相变压器原理.ppt

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1、 三相变压器三相变压器 当三相变压器的原边和副边绕组均以当三相变压器的原边和副边绕组均以一定的接法现接，一定的接法现接，带上三相对称负带上三相对称负载，载，原边加上对称的三相电压时原边加上对称的三相电压时 ，因为三相对称电压本身大小相等、相因为三相对称电压本身大小相等、相位互差位互差1201200 0，因此求得一相的电压、，因此求得一相的电压、电流，电流，其它两相按对称关系求出。其它两相按对称关系求出。特殊特殊问题：问题：（1）三相绕组的联接，即电）三相绕组的联接，即电路问题；路问题；（2）三相变压器的）三相变压器的磁路系统；磁路系统；磁路一、组式变压器三个独立的单相变压器组成三个独立的单相变

2、压器组成,在电路上互相联接，三相磁路互相完全在电路上互相联接，三相磁路互相完全独立。独立。各相主磁通有各自的铁心磁路，各相主磁通有各自的铁心磁路，互不影响。互不影响。各相铁芯、磁通、磁阻等一致二、芯式变压器具有共同铁芯;中柱（中间铁芯柱）磁通为三相磁通之和，对称时中柱磁通为零，可省去;又称三相三铁芯柱式变压器（三相铁芯式变压器）;平面，磁路不完全对称，各相If不完全相同，但相差很小，忽略区别。2、连接组（1）高、低压绕组中电动势相位关系（单相绕组）高、低压绕组中电动势相位关系（单相绕组）单相变压器中，单相变压器中，高压绕组首端为高压绕组首端为“A”、末端为末端为“X”；低压绕组首端为低压绕组首

3、端为“a”、末端为末端为“x”。AXaxAXax原、副绕组被同一主磁通原、副绕组被同一主磁通 交链，交链，感应电动势感应电动势在任一瞬间原边绕组一端点为高电位，副边绕在任一瞬间原边绕组一端点为高电位，副边绕组也有一端点为高电位。组也有一端点为高电位。这两个端点为这两个端点为“同名端同名端”二、单相变压器的连接组同名端两绕组绕向原、副边绕组主磁通相同，电动势只能同相或反原、副边绕组主磁通相同，电动势只能同相或反相相考虑首未端为人为定义，也有两种可能所以两绕组之间关系四种形式但其电势关系只有两种可能同向（夹角0度）反向（夹角180度）图：同极性端有相同首端标志图：同极性端有相异首端标志一、三相变压

4、器绕组的联接法和联接组1、三相变压器连接法ABCXYZ星形连接ABCXYZ三角形连接高压绕组首端由高压绕组首端由A、B、C表示，表示，末端由末端由X、Y、Z表示；低压绕组首端由表示；低压绕组首端由a、b、c表示，末端由表示，末端由x、y、z表示。表示。一相一相绕组末端与另一相绕组首端相连，绕组末端与另一相绕组首端相连，依次得到依次得到一闭合回路，一闭合回路，为为三角形连接三角形连接“”，有顺、逆之有顺、逆之分。分。图：三相绕组连接法三、三相变压器的连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。动势（或线电压）的相

5、位关系。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（可电压）的相位差总是侧线电动势（可电压）的相位差总是300的整数倍。因的整数倍。因此可以采用时钟表示法此可以采用时钟表示法分针（长针）：表示高压绕组线电势分针（长针）：表示高压绕组线电势EAB，固，固定指向定指向12时针（短针）：表示低压绕组线电势时针（短针）：表示低压绕组线电势Eab，指向，指向几就是几点钟连

6、接。几就是几点钟连接。判断步骤：判断步骤：（1）在接线图上标出各相电动势相量；）在接线图上标出各相电动势相量；（2）画出原绕组电动势相量位形图；）画出原绕组电动势相量位形图；（3）根据同一铁心柱上原、副绕组感应电动势的）根据同一铁心柱上原、副绕组感应电动势的相位关系，相位关系，画出副边绕组电动势位形图。将画出副边绕组电动势位形图。将“a”点点与与“A”点重合，使相位关系更直观。点重合，使相位关系更直观。（4）比较原、副绕组线电动势的相位关系。）比较原、副绕组线电动势的相位关系。根根据钟点法确定联接组别。据钟点法确定联接组别。(1)Yy0课上举两例演示画法(2)Yy62.Yd连接两种：Yd11,

7、Yd1(1)Yd11(2)Yd1五、标准连接组为生产使用方便，国家标准规定5种：Y,yn0Y,d11YN,d11YN,y0Y,y0三相变压器绕组的联接组三相变压器绕组的联接组几点认识：几点认识：（1）当变压器的绕组标志（同名端或首末端）改变时，）当变压器的绕组标志（同名端或首末端）改变时，变压器的联接组号也随着改变。变压器的联接组号也随着改变。（2）Y/Y联接的三相变压器，联接的三相变压器，其联接组号都是偶数；其联接组号都是偶数；（3）Y/联接的三相变压器，其联接组号都是奇数；联接的三相变压器，其联接组号都是奇数；（4）/联接可以得到与联接可以得到与Y/Y联接相同的组号；联接相同的组号；/Y联

8、联接也可以得到与接也可以得到与Y/联接相同的组号；联接相同的组号；（5）最常用的联接组是）最常用的联接组是Y/Y12 和和 Y/11；大连理工大学电气工程系2.7 三相变压器的并联运行三相变压器的并联运行 负荷容量很大，一台变压器不能满足要求。负荷容量很大，一台变压器不能满足要求。负荷变化较大，用多台变压器并联运行可以随负荷变化较大，用多台变压器并联运行可以随 时调节投入变压器的台数。时调节投入变压器的台数。可以减少变压器的储备容量。可以减少变压器的储备容量。u1 u2 T1 T2 第第 2 章章 变压器变压器并联运行是指将几台变压器的一、二次绕并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一

