第3章--變壓器PPT課件

1、1簡(jiǎn)單的單相變壓器簡(jiǎn)單的單相變壓器：在兩個(gè)線：在兩個(gè)線圈沒有電的直接聯(lián)系，只有磁圈沒有電的直接聯(lián)系，只有磁的耦合。的耦合。原繞組原繞組：也稱一次繞或初級(jí)繞：也稱一次繞或初級(jí)繞組。是變壓器的兩個(gè)線圈中接組。是變壓器的兩個(gè)線圈中接交流電源的線圈，其匝數(shù)為交流電源的線圈，其匝數(shù)為N1副繞組副繞組：也稱二次繞組或次級(jí)：也稱二次繞組或次級(jí)繞組。是變壓器接到用電設(shè)備繞組。是變壓器接到用電設(shè)備上的線圈，其匝數(shù)為上的線圈，其匝數(shù)為N2交變磁通同時(shí)與原、副繞組交鏈，在原、副繞組內(nèi)產(chǎn)生交變磁通同時(shí)與原、副繞組交鏈，在原、副繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 第1頁(yè)/共93頁(yè)2 變壓器的種類很多，可按其用途、結(jié)構(gòu)、

2、相數(shù)、冷卻方式等不同來進(jìn)行分類。 1 1、按用途分類，可分為電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠用變壓器）、儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）、特種變壓器（如調(diào)壓變壓器、試驗(yàn)變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）。二、變壓器的分類第2頁(yè)/共93頁(yè)3 2 2、按鐵心結(jié)構(gòu)分類，有心式變壓器和殼式變壓器。 3 3、按繞組數(shù)目分類: :可分為雙繞組變壓器, ,三繞 組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。 4 4、按相數(shù)分類，有單相變壓器、三相變壓器。 5 5、按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)式）、

3、干式變壓器、充氣式變壓器。 6 6、電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（容量為1010630kVA630kVA）、中型變壓器（容量為8008006300kVA6300kVA）、大型變壓器（容量為8000800063000kVA63000kVA）和特大型變壓器（容量在90000kVA90000kVA及以上）。第3頁(yè)/共93頁(yè)4電力變壓器電力變壓器電源變壓器電源變壓器環(huán)形變壓器環(huán)形變壓器接觸調(diào)壓器接觸調(diào)壓器控制變壓器控制變壓器三相干式變壓器三相干式變壓器第4頁(yè)/共93頁(yè)5 鐵心和繞組：是構(gòu)成變壓器的器身的主要部件，。 1）鐵心：構(gòu)成了變壓器的磁路，同時(shí)又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部

4、分構(gòu)成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。 鐵心材料：為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導(dǎo)率的磁性材料硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.350.5mm，兩面涂以厚0.020.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵心和繞組。鐵心是變壓器變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵心和繞組。鐵心是變壓器的磁路部分；繞組是變壓器的電路部分。的磁路部分；繞組是變壓器的電路部分。三、變壓器基本結(jié)構(gòu)第5頁(yè)/共93頁(yè)6 鐵芯單相殼式變壓器鐵軛第6頁(yè)/共93頁(yè)7 2）繞組：繞組是變壓器的電路部分，它由銅或 鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成。 一次繞組（原繞組）：輸入電能

5、 二次繞組（副繞組）：輸出電能 他們通常套裝在同一個(gè)心柱上，一次和二次繞組具有不同的匝數(shù)，通過電磁感應(yīng)作用，一次繞組的電能就可傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。 其中，兩個(gè)繞組中，電壓較高的我們稱為高壓繞組，相應(yīng)的電壓較低的稱為低壓繞組。從高、低壓繞組的相對(duì)位置來看，變壓器的繞組又可分為同心式、交迭式。由于同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，所以，國(guó)產(chǎn)的均采用這種結(jié)構(gòu)，交迭式主要用于特種變壓器中。 2、其他部件：除器身外，典型的油鋟電力變壓器中還有油箱、變壓器油、絕緣套管及繼電保護(hù)裝置等部件。第7頁(yè)/共93頁(yè)8繞組是變壓器的電路部分，繞組是變壓器的電路部分， 一般用銅或鋁的絕緣導(dǎo)

