电机学-三相变压器(1).ppt

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1、三相变压器三相变压器3-1 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统各各相磁路彼此相关三相心式变压器相磁路彼此相关三相心式变压器各各相磁路彼此无关三相变压器组相磁路彼此无关三相变压器组三相变压器组：三相变压器组：由三台单相变压由三台单相变压器组成的，如图器组成的，如图3-1所示。由于各所示。由于各相的磁通沿各自的磁路闭合，彼相的磁通沿各自的磁路闭合，彼此毫无联系，所以其磁路系统属此毫无联系，所以其磁路系统属于彼此无关的一种。当原边加上于彼此无关的一种。当原边加上三相对称电压时，三相主磁通也三相对称电压时，三相主磁通

2、也是对称的，因此，三相空载电流是对称的，因此，三相空载电流也是对称的也是对称的。三相变压器三相变压器3-1 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相心式变压器：各相磁路彼此相关，如图所示。三相心式变压器：各相磁路彼此相关，如图所示。该磁路系统中每相主磁通该磁路系统中每相主磁通都要经另外两相的磁路闭合，故各相磁路彼此相关。在这种磁路结构中，三都要经另外两相的磁路闭合，故各相磁路彼此相关。在这种磁路结构中，三相磁路长度不相等，中间相磁路长度不相等，中间B相最短，两边相最短，两边A、C相较长，所以三相磁阻不相等。相较长，所以三相磁阻不相等。当外施三相对称电

3、压时，三相空载电流不相等，当外施三相对称电压时，三相空载电流不相等，B相最小，相最小，A、C两相大些。两相大些。三相变压器三相变压器3-1 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统说明：说明：1）现在用得较多的是三相心式变压器，它具有消耗材料少、价格便现在用得较多的是三相心式变压器，它具有消耗材料少、价格便 宜、占地面积小、维护简单等优点。宜、占地面积小、维护简单等优点。2 2）在大容量的巨型变压器中以及运输条件受限制的地方，为了便于）在大容量的巨型变压器中以及运输条件受限制的地方，为了便于 运输及减少备用容量，往往采用三相变压器组。运输及减少备用容量，

4、往往采用三相变压器组。三相变压器三相变压器单相变压器的联结组单相变压器的联结组同名端同名端：单相变压器的原、副绕组链着同一个主磁通单相变压器的原、副绕组链着同一个主磁通m，当主磁通交变时，当主磁通交变时，在两个绕组所对应的电动势之间会有对应的极性关系，即任一瞬间，一个在两个绕组所对应的电动势之间会有对应的极性关系，即任一瞬间，一个绕组的某一端的电位为正时，另一绕组必有一个端点的电位也为正，这两绕组的某一端的电位为正时，另一绕组必有一个端点的电位也为正，这两个对应的端点称为同极性端或同名端。一般在对应的两端个对应的端点称为同极性端或同名端。一般在对应的两端点旁加一黑点来点旁加一黑点来表示。表示。

5、同名端的确定方法：当电流都从同名端流入时，它们产生的磁通应该是方同名端的确定方法：当电流都从同名端流入时，它们产生的磁通应该是方向一致的。向一致的。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 联接组：三相变压器的电路系统是由三相绕组连接组成的。不同的联结方联接组：三相变压器的电路系统是由三相绕组连接组成的。不同的联结方式，以及绕组的绕向、标记不同，会影响到原、副边线电动势的相位，根式，以及绕组的绕向、标记不同，会影响到原、副边线电动势的相位，根据变压器原、副边线电动势的相位关系，把变压器绕组的不同联结和标号据变压器原、副边线电动势的相位关系，把变压器绕组的不同联结和标号分成不同的组合，称为联

6、接组。体现变压器原、副边线电动势的相位关系。分成不同的组合，称为联接组。体现变压器原、副边线电动势的相位关系。三相变压器三相变压器单相变压器的联结组单相变压器的联结组绕组首、末端的标记方法：同名端确定以后，首、末端的标志就有两种不绕组首、末端的标记方法：同名端确定以后，首、末端的标志就有两种不同的标法，一种是同名端标为首端，另一种是非同名端同的标法，一种是同名端标为首端，另一种是非同名端(或称异名端或称异名端)标为标为首端首端(或末端或末端)。单相变压器用。单相变压器用AX代表高压绕组，代表高压绕组，ax 代表低压绕组，其中代表低压绕组，其中A、a分别代表对应绕组的首端，分别代表对应绕组的首端

