第三章 三相变压器
DESCRIPTION
本章研究的重点问题. 第三章 三相变压器. 目前各国电力系统均采用三相制，故使用得最广的是三相变压器。 从运行原理上看，三相变压器在对称负载下运行时，各相的电压、电流幅值相等，相位互差 120 度，故可以取三相中的任一相来研究，即三相问题可以简化成单相问题 第二章中所列的基本方程式、等效电路、相量图以及性能计算公式等等，对于三相变压器仍然适用 本章将研究三相变压器的几个特殊问题。即磁路系统、联结组、电动势、空载电流及磁通波形，以及不对称运行等问题. 各相磁路彼此无关－三相变压器组. 三相变压器的磁路系统. 各相磁路彼此相关－三相心式变压器. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第三章 三相变压器本章研究的重点问题
目前各国电力系统均采用三相制，故使用得最广的是三相变压器。
从运行原理上看，三相变压器在对称负载下运行时，各相的电压、电流幅值相等，相位互差 120 度，故可以取三相中的任一相来研究，即三相问题可以简化成单相问题
第二章中所列的基本方程式、等效电路、相量图以及性能计算公式等等，对于三相变压器仍然适用
本章将研究三相变压器的几个特殊问题。即磁路系统、联结组、电动势、空载电流及磁通波形，以及不对称运行等问题
§3-1 三相变压器的磁路系统
三相变压器的磁路系统 各相磁路彼此相关－三相心式变压器
各相磁路彼此无关－三相变压器组
三相变压器组：三台单相变压器组成，各相的磁通沿各自磁路闭合，磁路系统彼此无关。主磁通对称，空载电流对称。A B C
X Y Z
CA B
三相心式变压器：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。三相磁阻不相等。当外施三相对称电压时，三相空载电流不相等， B相最小， A、 C两相大些。
B C
A CB
A
0A B C
CB
ACBA
O
O
B
A
C
§3-1 三相变压器的磁路系统
三相变压器的磁路系统
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、价格便宜、占地面积小、维护简单等优点。
2 ）在大容量的巨型变压器中以及运输条件受限制的地方，为了便于运输及减少备用容量，往往采用三相变压器组。
单相变压器的联结组
同名端：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表示。
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。
§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。
单相变压器的联结组
同名端为首端 异名端为首端
§3-2 三相变压器的电路系统－绕组的联结和联结组
A
Xax
XAE
XAE
xaE
xaE
A
X
ax
XAE
XAE
xaExaE
3-3 图 首末端的两种标法
联结组表示方法：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 0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。同名端为首端： I,I0 联结组；异同名端为首端： I,I6 联结组
A
Xax
XAE
XAE
xaE
xaE
A
X
ax
XAE
XAE
xaExaE
3-3 图 首末端的两种标法
规定正方向：规定电动势的正方向为由末端指向首端。
单相变压器的联结组
同名端标记为首端： I,I0 联结组
§3-2 三相变压器的电路系统－绕组的联结和联结组
LZ
A
X a
x
图2-1 变压器各物理量规定正方向
1U
2U
2I
1I
1E
2E
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 3-4 是原、副边绕组绕向相反的情况。图 3-4(a) 标志为 I,I6 ，图 3-4(b) 标志为 I,I0 。
A
Xax
XAE
xaE
A
X
ax
XAE
xaE
3-4 图 不同绕向的两种标志法
XAE
xaE
XAE
xaE
I , I 6I , I 0(a) (b)
单相变压器的极性测定：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。 按图接线，联结 Xx，在 AX端加一低电压，测出 UAa 、UAX 和 Uax ，若 UAa=UAX － Uax ，则为 I,I0 ，称为减极性，若UAa=UAX＋ Uax则为 I,I6 ，称为加极性。 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极性变压器。
V
A X
a x
AXU～
三相变压器的联结组三相绕组的联结：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：A、 B、 C代表高压绕组的首端， X、 Y、 Z代表高压绕组的末端a 、 b 、 c 代表低压绕组的首端， x、 y、 z 代表低压绕组的末端在三相变压器中，我国主要采用星形联结和三角形联结两种
XAE YBE ZCE
A B CCAE
X Y Z
XAE
YBEZCECAE ABE
BCE
A
BC
XYZ
(a) (b)
3-6 图 星形联结
ABE BCE
三相变压器的联结组
A B C
XAE YBE ZCEABE BCE
CAE A
BCX Y ZX
Y
Z
XAE YBE
ZCE
ABE
BCE
CAE
A B C
XAE YBE ZCE
ABE BCECAE A
BCX Y Z XY
Z
XAE
YBE
ZCEABE
A B C
XAE YBE ZCEABE BCE
CAE A
BCX Y ZX
Y
Z
XAE YBE
ZCE
ABE
BCE
CAE
A B C
XAE YBE ZCE
ABE BCECAE A
BCX Y Z XY
Z
XAE
YBE
ZCEABE
一种是按 A—Y、 B—Z、 C—X顺序联结一种按 A—Z、 B—X、 C—Y逆序联结
三相变压器的联结组线电动势三角形重心重合法 ：将低压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，并使两个三角形的重心置合，重心 O到顶点 A的线段 作为时钟的长针，并指向 0 点 , 线段 所指钟时序数即为联结组的标号
Y,y0 联结：
AOao
(a) (b)
3-9 Y, y0图 联结组
A B C
X Y Za b c
x y z
A
BC
o
a
bc
a
bcxy
z
Y,y6 联结：
(a) (b)
3-10 Y, y6图 联结组
a b c
x y z
A B C
X Y Z
A
BC
o
a
b c
xyz
a
b c
Y,y4 联结：把 Y,y0 标志的副边标号顺移一个铁心柱，即把原来的 b相，现标为 a相：把 c相作为 b相；把 a相作为 c相。原边的A相绕组实际上和副边的 c相绕组同套在一个铁心柱上
A B C
X Y Z
(a) (b)
3-11 Y, y4图 联结组
a bc
x yz
A
BC
o ab
c
ab
c
xyz
讨论：用类似的方法，可以得到 Y,y8， Y,y10和 Y,y2联结组。总之， Y,y联结方式，可得到 0、 2、 4、 6、 8、 10偶数组号的六种联结组。
Y,d11 联结：A B C
X Y Z
(a) (b)
3-12 Y, d11图 联结组
A
BC
o aba b c
x y z
a
b
cx
y
z
a
b
c
Y,d5联结
(a) (b)
3-13 Y, d5图 联结组
A
BC
o a
a
b
cx
y
z
A B C
X Y Za b c
x y z
a
b
c
根据电动势位形图来作出三相绕组的联结：已知一变压器的三相绕组如图试画出 Y,d3 的绕组联结图
A B C
X Y Z
(a) (b)
3-14 图 已知联结组作绕组的联结
A
BC
o ab a bc
x yz
a
b
cx
y
z
(c)
三相变压器的联结组
说明：联结组的数目很多，为了制造和并联运行方便．我国国家标准规定只生产 Y,yn0 ； Y,d11 ； YN,d11 ； YN,y0 ； Y,y0 等五种，其中前三种最常用。
Y,yn0 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；
Y,d11 联结组用在副边电压超过 400伏的线路中。这时变压器的一边接成三角形．对运行有利 (详见下节 ) 。
YN,d11 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。