第三章 變壓器的多相聯接、並聯運轉與特殊變壓器 第三章 變壓器的多相聯接、並聯運轉與特殊變壓器

變壓器的諧波 由於鐵心的磁滯現象，變壓器的感應電壓e1與磁鍊λ若為弦波，則其激磁電流必為非正弦波。 由富立葉級數分析激磁電流，除了基本波之電流外，另含有高次諧波的電流，其中以三次諧波所佔的成分最多。

變壓器接線對諧波之影響 (1)變壓器做Y連接 (a)中性點未接地 由於中性點未接地無法提供三次諧波電流的路徑，所以各相的三次諧波電流為零，而且電壓含有三次諧波電壓的成分，但對於線路電壓由於三次諧波電壓互相抵消，所以沒有三次諧波電壓的成分。

(b)中性點接地 中性點接地，可導通三次諧波電流，相與線的電壓皆未含有三次諧波成分，但線路鄰近有通訊線路將對通訊造成干擾。

變壓器做△接 變壓器做△接在繞組內有三次諧波電流I3流通，因此相或線電壓未含三次諧波電壓成分。

採用三具單相變壓器做三相連接 位移角(Angular displacement)之定義:高壓側對中性點的電壓與其相對應之低壓側對中性點電壓間之相位關係稱為位移角。 若變壓氣高壓側與低壓側之接線方式相同則位移角為0ْ，倘高壓側與低壓側之接線方式不同，無論是△-Y或Y-△接線，對正序分量的電壓而言，高壓側的電壓相角皆領前低壓側30ْ。

Y-Y聯接

一、二側電壓與電流的關係:

Y-△接線

一、二次側電壓與電流之關係:

△-Y接線

一、二次電壓與電流的關係:

△-△聯接

一、二次電壓與電流的關係:

採用二具變壓器做三相聯接 V-V接線

一、二次電壓與電流的關係:

T-T接線

主變壓器ㄧ、二次繞組有一中間抽頭，解T腳變壓器ㄧ、二次繞組的匝數，僅為主變壓器繞組的0.866倍。 T腳變壓器的容量僅為主變壓器容量的0.866倍，則利用率ηT-T為

U-V接線

U-V接線的利用率ηu-v為

變壓器的Y型曲折(Zig-Zag)聯接 採用曲折的目的為抑制線與中性線或線間電壓的第三諧波。 將每相的低壓繞組分為二個子繞組，各子繞組間反相聯接，以產生較大成份基本波電壓，而使同相的第三諧波電壓消去。 曲折型變壓器二次側的電壓為非曲折型的0.866倍，且其二次總容量為ㄧ次容量的0.866倍。

三相變壓器(Three phase transformer) 變壓器有ㄧ共同的鐵心，且有三組獨立的ㄧ次繞組及相對應的二次繞組，以執行三相變壓器的功能，稱為三相變壓器。 可分為內鐵式與外鐵式

三相變壓器的阻抗標么值 三相變壓器無論為△接或Y接，計算其阻抗標么值時應將其化為Y接，取其一相之阻抗ZT以做為組抗標么值知依據。 設三相變壓器之額定容量為KVA3ψ,rated，額定電壓KVrated，則

變換標么值之基值 設KVAbase1， KVAbase1時之阻抗標么值為Zpu1，若將基值改為KVAbase2， KVAbase2 時之阻抗標么值Zpu2 為

變壓器的並聯運轉 並聯運轉為變壓器的ㄧ次側接於同一電源，二次側則接於同一匯流排，以共同分擔負載。 單相變壓器的並聯條件: (1)電壓的額定及匝數比須相同。 (2)內部的阻抗與其額定容量成反比。 (3)極性需相同。 (4)變壓器的等效阻抗與等效電阻的比例須相同使輸出至負載的功率最大。 (5)線壓比須相同，否則將會產生循環電流 (6)相序須相同 (7)位移角須相同

由三相變壓器之ㄧ、二次側電壓的相位關係，可做並聯運用者有: 不可並聯運用者有:

n具變壓器並聯運用時負載的分配 設各變壓器之阻抗角相同，則n具變壓器並聯運轉時之近似等效電路如圖下所示:

以額定容量及百分比阻抗表示各變壓器送至負載的功率 設第I具變壓器之阻抗百分比為Z1(%)，容量為SI(伏安)、電壓額定為Vrated(伏)，則 整理上述各式後可得

變壓器的相數變換 變壓器ㄧ次側的相數與二次側的相數不同者稱為相數變換。例如將三相變為六相或三相變為二相。

變壓器利用率

單相自耦變壓器(Single phase autotransformer) 若一具兩繞組變壓器，其低壓側繞組若經絕緣處理，則可接成昇壓自耦變壓器或降壓自耦變壓器。

自耦變壓器的優缺點 優點 (a)以小的自有容量可作很大線路容量之電壓的昇壓或降壓。 (b)節省用銅量及鐵心，所以成本低。 (c)激磁電流、漏電抗小，因此電壓調整率低。 (d)銅損、鐵損小，所以效率高。 缺點 (a)高、低壓繞組不分開，因此兩者需作高壓絕緣。 (b)為提高可處理的線路容量，致高壓與低壓的變壓比低，常用的範圍為1.05:1至1.25:1。 (c)漏電抗與兩繞組變壓器比較變小，因此短路電流大，除低壓小容量外，高壓大容量很少採用。

電壓調整器(Voltage Regulator) 配電線路的電壓隨負載的變化而發生變動，若電壓的變動超過一定的範圍，則須裝設電壓調整器，以維持電壓的穩定。 電壓調整器通常裝設於二次變電所與用戶間的配電線路上。 電壓調整器的構造類似感應電動機，但運轉原理與變壓器相同，可分為單相與三相兩種。

儀表用變成器(Instrument transformer) 比壓器(Potential transformer,PT) 比壓器其二次側電壓額定通常為110伏或120伏。

比流器(Current transformer)

比壓器應加熔絲做短路保護，否則二次側短路將燒損比壓器，為防止靜電作用，低壓側的ㄧ端須予接地。 比流器的二次側不可開路，否則ㄧ次側的電流變成激磁電流，將使鐵心的磁通密度增加，致鐵損增加、溫度上升而燒毀線圈；同時二次側的感應電勢將很大，除了破壞緣圈的絕緣外亦會造成感電事故。