6、線繞成。一般用銅或鋁的絕緣導(dǎo)線繞成。繞組有同心式和交疊式兩種。繞組有同心式和交疊式兩種。高壓繞組低壓繞組高壓繞組第8頁(yè)/共93頁(yè)9 心式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，繞組的裝配及絕緣比較容易，電力變壓器的鐵心主要采用心式結(jié)構(gòu)。 鐵心疊裝 ：變壓器的鐵心一般是由剪成一定形狀的硅鋼片疊裝而成。為了減小接縫間隙以減小激磁電流，一般采用交錯(cuò)式疊法，使相鄰層的接縫錯(cuò)開。 鐵心截面: :鐵心柱的截面一般作成階梯形，以充分利用繞組內(nèi)圓空間。容量較大的變壓器，鐵心中常設(shè)有油道，以改善鐵心內(nèi)部的散熱條件，如圖所示。第9頁(yè)/共93頁(yè)10四、變壓器基本結(jié)構(gòu)三、變壓器基本結(jié)構(gòu)三、變壓器基本結(jié)構(gòu) 變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)有心式、殼式等形式。殼

7、式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面，心式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是鐵心柱被繞組包圍，殼式結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度較好，但制造復(fù)雜，第10頁(yè)/共93頁(yè)111.溫度計(jì)；溫度計(jì)；2.吸濕器；吸濕器；3.儲(chǔ)油柜；儲(chǔ)油柜；4.油表；油表；5.安全氣道；安全氣道；6.氣體繼電器；氣體繼電器；7.高壓套管；高壓套管；8.低壓套管；低壓套管；9.分接開關(guān)；分接開關(guān)；10.油箱；油箱；11.鐵芯；鐵芯；12.線圈；線圈；13.放油閥放油閥變壓器其它附件第11頁(yè)/共93頁(yè)12 額定值是制造廠對(duì)變壓器在指定工作條件下運(yùn)行時(shí)所規(guī)定的一些量值。額定值通常標(biāo)注在變壓器的銘牌上。變壓器的額定值主要有：1 1、額定容量S SN N 額定容

8、量是指額定運(yùn)行時(shí)的視在功率。以 VAVA、kVAkVA或MVAMVA表示。由于變壓器的效率很高，通常一、二次側(cè)的額定容量設(shè)計(jì)成相等。四、變壓器額定值第12頁(yè)/共93頁(yè)13 2、額定電壓U U1N1N和U U2N2N 正常運(yùn)行時(shí)規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱為變壓器一次側(cè)的額定電壓U U1N1N。二次側(cè)的額定電壓U U2N 2N 是指變壓器一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的空載電壓。額定電壓以V V或kVkV表示。對(duì)三相變壓器，額定電壓是指線電壓。 3 3、額定電流I I1N1N和I I2N2N 根據(jù)額定容量和額定電壓計(jì)算出的線電流，稱為額定電流，以A A表示。 第13頁(yè)/共93頁(yè)14 對(duì)單相變壓器 對(duì)三相變

9、壓器 4 4、額定頻率 f fN N 我國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)50Hz50Hz 除額定值外，變壓器的相數(shù)、繞組連接方式及聯(lián)結(jié)組別、短路電壓、運(yùn)行方式和冷卻方式等均標(biāo)注在銘牌上。額定狀態(tài)是電機(jī)的理想工作狀態(tài)，具有優(yōu)良的性能，可長(zhǎng)期工作。NNNNNNUSIUSI2211;NNNNNNUSIUSI22113;3第14頁(yè)/共93頁(yè)15101 0uiN i11e 1e2e0 1i r 一、空載運(yùn)行時(shí)的電磁情況 空載運(yùn)行：是指變壓器原繞組接到額定電壓、額定頻率的電源上，副繞組開路時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。第二節(jié)、變壓器的空載運(yùn)行第15頁(yè)/共93頁(yè)16 在電機(jī)方向的學(xué)科中通常按習(xí)慣方式規(guī)定正方向，稱為慣例。 在電源支路一次繞組相當(dāng)

