【正文】 中壓側(cè)短路阻抗最?。ㄒ?jiàn)圖 1021）。第六節(jié) 自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)行方式47發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)u 第三繞組的容量，根據(jù)其用途有所不同。比較圖 1019（ a）和（ b）兩種情況，可以看出：兩者電磁功率相同，即標(biāo)準(zhǔn)容量相同，故鐵心和繞組的截面、尺寸、重量都完全相等，但通過(guò)容量不等，普通變壓器的通過(guò)容量等于標(biāo)準(zhǔn)容量，即為 ，而自耦變壓器的通過(guò)容量為 （或 ，忽略損耗），兩者相比，得 （ 1026） Kb為自耦變壓器的效益系數(shù)，即標(biāo)準(zhǔn)容量對(duì)通過(guò)容量的比值，其值小于 1。(一）自耦變壓器的額定容量和標(biāo)準(zhǔn)容量第六節(jié) 自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)行方式43發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)u 如略去變壓器的損耗和磁化電流，可以認(rèn)為：一次側(cè)的輸入功率 等于二次側(cè)的全部輸出功率 ，這個(gè)功率的極限值稱為自耦變壓器的額定容量或稱通過(guò)容量，即 （ 1025）u 由上式可以看出：通過(guò)自耦變壓器的傳輸功率由兩部分組成：一部分是上式的前一項(xiàng)，即 ，表示通過(guò)串聯(lián)繞組由電路直接傳輸?shù)蕉蝹?cè)的功率；另一部分即上式的第二項(xiàng) ，表示通過(guò)公共繞組由電磁聯(lián)系傳輸?shù)蕉蝹?cè)的功率。因此，當(dāng)自耦變壓器用來(lái)聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系，經(jīng)濟(jì)效高。不對(duì)稱的負(fù)荷在三角形帶三繞組內(nèi)形成的平衡電流避免了不正常的電壓降。因此升壓型通常應(yīng)用在低壓向高壓送電 (或反之)為主的場(chǎng)合，降壓型一般用在高壓向中壓供電為主、低壓供電為輔的場(chǎng)合。? 三繞組變壓器通常采用同心式繞組，繞組的排列在制造上有兩種組合方式：升壓型和降壓型。? 等值電路圖示于圖 1013。在運(yùn)行時(shí)，一個(gè)繞組的負(fù)荷等于其他兩個(gè)繞組負(fù)荷的相量和，但不得超過(guò)各自的額定容量。第五節(jié) 多繞組變壓器和第三繞組37發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)一、三繞組變壓器的運(yùn)行特點(diǎn) 三繞組變壓器和雙繞組變壓器的原理相同，但由于多一個(gè)繞組，形成以下特點(diǎn)：（ 1）運(yùn)行方式和容量匹配。表 106 等值空氣溫度不同于 +20℃ 時(shí)的校正系數(shù)等值空氣溫度（ ℃）40 30 20 10 0校正系數(shù) 10 1 第四節(jié) 電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷36發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng) 在電力系統(tǒng)中，三繞組變壓器通常應(yīng)用在下列場(chǎng)合：（ 1) 在發(fā)電廠內(nèi)，除發(fā)電機(jī)電壓外，有兩種升高電壓與系統(tǒng)連接或向用戶供電。運(yùn)行人員可參照變壓器過(guò)去運(yùn)行情況、當(dāng)?shù)氐牡戎悼諝鉁囟纫约跋到y(tǒng)對(duì)事故過(guò)負(fù)荷的要求等情況靈活掌握。第四節(jié) 電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷32發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)圖 1011 正常過(guò)負(fù)荷曲線圖（ a）自然油循環(huán)的變壓器；（ b）強(qiáng)迫油循環(huán)的變壓器第四節(jié) 電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷33發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)四、 電力變壓器的事故過(guò)負(fù)荷u 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，保證不間斷供電是首要任務(wù)，所以事故過(guò)負(fù)荷和正常過(guò)負(fù)荷不同，它是以犧牲變壓器壽命為代價(jià)的，絕緣老化率允許比正常過(guò)負(fù)荷時(shí)高得多。除此之外，繞組熱點(diǎn)溫度和電流等都不得超過(guò)其限值。二、等值負(fù)荷曲線的計(jì)算u 計(jì)算繞組熱點(diǎn)溫度時(shí)，將實(shí)際負(fù)荷曲線歸算成二階段或多階段負(fù)荷曲線，見(jiàn)圖 1010。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算，繞組溫度變化范圍只有空氣溫度變化范圍的80％左右。u 空氣溫度的日或年自然變化曲線，可近似地認(rèn)為是正弦曲線，也可用下式表示 （ 1019） δav為在時(shí)間間隔 T內(nèi)空氣的平均溫度； Δδ為在該時(shí)間間隔內(nèi)空氣溫度的變化范圍，即最高溫度和最低溫度之差。第三節(jié) 電力變壓器的絕緣老化25發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng) 實(shí)際上，為了判斷變壓器在不同負(fù)荷下絕緣老化的情況，或在欠負(fù)荷期間變壓器負(fù)荷能力的利用情況，通常將式（ 1015）左右兩端的比值（即變壓器在某一段時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)際所損耗的壽命對(duì)繞組溫度維持恒定 98℃ 時(shí)所損耗壽命的比值）稱為絕緣老化率 υ，即 υ= （ 1016） 顯然，如 υ1，則變壓器的老化大于正常老化，預(yù)期壽命大為縮短；如果 υ1，變壓器的負(fù)荷能力未得到充分利用。 