一次側(cè)的電流猛增，這也是不經(jīng)濟(jì)的。
由于不同的鐵磁材料的電磁性能各不相同，因此，在設(shè)計(jì)三倍頻變壓器時，就要根據(jù)不同的材料，選取適當(dāng)?shù)拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度B的數(shù)值。
B值取22000~23000高斯較為合適，此時三次諧波電壓與基波電壓的比，值K為0.54~0.56。
1.三倍頻變壓器的原理
所謂三倍頻變壓器就是把頻率為50赫芝的工頻電源變?yōu)轭l率為150赫芝的電源。這就須利用變壓器中的三次諧波磁通來實(shí)現(xiàn)。為達(dá)此目的，三倍頻變壓器在結(jié)構(gòu)上采用三個單相變壓器組成三相變壓器組。三個單相變壓器的--次線圈接成星形，二次線圈接成開口三角形9也就是把三角結(jié)線的任何一個頂點(diǎn)分開，成為三倍頻變壓器的輸出端。
由于變壓器一次線圈接為星形，三次諧波電流沒有通路，而在相電壓及三個變壓器鐵心磁通中含有三次諧波分量，二次線圈接為開口三角形，三相變壓器輸出端由于工頻(50赫芝)電壓向量和為沒有工頻電壓輸出。三相的三次諧波電壓同相，輸出值為三相電壓的算術(shù)總和。
2.三倍頻變壓器的二次電抗
因?yàn)槿额l變壓器的自感磁鏈?zhǔn)峭ㄟ^整個鐵心的，所以二次線圈的電抗是相當(dāng)大的，影響三倍頻變壓器電抗值的主要因素是二次線圈匝數(shù)和磁感應(yīng)強(qiáng)度B。在設(shè)計(jì)時，應(yīng)認(rèn)真考慮。
設(shè)計(jì)三倍頻變壓器時選擇多大的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，是非常重要的。因?yàn)槿沃C波磁通的產(chǎn)生是由于磁化曲線的非線性所致。所以使磁感應(yīng)強(qiáng)度工作在曲線彎曲部分以上，可得到最大的三次諧波磁通分量，同時當(dāng)B值超過磁化曲線彎曲點(diǎn)以后,導(dǎo)磁率值就急劇下降。由公式可知,μ值下降可使電抗x.減小,xs的減小，可以獲得較大的三次諧波電壓和三次諧波電流的輸出。但是，若采取過高的磁感應(yīng)強(qiáng)度B則必然使得三相變壓器一次側(cè)的電流猛增，這也是不經(jīng)濟(jì)的。
由于不同的鐵磁材料的電磁性能各不相同，因此，在設(shè)計(jì)三倍頻變壓器時，就要根據(jù)不同的材料，選取適當(dāng)?shù)拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度B的數(shù)值。
B值取22000~23000高斯較為合適，此時三次諧波電壓與基波電壓的比，值K為0.54~0.56。
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