10、于用電器，按用電動(dòng)機(jī)慣例規(guī)定正方向：電流的正方向與產(chǎn)生它的電壓的正方向一致，由電流產(chǎn)生的磁通符合右手螺旋定則，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向與產(chǎn)生它的磁通的正方向遵循電磁感應(yīng)定律的規(guī)定（右手定則）；二、變壓器中正方向的規(guī)定二、變壓器中正方向的規(guī)定第16頁(yè)/共93頁(yè)17 在負(fù)載支路二次繞組相當(dāng)于電源，按發(fā)電慣例規(guī)定正方向：電流的正方向與e e2 2的正方向一致，輸出電壓u u2 2與電流同向。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向與產(chǎn)生它的磁通的正方向遵循電磁感應(yīng)定律的規(guī)定（右手定則）；1112211;dddeNeNeNdtdtdt 二、變壓器中正方向的規(guī)定第17頁(yè)/共93頁(yè)18e2i2ei1正方向規(guī)定第18頁(yè)/共93頁(yè)19e

11、2e1e1i0i0u1u2011110 1ueei r 二、正方向規(guī)定第19頁(yè)/共93頁(yè)20 （一）磁通 變壓器空載時(shí) 如果外加電壓是正弦波，則e1和磁通也按正弦變化： （磁通連接一二次側(cè)的電路，以磁通為參考進(jìn)行分析）三、磁通、電動(dòng)勢(shì)與空載電流三、磁通、電動(dòng)勢(shì)與空載電流11ue 110 1|eei r sinmt 第20頁(yè)/共93頁(yè)21 （二）電動(dòng)勢(shì)與磁通的關(guān)系： 假定主磁通按正弦規(guī)律變化，即 =m msintsint 根據(jù)電磁感應(yīng)定律和對(duì)正方向規(guī)定，一、二次繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為 ： )90sin(2cos01111tEtNdtdNem)90sin(2cos02222tEtNdtdNem

12、)90sin(2cos0111111tEtNdtdNem第21頁(yè)/共93頁(yè)22 式中：mmfNNE11144. 42mmfNNE22244. 42mmfNNE1111144. 42第22頁(yè)/共93頁(yè)23 在變壓器中，原、副繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E E1 1和E E2 2之比稱為變壓器的變比，用 表示，即： 上式表明，變壓器的變比等于原、副繞組的匝數(shù)比。當(dāng)變壓器空載運(yùn)行時(shí)，由于U U1 1EE1 1 ，U U2020E E2 2，故可近似地用空載運(yùn)行時(shí)原、副方的電壓比來作為變壓器的變比，即 k21212144.444.4NNfNfNkmmEE112 02NNUUkUU第23頁(yè)/共93頁(yè)240iii（三

13、）空載電流： 變壓器空載運(yùn)行時(shí)原繞組中的電流 主要用來產(chǎn)生磁場(chǎng)，又稱為勵(lì)磁電流，分析它的波形： 1）當(dāng)不考慮鐵心損耗時(shí)，勵(lì)磁電流是純磁化電流，用 來表示。由于磁路有飽和現(xiàn)象，磁化電流 與產(chǎn)生它的磁通之間的關(guān)系是非線性的。當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，勵(lì)磁電流為尖頂波。第24頁(yè)/共93頁(yè)25i0i0i0t只考慮飽和時(shí)的勵(lì)磁電流第25頁(yè)/共93頁(yè)26i0i0i0考 慮 磁 滯 回 線 時(shí) 的 勵(lì) 磁 電 流i0勵(lì)磁電流可分解為兩個(gè)分量：勵(lì)磁電流可分解為兩個(gè)分量：（1）與）與 同相的磁化電流同相的磁化電流（2）導(dǎo)前）導(dǎo)前 900有功分量有功分量IFeI t考慮磁滯回線時(shí)的勵(lì)磁電流第26頁(yè)/共93頁(yè)27 從

14、上圖中，可以看出磁化電流 與磁通 是同相位的。 2 2）當(dāng)考慮鐵心損耗時(shí)，勵(lì)磁電流 0 0中還必須包含鐵耗分量，即 這時(shí)勵(lì)磁電流 將超前磁通一相位角i iIFe0FeI I I 220FeIIII00IFeII m 第27頁(yè)/共93頁(yè)28 根據(jù)對(duì)正方向的規(guī)定，得到空載時(shí)電動(dòng)勢(shì)平衡方程式： 將漏感電動(dòng)勢(shì)寫成壓降的形式：10111RIEEU01011IIEjxLj四、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、等效電路及相量圖電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、等效電路及相量圖)90sin(2cos0111111tEtNdtdNem1110 1ueei r 第28頁(yè)/共93頁(yè)29 式中 Z Z1 1=r=r1 1+ + 11原繞組的漏阻抗。

