三相變壓器繞組聯(lián)接組

1、三相變壓器繞組聯(lián)接組 三相變壓器三相變壓器 當(dāng)三相變壓器的原邊和副邊繞組均以當(dāng)三相變壓器的原邊和副邊繞組均以 一定的接法現(xiàn)接，一定的接法現(xiàn)接， 帶上三相對(duì)稱負(fù)帶上三相對(duì)稱負(fù) 載，載， 原邊加上對(duì)稱的三相電壓時(shí)原邊加上對(duì)稱的三相電壓時(shí) ， 因?yàn)槿鄬?duì)稱電壓本身大小相等、相因?yàn)槿鄬?duì)稱電壓本身大小相等、相 位互差位互差1201200 0，因此求得一相的電壓、，因此求得一相的電壓、 電流，電流， 其它兩相按對(duì)稱關(guān)系求出。其它兩相按對(duì)稱關(guān)系求出。 特殊特殊 問題：?jiǎn)栴}： （1）三相繞組的聯(lián)接，即電）三相繞組的聯(lián)接，即電 路問題；路問題； （2）三相變壓器的）三相變壓器的 磁路系統(tǒng)；磁路系統(tǒng)； 三相變壓

2、器繞組聯(lián)接組 磁路 一、組式變壓器 三個(gè)獨(dú)立的單相變壓器組成三個(gè)獨(dú)立的單相變壓器組成,在電路上互相在電路上互相 聯(lián)接，三相磁路互相完全獨(dú)立。聯(lián)接，三相磁路互相完全獨(dú)立。 各相主各相主 磁通有各自的鐵心磁路，磁通有各自的鐵心磁路， 互不影響?；ゲ挥绊?。各 相鐵芯、磁通、磁阻等一致 三相變壓器繞組聯(lián)接組 二、芯式變壓器 具有共同鐵芯;中柱（中間鐵芯柱）磁通為三相磁 通之和，對(duì)稱時(shí)中柱磁通為零，可省去;又稱三相 三鐵芯柱式變壓器（三相鐵芯式變壓器）;平面， 磁路不完全對(duì)稱，各相If不完全相同，但相差很小， 忽略區(qū)別。 三相變壓器繞組聯(lián)接組 2、連接組 （1）高、低壓繞組中電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系（單相繞組）高

3、、低壓繞組中電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系（單相繞組） 單相變壓器中，單相變壓器中， 高壓繞組首端為高壓繞組首端為“A”、末端、末端 為為“X”；低壓繞組首端為；低壓繞組首端為“a”、末端為、末端為“x”。 A X a x A X a x 原、副繞組被同一主磁通原、副繞組被同一主磁通 交鏈，交鏈， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 在任一瞬間原邊繞組一端點(diǎn)為高電位，副邊繞在任一瞬間原邊繞組一端點(diǎn)為高電位，副邊繞 組也有一端點(diǎn)為高電位。組也有一端點(diǎn)為高電位。 這兩個(gè)端點(diǎn)為這兩個(gè)端點(diǎn)為“同名同名 端端” 三相變壓器繞組聯(lián)接組 二、單相變壓器的連接組 同名端 兩繞組繞向 原、副邊繞組主磁通相同，電動(dòng)勢(shì)只能同相或反原、副邊繞組主

4、磁通相同，電動(dòng)勢(shì)只能同相或反 相相 考慮首未端為人為定義，也有兩種可能 所以兩繞組之間關(guān)系四種形式但其電勢(shì)關(guān)系只有 兩種可能 同向（夾角0度） 反向（夾角180度） 三相變壓器繞組聯(lián)接組 圖：同極性端有相同首端標(biāo)志 三相變壓器繞組聯(lián)接組 圖：同極性端有相異首端標(biāo)志 三相變壓器繞組聯(lián)接組 一、三相變壓器繞組的聯(lián)接法和聯(lián)接組 1、三相變壓器連接法 ABC XYZ AX E BX E CX E 星形連接 ABC XYZ AX E BX E CX E 三角形連接 高壓繞組首端由高壓繞組首端由A、B、C表示，表示， 末端由末端由 X、Y、Z表示；低壓繞組首端由表示；低壓繞組首端由a、b、c 表示，末端由

