2.2三相变压器的应用.pdf

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1、教教案案（首页）授课班级机电高职 1002授课日期课题序号2.2授课形式讲授授课时数课题名称三相变压器的应用1了解三相变压器的结构特点。2熟悉三相变压器的连接组。3了解变压器并联运行的条件。4学会三相变压器的接线方法。5学会三相变压器连接组的测试方法。1、2、三相变压器的结构特点连接组三相变压器的接线和测试方法教学目标教学重点教学难点1、2、三相变压器的结构特点三相变压器的接线和测试方法教材内容更新、补无充及删减课外作业补充教学后记送审记录盐城生物工程高等职业技术学校课堂时间安排和板书设计课堂时间安排和板书设计复习5导入5新授60练习15小结5一、三相变压器的组成1、三相变压器组2、三相心式变

2、压器3、比较二、三相变压器绕组联接1、变压器绕组的极性及其测量2、联接方法3、联接组别三、三相变压器并联运行1、优点2、理想的并联运行3、并联运行的条件课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 1 页共 10页教学过程导入新授主要教学内容及步骤现代的电力系统大多是三相制，因而广泛使用三相变压器。三相变压器可由三台同容量的单相变压器组成，称为三相变压器组。但大部分中小容量的三相变压器采用三相共有一个铁心的三相心式变压器，简称三相变压器。三相变压器是每个企事业单位必备的电力设备，它的工作正常与否直接与企业的生产经营相关。了解三相变压器的结构和性能特点，正确使用与维护三相变压器

3、，是电气技术人员必备的知识和技能。只有掌握了三相变压器的基本知识，才能安全可靠地使用它，充分发挥它的作用。一、三相变压器的组成三相变压器按照其磁路系统的不同可以由三台同容量的单相变压器组成三相变压器组；也可由三个单相变压器合成一个三铁心柱组成三相心式变压器。三相变压器组是把三个同容量的变压器根据需要将其一次、二次绕组分别接成星形或三角形联结。一般三相变压器组的一次、二次绕组均采用星形联结，如图 2-23 所示。盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 2 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤三相变压器组由于是由三台变压器按一定方式联结而成，三

4、台变压器之间只有电的联系，而各自的磁路相互独立，互不关联。当三相变压器组一次侧施以对称三相电压时，则三相的主磁通也一定是对称的，三想空载电流也对称。2.2.三相心式变压器三相心式变压器三相心式变压器是由三相变压器组演变而来的。把三个单相心式变压器合并成如图 2-24a 所示的结构，通过中间心柱的磁通为三相磁通的相量和。当三相电压对称时，则三相磁通总和uvw 0即中间心柱中无磁通通过，可以省略，如图 2-24b 所示。为了制造方便和节省硅钢片将三相铁心柱布置在同一平面内，演变成为如图 2-24c 所示的结构，这就是目前广泛采用的三相心式变压器的铁心。由图 2-24 可见，三相心式变压器的磁路特点

5、为：三相磁路有共同的磁轭，它们彼此关联，各项磁通要借另外两相的磁通闭合，即磁路系统是不对称的。但由于空载电流很小，它的不对称对变压器的负载运行的影响极小，可忽略不计。盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 3 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤3 3两类变压器的比较两类变压器的比较比较上述两种类型磁路系统的三相变压器可以看出，在相同的额定容量下，三相心式变压器较之三相变压器组具有节省材料、效率高、价格便宜、维护方便、安装占地少等优点，因而得到广泛应用。但是对于大容量变压器来说，三相变压器组是由三个独立的单相变压器组成，所以在起重、运输、安