7、，X、x代表末端。代表末端。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器单相变压器的联结组单相变压器的联结组联结组的表示方法：时钟表示法把高压绕组的电动势相量看成时钟的长针，联结组的表示方法：时钟表示法把高压绕组的电动势相量看成时钟的长针，低压绕组的电动势相量看成短针，把长针指到低压绕组的电动势相量看成短针，把长针指到0 0点不动，短针所指的时数作点不动，短针所指的时数作为联结组的标号。时钟表示法可以形象地表示原、副边电动势的相位关系。为联结组的标号。时钟表示法可以形象地表示原、副边电动势的相位关系。同名端标记为首端：同名端标记为首端：I,I0I,I0联结组；非同名端标记

8、为首端：联结组；非同名端标记为首端：I,I6I,I6联结组联结组规定正方向：为了比较两个绕组感应电动势的相位，规定电动势的正方向规定正方向：为了比较两个绕组感应电动势的相位，规定电动势的正方向为由末端指向首端。为由末端指向首端。三相变压器三相变压器单相变压器的联结组单相变压器的联结组同名端标记为首端：同名端标记为首端：I,I0I,I0联结组联结组3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器单相变压器的联结组单相变压器的联结组讨论：变压器的联结组与绕组的绕向相关。图讨论：变压器的联结组与绕组的绕向相关。图3-43-4是原、副边绕组绕向相反是原、副边绕组绕向相反的情况。图的情

9、况。图3-4(a)3-4(a)标志为标志为I,I6I,I6，图图3-4(b)3-4(b)标志为标志为I,I0 I,I0。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器单相变压器的联结组单相变压器的联结组结论：结论：1 1）单相变压器的联结组与标号、绕向有关。）单相变压器的联结组与标号、绕向有关。2 2）凡同名端标为首端）凡同名端标为首端(或末端或末端)的为的为I,I0I,I0；凡异名端标为首端凡异名端标为首端(或末或末 端端)的为的为I,I6 I,I6。单相变压器的极性测定：单相变压器的极性测定：对于一台已制好的单相对于一台已制好的单相变压器，可以用试验方法找出它的联结组别

10、。按变压器，可以用试验方法找出它的联结组别。按图图3-53-5接线，联结接线，联结Xx，在，在AX端加一低电压，测出端加一低电压，测出UAa、UAX和和Uax，若，若UAa=UAXUax，则为则为I,I0 I,I0，称为减极性，若称为减极性，若UAa=UAXUax则为则为I,I6 I,I6，称为称为加极性。加极性。实际上，减极性和加极性是可以改变的。实际上，减极性和加极性是可以改变的。如一台加极性变压器只要改变副边标号即变为减如一台加极性变压器只要改变副边标号即变为减极性变压器。极性变压器。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组三

11、相绕组的联结：三相绕组的联结：星形联结和三角形联结星形联结和三角形联结三相变压器绕组的首、末端标志如下：三相变压器绕组的首、末端标志如下：A A、B B、C C代表高压绕组的三相首端，代表高压绕组的三相首端，X X、Y Y、Z Z代表高压绕组的三相末端。代表高压绕组的三相末端。a a、b b、c c代表低压绕组的三相首端，代表低压绕组的三相首端，x x、y y、z z代表低压绕组的三相末端。代表低压绕组的三相末端。在三相变压器中，不论高压绕组或低压绕在三相变压器中，不论高压绕组或低压绕组，我国主要采用星形联结和三角形联结组，我国主要采用星形联结和三角形联结两种。两种。星形联结：如图星形联结：如

12、图3-63-6所示。所示。在对称三相系统中，当线圈为星形联结时，线电在对称三相系统中，当线圈为星形联结时，线电流等于相电流，而线电流电动势为相电动势的流等于相电流，而线电流电动势为相电动势的 倍。倍。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组三角形联结：如图三角形联结：如图3-73-7所示。当线圈为三角形联结时，线电压等于相电压，所示。当线圈为三角形联结时，线电压等于相电压，而线电压为相电压的而线电压为相电压的 倍。倍。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组三相变压器的联

13、结组的确定方法三相变压器的联结组的确定方法：线线电动势三角形重心重合法电动势三角形重心重合法 将低压将低压边三相线电动势位形图平移到高压边边三相线电动势位形图平移到高压边三相线电动势位形图内，并使两个三三相线电动势位形图内，并使两个三角形的重心置合，然后以重心角形的重心置合，然后以重心O O到顶到顶点点A A的线段的线段 作为时钟的长针，并指作为时钟的长针，并指向向0 0点点,线段线段 所指钟时序数即为联所指钟时序数即为联结组的标号。该标号即表示了绕组间结组的标号。该标号即表示了绕组间的线电动势相对相位移。的线电动势相对相位移。Y,y0Y,y0联结：如图联结：如图3-93-9所示所示 3-2三