5、表示，末端由x、y、z表示。表示。 一相繞組末端與另一相繞組首端相連，一相繞組末端與另一相繞組首端相連， 依次得到依次得到 一閉合回路，一閉合回路， 為三角形連接為三角形連接“ ”， 有順、逆之有順、逆之 分。分。 三相變壓器繞組聯(lián)接組 圖：三相繞組連接法 三相變壓器繞組聯(lián)接組 三、三相變壓器的連接組別 連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電 動(dòng)勢(shì)（或線電壓）的相位關(guān)系。動(dòng)勢(shì)（或線電壓）的相位關(guān)系。 三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末 端標(biāo)志有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。端標(biāo)志有關(guān)，

6、而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。 理論和實(shí)踐證明，無論采用怎樣的連接方式，一、二次理論和實(shí)踐證明，無論采用怎樣的連接方式，一、二次 側(cè)線電動(dòng)勢(shì)（可電壓）的相位差總是側(cè)線電動(dòng)勢(shì)（可電壓）的相位差總是300的整數(shù)倍。因的整數(shù)倍。因 此可以采用時(shí)鐘表示法此可以采用時(shí)鐘表示法 分針（長(zhǎng)針）：表示高壓繞組線電勢(shì)分針（長(zhǎng)針）：表示高壓繞組線電勢(shì)EAB，固，固 定指向定指向12 時(shí)針（短針）：表示低壓繞組線電勢(shì)時(shí)針（短針）：表示低壓繞組線電勢(shì)Eab，指向，指向 幾就是幾點(diǎn)鐘連接。幾就是幾點(diǎn)鐘連接。 UV E uv E 三相變壓器繞組聯(lián)接組 判斷步驟：判斷步驟： （1）在接線圖上標(biāo)出各相電動(dòng)勢(shì)相量；）在接線圖

7、上標(biāo)出各相電動(dòng)勢(shì)相量； （2）畫出原繞組電動(dòng)勢(shì)相量位形圖；）畫出原繞組電動(dòng)勢(shì)相量位形圖； （3）根據(jù)同一鐵心柱上原、副繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的）根據(jù)同一鐵心柱上原、副繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 相位關(guān)系，相位關(guān)系， 畫出副邊繞組電動(dòng)勢(shì)位形圖。將畫出副邊繞組電動(dòng)勢(shì)位形圖。將“a”點(diǎn)點(diǎn) 與與“A”點(diǎn)重合，使相位關(guān)系更直觀。點(diǎn)重合，使相位關(guān)系更直觀。 （4）比較原、副繞組線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系。）比較原、副繞組線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系。 根根 據(jù)鐘點(diǎn)法確定聯(lián)接組別。據(jù)鐘點(diǎn)法確定聯(lián)接組別。 AB E ab E 三相變壓器繞組聯(lián)接組 (1) Yy0 課上舉兩例演示畫法 三相變壓器繞組聯(lián)接組 (2) Yy6 三相變壓器繞組聯(lián)接組 2

8、. Yd連接 兩種：Yd11, Yd1 (1) Yd11 三相變壓器繞組聯(lián)接組 (2) Yd1 三相變壓器繞組聯(lián)接組 五、標(biāo)準(zhǔn)連接組 為生產(chǎn)使用方便，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定5種： Y,yn0 Y,d11 YN,d11 YN,y0 Y,y0 三相變壓器繞組聯(lián)接組 三相變壓器繞組的聯(lián)接組三相變壓器繞組的聯(lián)接組 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)： （1）當(dāng)變壓器的繞組標(biāo)志（同名端或首末端）改變時(shí)，）當(dāng)變壓器的繞組標(biāo)志（同名端或首末端）改變時(shí)， 變壓器的聯(lián)接組號(hào)也隨著改變。變壓器的聯(lián)接組號(hào)也隨著改變。 （2）Y/Y聯(lián)接的三相變壓器，聯(lián)接的三相變壓器， 其聯(lián)接組號(hào)都是偶數(shù)；其聯(lián)接組號(hào)都是偶數(shù)； （3） Y/ 聯(lián)接的三相變壓器，