6、装时可以分开处理，同时还可以降低备用容量，每组只要一台单相变压器作为备用就可以了。所以对一些超高压、特大容量的三相变压器，当制造及运输有困难时，有时就采用三相变压器组。二、三相变压器的绕组联结二、三相变压器的绕组联结三相变压器高、低压绕组的首端常用U1、V1、W1 和 u1、v1、w1 标记,而其末端常用 U2、V2、W2 和 u2、v2、w2 标记。单相变压器的高、低压绕组的首端则用 U1、u1 标记，其末端则用 U2、u2 标记。如表 2-5 所示单相变压器三相变压器绕组名称首端末端首端末端高压绕组 U1低压绕组 u1中压绕组 U1m中性点U2u2U2mU1、V1、W1U2、V2、W2Nu

7、1、v1、w1u2、v2、w2nU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 4 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤1 1变压器绕组的极性及其测量变压器绕组的极性及其测量（1 1）变压器绕组的极性）变压器绕组的极性变压器的一、二次绕组绕在同一个铁心上，都被同一主磁通所交链，故当磁通所交链，故当磁通交变时，将会使得变压器的一、二次绕组中感应出的电动势之间有一定的极性关系，即当同一瞬间一次侧绕组的某一端点的电位为正时，二次侧绕组也必有一个端点的电位为正，这两个对应的端点，我们称为同极性端或同名端，通常

8、用符号“”表示。（2 2）变压器同名端的判定）变压器同名端的判定对一台变压器其绕组已经过浸漆处理，并且安装在封闭的铁壳内，因此无法辨认其同名端。变压器同名端的判定可用实验的方法进行测量，测定的方法主要有直流法和交流法两种。1)1)直流测量法直流测量法：测定变压器同名端的直流法如图 2-26 所示。用 1.5V或 3V 的直流盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 5 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤电源，按图中所示进行连接，直流电源接在高压绕组上，而直流电压表接在低压绕组的两端。当开关S 闭合瞬间，高压绕组N1、低压绕组 N2 分别产生

9、电动势 e1 和 e2。若电压表的指针向正方向摆动，则说明 e1 和 e2 同方向。则此时 U1和 u1、U2 和 u2 为同名端。若电压表的指针向反方向摆动，则说明 e1 和 e2 反方向。则此时 U1和 u2、u1 和 U2 为同名端。2 2）交流测量法）交流测量法：测定变压器同名端的交流法如图2-27 所示。图中将变压器一、二次绕组各取一个接线端子连接在一起，如图中的接线端子 2 和 4，并且在一个绕组上（图中为N1 绕组）加一个较低的交流电压 U12，再用交流电压表分别测量出 U12、U13、U34 各个电压值，如果测量结果为：U13=U12U34，则说明变压器一、二次绕组 N1、N2

10、 为反极性串联，由此可知，接线端子 1 和接线端子 3 为同名端。若测量结果为 U13=U12+U34，则接线端子 1 和接线端子 4为同名端。盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 6 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤2 2三相变压器绕组的连接方法三相变压器绕组的连接方法在三相电力变压器中，不论是高压绕组，还是低压绕组我国均采用星形联结与三角形联结两种方法。三相电力变压器的星形联结是把三相绕组的末端U2、V2、W2（或u2、v2、w2）联接在一起，而把它们的首端 U1、V1、W1（或 u1、v1、w1）分别用导线引出接三相电源，构成星

11、形联结（Y 接法）用字母“Y”或“y”表示，如图 2-28a 图所示。三相电力变压器的三角形联结是把一相绕组的首端和另外一相绕组的末端连接在一起，顺次连接成为一闭合回路，然后从首端U1、V1、W1（或 u1、v1、w1）分别用导线引出接三相电源，如图2-28b、c 图所示。其中图2-28b 的三相绕组按 U2W1、W2V1、V2U1 的次序连接，称为逆序（逆时针）三角形联结。而图 2-28c 的三相绕组按 U2V1、W2U1、V2W1 的次序连接，称为顺序（顺时针）三角形联结，用字母“D”或“d”表示。三相变压器一、二次绕组不同接法的组合有：Y,y；YN,d；Y,yn；D,y；D,d 等，其中