9、、二次侧的公共母线上，共组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。同向负载供电的运行方式。一、并联运行的理想状态一、并联运行的理想状态1.空载时各台变压器的空载时各台变压器的 I2=0，即各台变压器之，即各台变压器之 间无环流。间无环流。2.负载运行时，各台变压器分担的负载与它们负载运行时，各台变压器分担的负载与它们 的容量成正比。的容量成正比。3.各台变压器同一相上输出的电流同相位，各台变压器同一相上输出的电流同相位，使得总输出电流：使得总输出电流：I2=Ii。二、理想并联运行的条件二、理想并联运行的条件1.电压比相等，以保证二次空载电压相等。电压比相等，以保证二次空载电压

10、相等。规定：电压比之差规定：电压比之差0.5%(平均电压比平均电压比)2.联结组相同，以保证二次空载电压相位相同。联结组相同，以保证二次空载电压相位相同。3.短路阻抗标么值相等。短路阻抗标么值相等。并联条件不满足时的运行分析并联条件不满足时的运行分析变比不等的两台变压器并联运行变比不等的两台变压器并联运行时，二次空载电压不等。折算到时，二次空载电压不等。折算到二次侧的等效电路如图所示。二次侧的等效电路如图所示。由等效电路可以列出方程式：由等效电路可以列出方程式：则二次侧电流为：则二次侧电流为：一、变比不等时并联运行 为了保证空载时环流不超过额定电流的为了保证空载时环流不超过额定电流的10%10

11、%，通常，通常规定并联运行的变压器的变比差不大于规定并联运行的变压器的变比差不大于1%1%。当变压器的变比不等时，在空载时，环流当变压器的变比不等时，在空载时，环流 就就存在。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻存在。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。环抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。环流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗，这是很不利的。的损耗，这是很不利的。二、连接组别不同时并联运行 连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差3

12、0300 0，则二次线电压差为线电压的，则二次线电压差为线电压的51.8%51.8%，由于变压器的，由于变压器的短路阻抗很小短路阻抗很小,这么大的电压差将产生几倍于额定电这么大的电压差将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所以连接流的空载环流，会烧毁绕组，所以连接 组别不同绝组别不同绝不允许并联。不允许并联。三、短路阻抗标么值不等时并联运行由等效电路可知：由等效电路可知：等效电路如图所示。等效电路如图所示。可见，各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值可见，各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比。成反比。为了充分变压器的容量，理想的负载分配，应使各台变压为了充分变压器的容

13、量，理想的负载分配，应使各台变压器的负载系数相等，而且短路阻抗标值相等。器的负载系数相等，而且短路阻抗标值相等。变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过负荷的情况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的负荷的情况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容量均能充分利用。量均能充分利用。为了使各台变压器所承担的

14、电流同相位，要求各为了使各台变压器所承担的电流同相位，要求各变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行的变压器的最大容量之比不超过的变压器的最大容量之比不超过3 3：1 1。自耦变压器自耦变压器1.自耦变压器的基本结构自耦变压器的基本结构 只有一个绕组。只有一个绕组。手手柄柄接接线线柱柱第第 2 章章 变压器变压器2.自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理(1)电压关系电压关系 忽略漏阻抗，则忽略漏阻抗，则=U1 U2E1 E2=N1 N2=k 2.8

15、 自耦变压器自耦变压器 I 降压自耦变压器降压自耦变压器 N1N2+U1I1E1E2 U2I2 I+U2I1E1E2 U1I2 升压自耦变压器升压自耦变压器(2)电流关系电流关系 N1I1N2I2=N1I0 N1I1N2I2=0 I1=I2 N2N1I1 I2 N2 N1=I1与与 I2 相位相反。相位相反。1 k=I=I1I2 2.8 自耦变压器自耦变压器公共绕组的电流公共绕组的电流忽略忽略 I0，则，则 在降压变压器中，在降压变压器中，I1 I2(3)功率关系功率关系 变压器容量变压器容量 SN=U2NI2N=U1NI1N S2=U2I2在降压变压器中在降压变压器中 =U2(II1)=U2

16、IU2I1=SiSt2.8 自耦变压器自耦变压器I=I1 I2 在升压变压器中在升压变压器中S1=U1I1=U1(II2)=U1IU1I2=SiSt 降压变压器降压变压器 升压变压器升压变压器 感应功率感应功率 Si传导功率传导功率 StU2I U1IU2I1 U1I2 在在 SN 一定时，一定时，k 越接近越接近 1，Si 越小，越小，St 所占所占 比例越大，经济效果越显著。比例越大，经济效果越显著。2.8 自耦变压器自耦变压器仪用互感器仪用互感器一、电压互感器一、电压互感器U1 U2=N1 N2=ku 国产互感器：国产互感器：U2N=100 V 使用注意：使用注意：二次绕组禁止短路。二次绕组禁止短路。二次绕组与铁心必须接地。二次绕组与铁心必须接地。空载运行的降压变压器。空载运行的降压变压器。u1 Vu1u2第第 2 章章 变压器变压器电压互感器电压互感器 E2 二、电流互感器二、电流互感器 N1很小。很小。短路运行的升压变压器。短路运行的升压变压器。I1 I2=N2 N1=ki 国产互感器：国产互感器：I2N=5 A 使用注意：使用注意：二次绕组禁止开路。二次绕组禁止开路。开路时：开路时：I2=0，I1 不变不变 一次绕组工作电压较高时，一次绕组工作电压较高时，二次绕组与铁心必须接地。二次绕组与铁心必须接地。Ai2i12.10 仪用互感器仪用互感器