9、其聯(lián)接組號(hào)都是奇數(shù)；聯(lián)接的三相變壓器，其聯(lián)接組號(hào)都是奇數(shù)； （4） / 聯(lián)接可以得到與聯(lián)接可以得到與Y/Y聯(lián)接相同的組號(hào)；聯(lián)接相同的組號(hào)； /Y聯(lián)聯(lián) 接也可以得到與接也可以得到與Y/ 聯(lián)接相同的組號(hào)；聯(lián)接相同的組號(hào)； （5）最常用的聯(lián)接組是）最常用的聯(lián)接組是Y/Y12 和和 Y/ 11； 三相變壓器繞組聯(lián)接組 大連理工大學(xué)電氣工程系 2.7 三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 負(fù)荷容量很大，一臺(tái)變壓器不能滿足要求。負(fù)荷容量很大，一臺(tái)變壓器不能滿足要求。 負(fù)荷變化較大，用多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行可以隨負(fù)荷變化較大，用多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行可以隨 時(shí)調(diào)節(jié)投入變壓器的臺(tái)數(shù)。時(shí)調(diào)節(jié)投入變壓器的臺(tái)數(shù)。 可以

10、減少變壓器的儲(chǔ)備容量。可以減少變壓器的儲(chǔ)備容量。 u1 u2 T1 T2 第第 2 章章 變壓器變壓器 三相變壓器繞組聯(lián)接組 并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞 組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共 同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。 一、并聯(lián)運(yùn)行的理想狀態(tài)一、并聯(lián)運(yùn)行的理想狀態(tài) 1. 空載時(shí)各臺(tái)變壓器的空載時(shí)各臺(tái)變壓器的 I2 = 0，即各臺(tái)變壓器之，即各臺(tái)變壓器之 間無環(huán)流。間無環(huán)流。 2. 負(fù)載運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器分擔(dān)的負(fù)載與它們負(fù)載運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器分擔(dān)的負(fù)載與它們 的容量成正比。的容量成正比。 3.

11、 各臺(tái)變壓器同一相上輸出的電流同相位，各臺(tái)變壓器同一相上輸出的電流同相位， 使得總輸出電流：使得總輸出電流： I2 = Ii 。 三相變壓器繞組聯(lián)接組 二、理想并聯(lián)運(yùn)行的條件二、理想并聯(lián)運(yùn)行的條件 1. 電壓比相等，以保證二次空載電壓相等。電壓比相等，以保證二次空載電壓相等。 規(guī)定：電壓比之差規(guī)定：電壓比之差0.5%(平均電壓比平均電壓比) 2. 聯(lián)結(jié)組相同，以保證二次空載電壓相位相同。聯(lián)結(jié)組相同，以保證二次空載電壓相位相同。 3. 短路阻抗標(biāo)么值相等。短路阻抗標(biāo)么值相等。 三相變壓器繞組聯(lián)接組 并聯(lián)條件不滿足時(shí)的運(yùn)行分析并聯(lián)條件不滿足時(shí)的運(yùn)行分析 變比不等的兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行變比不等的兩臺(tái)變

12、壓器并聯(lián)運(yùn)行 時(shí)，二次空載電壓不等。折算到時(shí)，二次空載電壓不等。折算到 二次側(cè)的等效電路如圖所示。二次側(cè)的等效電路如圖所示。 由等效電路可以列出方程式：由等效電路可以列出方程式： 1 2 1 2 III ISI I IISII II I = I + I U - U= I Z k U - U= IZ k 則二次側(cè)電流為：則二次側(cè)電流為： 11 11 SIIIII ICLI SISIISISII SIIII IICLI SISIISISII UU - Zkk I=+I = I + I Z+ ZZ+ Z UU - Zkk I=+I = - I + I Z+ ZZ+ Z C I I 1 k U 2 U