12、最常用的组合形式有三种，即 Y,yn；YN,d 和 Y,d。盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 7 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤不同形式的组合，各有优缺点。对于高压绕组来说，接成星形最为有利，因为它的相电压只有线电压的大电流的低压绕组，采用三角形联结可以使导线截面比星形联结时13，方便于绕制，所以大容量的变压器通常采用 Y,d 或 YN,d小联结。容量不太大而且需要中性线的变压器，广泛采用Y,yn 联结，以适应照明与动力混合负载需要的两种电压。3 3三相变压器的联结组别三相变压器的联结组别三相电力变压器其不同的接法中一次绕组的线

13、电压与二次绕组线电压之间的相位关系是不同的，这就是所谓的三相变压器的联结组别。其不仅与绕组的同名端和首末端的标记有关，而且还与三相绕组的联结方式有关。在标志三相变压器的一、二次绕组线电势的相位关系时，用时钟表示法进行表示，即规定一次绕组线电势EUV为长针，永远指向时间“12 点”，盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 8 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤二次绕组线电势Euv为短针，它指向时间上的几点，则该数字为三相变压器联结组别的标号。（1 1）Y，y 联结组（2 2）Y,d 联结组三、变压器的并联运行三、变压器的并联运行现代发电站和

14、变电所中，常采用多台变压器并联运行的方式。变压器的并联运行是指两台或两台以上变压器的一次绕组和二次绕组分别并联起来，接到输入和输出的公共母线上，同时对负载供电，如图 2-33 所示。盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 9 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤1 1变压器并联运行的优点变压器并联运行的优点(1)(1)提高供电的可靠性。如果某台变压器发生故障，可把它从电网切除，进行维修，电网仍能继续供电。(2)(2)可根据负载的大小，调整运行变压器的台数，使工作效率提高。(3)(3)可以减少变压器的备用量和初次投资，随着用电负荷的增加，分期

15、分批安装新的变压器。2 2变压器理想的并联运行变压器理想的并联运行(1)空载时，各变压器之间无环流，每台变压器的空载电流都为零。(2)负载时，各变压器所分担的负载电流与它们的容量成正比。(3)各变压器的负载电流同相位。3 3变压器理想并联运行的条件变压器理想并联运行的条件为了实现理想的并联运行，各台参与并联运行的变压器必须满足以下条件:盐城生物工程高等职业技术学校课 堂 教 学 安 排课题序号2.2课题名称三相变压器的应用第 10 页共 10页教学过程主要教学内容及步骤(1)各变压器输入/输出的额定电压相等，即变比相等。(2)各变压器的连接组别相同。(3)各变压器的短路电压相等。实际的变压器在

16、并联运行中，并不要求变比绝对相等，误差在0.5%以内是允许的，所形成的环流不大；也不要求短路电压值绝对相等，但误差不能超过 10%，否则容量分配不合理；只有变压器的连接组别一定要相同，这是变压器并联运行首先要满足的条件。并联运行的各台变压器容量差别越大，离开理想并联运行的可能性就越大，所以在并联运行的各台变压器中，最大容量与最小容量之比不宜超过 3:1，最好是同规格、同型号的变压器进行并联运行。思考与练习1什么叫三相变压器组?什么叫三相心式变压器?相应的空载电流有什么特点?2什么叫三相变压器的连接组?国际上规定变压器的连接组用什么方法表示?3变压器中的两个绕组串联或并联时，其同名端应该分别如何相连？4画出三相变压器 Y,yn4 连接组的三相绕组接线图和相量图。5画出三相变压器 YN,d5 连接组的三相绕组接线图和相量图。6国家标准规定，单相、三相电力变压器分别有哪几种连接组别?分别应用于什么场合？7变压器并联运行有什么优缺点?应具备哪些条件?8如何测试单相变压器一次绕组和二次绕组的同名端?9如何测试三相变压器的连接组别?10连接三相变压器三相绕组时，如果同名端或首末端接错，有什么危险?盐城生物工程高等职业技术学校