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三倍频变压器的原理和电抗分析
来源：http://www.anbiansh.com/ 作者：变压器厂家 日期：2019/07/02 09:31
在35千伏及以上电压等级的电网中，所使用的电压互感器多为分级绝缘的。在制造厂,这种电压互感器的交流耐压试验是采用频率为150赫芝的发电机组作电源、感应加压的方法。而供、用电的基层单位一般不具备这一条件。在新装投入、定期预试、大修竣工等规程均规定对分级绝缘电压互感器进行交流耐压试验。由于没有150赫芝的交流电源，此试验无法进行。我们制造了三倍频变压器，从而使这一问题得到解决。采用三倍频变压器作电源，可定期对分级绝缘电压互感器进行交流耐压试验,这对互感器的安全可靠的运行起到了保证作用。
1.三倍频变压器的原理
所谓三倍频变压器就是把频率为50赫芝的工频电源变为频率为150赫芝的电源。这就须利用变压器中的三次谐波磁通来实现。为达此目的，三倍频变压器在结构上采用三个单相变压器组成三相变压器组。三个单相变压器的--次线圈接成星形，二次线圈接成开口三角形9也就是把三角结线的任何一个顶点分开，成为三倍频变压器的输出端。
由于变压器一次线圈接为星形，三次谐波电流没有通路，而在相电压及三个变压器铁心磁通中含有三次谐波分量，二次线圈接为开口三角形，三相变压器输出端由于工频(50赫芝)电压向量和为没有工频电压输出。三相的三次谐波电压同相，输出值为三相电压的算术总和。
2.三倍频变压器的二次电抗
因为三倍频变压器的自感磁链是通过整个铁心的，所以二次线圈的电抗是相当大的，影响三倍频变压器电抗值的主要因素是二次线圈匝数和磁感应强度B。在设计时，应认真考虑。
设计三倍频变压器时选择多大的磁感应强度B，是非常重要的。因为三次谐波磁通的产生是由于磁化曲线的非线性所致。所以使磁感应强度工作在曲线弯曲部分以上，可得到最大的三次谐波磁通分量，同时当B值超过磁化曲线弯曲点以后,导磁率值就急剧下降。由公式可知,μ值下降可使电抗x.减小,xs的减小，可以获得较大的三次谐波电压和三次谐波电流的输出。但是，若采取过高的磁感应强度B则必然使得三相变压器一次侧的电流猛增，这也是不经济的。
由于不同的铁磁材料的电磁性能各不相同，因此，在设计三倍频变压器时，就要根据不同的材料，选取适当的磁感应强度B的数值。
B值取22000~23000高斯较为合适，此时三次谐波电压与基波电压的比，值K为0.54~0.56。
1.三倍频变压器的原理
所谓三倍频变压器就是把频率为50赫芝的工频电源变为频率为150赫芝的电源。这就须利用变压器中的三次谐波磁通来实现。为达此目的，三倍频变压器在结构上采用三个单相变压器组成三相变压器组。三个单相变压器的--次线圈接成星形，二次线圈接成开口三角形9也就是把三角结线的任何一个顶点分开，成为三倍频变压器的输出端。
由于变压器一次线圈接为星形，三次谐波电流没有通路，而在相电压及三个变压器铁心磁通中含有三次谐波分量，二次线圈接为开口三角形，三相变压器输出端由于工频(50赫芝)电压向量和为没有工频电压输出。三相的三次谐波电压同相，输出值为三相电压的算术总和。
2.三倍频变压器的二次电抗
因为三倍频变压器的自感磁链是通过整个铁心的，所以二次线圈的电抗是相当大的，影响三倍频变压器电抗值的主要因素是二次线圈匝数和磁感应强度B。在设计时，应认真考虑。
设计三倍频变压器时选择多大的磁感应强度B，是非常重要的。因为三次谐波磁通的产生是由于磁化曲线的非线性所致。所以使磁感应强度工作在曲线弯曲部分以上，可得到最大的三次谐波磁通分量，同时当B值超过磁化曲线弯曲点以后,导磁率值就急剧下降。由公式可知,μ值下降可使电抗x.减小,xs的减小，可以获得较大的三次谐波电压和三次谐波电流的输出。但是，若采取过高的磁感应强度B则必然使得三相变压器一次侧的电流猛增，这也是不经济的。
由于不同的铁磁材料的电磁性能各不相同，因此，在设计三倍频变压器时，就要根据不同的材料，选取适当的磁感应强度B的数值。
B值取22000~23000高斯较为合适，此时三次谐波电压与基波电压的比，值K为0.54~0.56。
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