13、 L Z SI Z 2 I S II Z II 1 k U LI I LII I 一、變比不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行 III k k 三相變壓器繞組聯(lián)接組 為了保證空載時(shí)環(huán)流不超過額定電流的為了保證空載時(shí)環(huán)流不超過額定電流的10%10%，通常，通常 規(guī)定并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的變比差不大于規(guī)定并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的變比差不大于1%1%。 當(dāng)變壓器的變比不等時(shí)，在空載時(shí)，環(huán)流當(dāng)變壓器的變比不等時(shí)，在空載時(shí)，環(huán)流 就就 存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻 抗很小，即使變比差很小，也會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流。環(huán)抗很小，即使變比差很小，也會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流。環(huán) 流的存在，既占

14、用了變壓器的容量，又增加了變壓器流的存在，既占用了變壓器的容量，又增加了變壓器 的損耗，這是很不利的。的損耗，這是很不利的。 C I 二、連接組別不同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行 連接組別不同時(shí)，二次側(cè)線電壓之間至少相差連接組別不同時(shí)，二次側(cè)線電壓之間至少相差30300 0， 則二次線電壓差為線電壓的則二次線電壓差為線電壓的51.8%51.8%，由于變壓器的短，由于變壓器的短 路阻抗很小路阻抗很小, ,這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流 的空載環(huán)流，會(huì)燒毀繞組，所以連接的空載環(huán)流，會(huì)燒毀繞組，所以連接 組別不同絕不組別不同絕不 允許并聯(lián)。允許并聯(lián)。 三相變壓器繞組聯(lián)接組 三、短

15、路阻抗標(biāo)么值不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行 由等效電路可知：由等效電路可知： 等效電路如圖所示。等效電路如圖所示。 ISIIISII I Z= I Z NISINIISIIIII NINNIIN IZIZII = IUIU III * SISII 11 :=: ZZ 可見，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值可見，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值 成反比。成反比。 為了充分變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各臺(tái)變壓為了充分變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各臺(tái)變壓 器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。 1 U k 2 U L Z SI Z S I

16、I Z I I II I 三相變壓器繞組聯(lián)接組 變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺(tái)變壓器不過變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺(tái)變壓器不過 負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的 變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。又規(guī)定：阻抗標(biāo)么值不等的變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。又規(guī)定：阻抗標(biāo)么值不等的 變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大 的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容 量均能充分利用。量均能充分利用。 為了使各臺(tái)變壓器所承擔(dān)的電流同相位，要求各為了使各臺(tái)變壓器所承擔(dān)的電流同相位

17、，要求各 變壓器的短路阻抗角相等。一般來說，變壓器容量相變壓器的短路阻抗角相等。一般來說，變壓器容量相 差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)行差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)行 的變壓器的最大容量之比不超過的變壓器的最大容量之比不超過3 3：1 1。 三相變壓器繞組聯(lián)接組 自耦變壓器自耦變壓器 1. 自耦變壓器的基本結(jié)構(gòu)自耦變壓器的基本結(jié)構(gòu) 只有一個(gè)繞組。只有一個(gè)繞組。 手手 柄柄 接接 線線 柱柱 第第 2 章章 變壓器變壓器 三相變壓器繞組聯(lián)接組 2. 自耦變壓器的工作原理自耦變壓器的工作原理 (1) 電壓關(guān)系電壓關(guān)系 忽略漏阻抗，則忽略漏阻抗，則= U1 U2 E1

18、E2 = N1 N2 = k 2.8 自耦變壓器自耦變壓器 I 降壓自耦變壓器降壓自耦變壓器 N1 N2 + + U1 I1 E1 E2 U2 I2 I + + U2 I1 E1 E2 U1 I2 升壓自耦變壓器升壓自耦變壓器 三相變壓器繞組聯(lián)接組 (2) 電流關(guān)系電流關(guān)系 N1I1N2I2 = N1I0 N1I1N2I2 = 0 I1 = I2 N2 N1 I1 I2 N2 N1 = I1與與 I2 相位相反。相位相反。 1 k = I = I1I2 2.8 自耦變壓器自耦變壓器 公共繞組的電流公共繞組的電流 忽略忽略 I0，則，則 三相變壓器繞組聯(lián)接組 在升壓變壓器中在升壓變壓器中 S1 = U1I1= U