根據(jù)式（ 109）計(jì)算，正常預(yù)期壽命為 （ 1010）第三節(jié) 電力變壓器的絕緣老化22發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)u 用 Z / Z N 的比例表示任意溫度 θ時(shí)的相對(duì)預(yù)期壽命，則 （ 1011） 其倒數(shù)稱為相對(duì)老化率 υ，即 υ＝ （ 1012） 計(jì)算時(shí)，用基數(shù) 2代替 e較為方便，則 υ＝ （ 1013） 式中 , （ 1014） 第三節(jié) 電力變壓器的絕緣老化23發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)u 研究表明： ▽ 為 6℃ 左右。一般認(rèn)為：當(dāng)變壓器絕緣的機(jī)械強(qiáng)度降低至其額定值 15％～ 20％時(shí)，變壓器的預(yù)期壽命即算終止。u 變壓器的絕緣老化，主要是因?yàn)闇囟?、濕度、氧氣和油中的劣化產(chǎn)物的影響，其中高溫是促成老化的直接原因。在此情形下，任何負(fù)荷條件的變化都可看成一個(gè)階躍函數(shù)。因此計(jì)算時(shí)，以底層油溫和油平均溫度作基礎(chǔ)，熱點(diǎn)溫度等于環(huán)境溫度，底層油溫升，繞組頂部油溫與底層油溫之差，以及繞組頂部油溫與熱點(diǎn)溫度之差的總合，即 （ 104） τbN為額定負(fù)荷下底層油溫升； τavN為額定負(fù)荷下油平均溫升。第二節(jié) 電力變壓器的發(fā)熱和冷卻14發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)三、穩(wěn)態(tài)溫度的計(jì)算（ 1）自然油循環(huán)冷卻（ ON）。如圖所示，從底部到頂部，油溫升和繞組溫升都呈線性增加，AB和 CD相互平行，也就是說(shuō)，在不同高度，繞組對(duì)油的溫差是一常數(shù)，在圖上用 g表示，因此計(jì)算此繞組對(duì)空氣溫升時(shí)，可用繞組對(duì)油的溫升和油對(duì)空氣溫升相加。u 表 102列出我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的在額定使用條件下變壓器各部分的允許溫升。 （ 3）大容量電力變壓器的損耗量大，單靠箱壁和散熱器已不能滿足散熱要求，往往需采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷或強(qiáng)迫油循環(huán)水冷，使熱油經(jīng)過(guò)強(qiáng)風(fēng)（水）冷卻器冷卻后，再用油泵送回變壓器。這部分所占比重較大，約占總溫升的（ 60～ 70）％。這部分所占比重不大。圖 101表示油浸式變壓器各部分的溫升分布。（ 2）中型電力變壓器 (額定容量不超過(guò) 100MV?A)，其漏磁通的影響不是關(guān)鍵性的，但必須考慮冷卻方式的不同。（ 3）溫度增高，使固體絕緣和油中的水分和氣體成分發(fā)生變化。u 負(fù)荷能力的大小和持續(xù)時(shí)間決定于： ① 變壓器的電流和溫度是否超過(guò)規(guī)定的限值。u 電力變壓器的主要參數(shù)有額定容量、額定電壓、額定變比、額定頻率、阻抗電壓百分?jǐn)?shù)等。電力變壓器的效率雖然很高（ ％），但系統(tǒng)中每年變壓器總能量損耗仍是一個(gè)很大的數(shù)目。隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和電壓等級(jí)的提高，在電能輸送過(guò)程中，電壓轉(zhuǎn)換（升壓和降壓）層次有增多的趨勢(shì)，要求系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳延蛇^(guò)去的 5～ 7倍發(fā)電總?cè)萘?，增加?9～ 10倍。目前，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，廣泛使用自耦變壓器；由于限制短路電流的需要，分裂繞組變壓器也得到應(yīng)用。第一 節(jié) 概 述3發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)u 變壓器負(fù)荷能力系指在短時(shí)間內(nèi)所能輸出的功率，在一定條件下，它可能超過(guò)額定容量。（ 2）鐵心外的漏磁通密度將增加，使耦合的金屬部分出現(xiàn)渦流，溫度增高。第一 節(jié) 概 述5發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)u 為了能對(duì)電力變壓器在預(yù)期運(yùn)行方式下規(guī)定某一合理的危險(xiǎn)程度，國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn) (IEC354)考慮以下三種類型的變壓器：（ 1）配電變壓器 (2500kV?A及以下 )，只需考慮熱點(diǎn)溫度和熱老化。所以，變壓器運(yùn)行時(shí)，各部分的溫度分布極不均勻。 （ 3）繞組和鐵心附近的熱油經(jīng)對(duì)流把熱量傳到油箱或散熱器的內(nèi)表面，如曲線 45。 （ 5）熱量由油箱壁經(jīng)對(duì)流和輻射散到周圍空氣中，如曲線 67。繞組的溫度最高，溫度的最熱點(diǎn)在高度方向的 70％～ 75％處，而沿徑向，則溫度最熱的地方位于線圈厚度（自內(nèi)徑算起）的 1/3處。繞組或油的最大溫升是指其最熱處的溫升，而繞組或油的平均溫升是指整個(gè)繞組或全部油的平均溫升。圖中 AB、 CD分別表示油溫升和繞組導(dǎo)線的溫升。如果變壓器的負(fù)荷與額定負(fù)荷不同，溫升將需計(jì)算和修正。 頂層油溫等于