14、相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组Y,y6Y,y6联结：如图联结：如图3-103-10所示所示 3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组Y,y4Y,y4联结：联结：把把Y,y0 0标志的副边标号顺移标志的副边标号顺移一个铁心柱，即把原来的一个铁心柱，即把原来的b相，现标为相，现标为a相：把相：把c相作为相作为b相；把相；把a相作为相作为c相。相。(如图如图3-1l3-1l所示所示)，这就是说，原边的，这就是说，原边的A相绕组实际上和副边的相绕组实际上和副边的c相绕组同套在相

15、绕组同套在一个铁心柱上，按判断联结组的步骤一个铁心柱上，按判断联结组的步骤作出相量图，可知作出相量图，可知 指向钟面的指向钟面的4点，点，所以为所以为Y,y4联结组。联结组。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 讨论：讨论：用类似的方法，可以得到用类似的方法，可以得到Y,y8，Y,y10和和Y,y2联结组。总之，联结组。总之，Y,y联结联结方式，可得到方式，可得到0、2、4、6、8、10偶数组号的六种联结组。偶数组号的六种联结组。三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组Y,d11Y,d11联结：如图联结：如图3-123-12所示，将高压所示，将高压边接成星形低压边接成三

16、角形。若边接成星形低压边接成三角形。若每相按每相按I,I0标志，用同样的方法作出标志，用同样的方法作出电动势位形图。低压边电动势相量应电动势位形图。低压边电动势相量应按连接情况作成电动势三角形，如图按连接情况作成电动势三角形，如图3-123-12中低压边按中低压边按a-y，b-z，c-x联结，联结，因此相量图中因此相量图中a和和y，b和和z，c和和x分别分别等电位，然后把低压边电势位形图平等电位，然后把低压边电势位形图平移到高压边电势位形图内，并使其重移到高压边电势位形图内，并使其重心重合；线段心重合；线段 指在钟面的指在钟面的11点上，点上，因此是因此是Y,d11联结组。联结组。3-2三相变

17、压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组Y,d5Y,d5联结：如图联结：如图3-133-13所示，若每相按所示，若每相按I,I6标志，用同样的方法可得到标志，用同样的方法可得到Y,d11联结组。联结组。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 讨论：讨论：1）用改变标号的方法，可以用改变标号的方法，可以 得到得到Y,d1，Y,d3，Y,d7 和和Y,d9联结组。总之，联结组。总之，Y,d联结方式，可得到联结方式，可得到1、3、5、7、9、11奇数组号奇数组号 的六种联结组。的六种联结组。2）D,d联结可以得到与联结可以得到与Y,y联联 结相

18、同的联结组别，结相同的联结组别，D,y 联结可以得到与联结可以得到与Y,d联结联结 相相同的联结组别。同的联结组别。三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组根根据据电电动动势势位位形形图图来来作作出出三三相相绕绕组组的的联联结结：举举例例说说明明如如下下。已已知知一一变变压压器器的的三相绕组如图三相绕组如图3-14(a)3-14(a)，试画出试画出Y,d3Y,d3的绕组联结图。的绕组联结图。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组 三相变压器三相变压器三相变压器的联结组三相变压器的联结组说明说明：联结组的数目很多，为了制造和并联运行方便我国国家标准：联结组的数目很多，为了制

19、造和并联运行方便我国国家标准 规定只生产规定只生产Y,yn0Y,yn0；Y,d11Y,d11；YN,d11YN,d11；YN,y0YN,y0；Y,y0Y,y0等五种，其等五种，其 中前三种最常用。中前三种最常用。Y,yn0Y,yn0联结组副边可以引出中线成为三相四联结组副边可以引出中线成为三相四 线制，用作配电变压器时可兼带照明负载和动力负载；线制，用作配电变压器时可兼带照明负载和动力负载；Y,d11Y,d11 联结组用在副边电压超过联结组用在副边电压超过400400伏的线路中。这时变压器的一边伏的线路中。这时变压器的一边 接成三角形对运行有利接成三角形对运行有利(详见下节详见下节)。YN,d11YN,d11联结组主要用于联结组主要用于 高压输电线路中，使电力系统的高压边有可能接地。高压输电线路中，使电力系统的高压边有可能接地。3-2三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组