15、 對(duì)于電力變壓器，空載時(shí)原繞組的漏阻抗壓降I I0 0Z Z1 1很小， 其數(shù)值不超過U U1 1的0.2%0.2%，將I I0 0Z Z1 1忽略，則上式變成： 在副方，由于電流為零，則副方的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于副方的空載電壓，即：111010011IERjxI ZIUE jx11EU220EU第29頁(yè)/共93頁(yè)30111010011ErjxI ZIIUE 1E1EIFeI0I10rI10 xI j1U0空載時(shí)的相量圖和等效電路空載時(shí)的相量圖和等效電路 考慮鐵耗（磁滯、渦流），考慮鐵耗（磁滯、渦流）， 激磁電激磁電流不再與主磁通同相，流不再與主磁通同相， 而是導(dǎo)前一而是導(dǎo)前一個(gè)磁滯角。個(gè)磁滯角。如

16、果如果 用電路參數(shù)來表示用電路參數(shù)來表示1E 10mEI Z 空載時(shí)的相量圖: 已知第30頁(yè)/共93頁(yè)31 而變壓器空載時(shí)從原側(cè)看進(jìn)去的等效阻抗Z Z0 0為 式中：稱為變壓器的勵(lì)磁阻抗。 這樣, ,變壓器一次側(cè)的電動(dòng)勢(shì)方程可寫成 .11011.00mUEZZZZII 10mmmEZrjxI )(101011ZZIZIEmU第31頁(yè)/共93頁(yè)32 等值電路綜合了空載時(shí)變壓器內(nèi)部的物理情況，等值電路綜合了空載時(shí)變壓器內(nèi)部的物理情況， 在等值電路中在等值電路中r1、x1是常量；是常量；rm、xm是變量，是變量， 它們隨它們隨鐵心磁路飽和程度的增加而減少。鐵心磁路飽和程度的增加而減少。電壓方程：電壓

17、方程：0I0I1U1Emrmxmrmx1x1r1E1011()mmIrjxrjxU 變壓器等值電路第32頁(yè)/共93頁(yè)33（1）r1為原繞組的電阻；為原繞組的電阻；x1是原繞組的漏電抗，與匝數(shù)和幾何是原繞組的漏電抗，與匝數(shù)和幾何尺寸有關(guān)，表征漏磁通對(duì)電流的電磁效應(yīng)。尺寸有關(guān)，表征漏磁通對(duì)電流的電磁效應(yīng)。 （2） rm：變壓器的勵(lì)磁電阻，反映鐵耗：變壓器的勵(lì)磁電阻，反映鐵耗： Zm：變壓器的勵(lì)磁阻抗。：變壓器的勵(lì)磁阻抗。 xm:變壓器的勵(lì)磁電抗，反映勵(lì)磁過程變壓器的勵(lì)磁電抗，反映勵(lì)磁過程（3）主磁通大小，）主磁通大小， 取決于電網(wǎng)電壓、頻率和匝數(shù)。取決于電網(wǎng)電壓、頻率和匝數(shù)。101EjI x 20

18、FempI r 等值電路參數(shù)10mEZI 22mmmxZr114.44mUfN 第33頁(yè)/共93頁(yè)34. . 變壓器的負(fù)載運(yùn)行磁通勢(shì)平衡關(guān)系基本方程式折算法()電動(dòng)勢(shì)的折算(2)電流的折算(3)阻抗的折算()電壓的折算第34頁(yè)/共93頁(yè)35圖3.12 單相變壓器負(fù)載運(yùn)行第35頁(yè)/共93頁(yè)36第36頁(yè)/共93頁(yè)37第37頁(yè)/共93頁(yè)38第38頁(yè)/共93頁(yè)39等效電路相量圖第39頁(yè)/共93頁(yè)40圖3.13 變壓器負(fù)載運(yùn)行示意圖第40頁(yè)/共93頁(yè)41圖3.14 變壓器的“T”形等效電路第41頁(yè)/共93頁(yè)42圖3.15 變壓器的“”形等效電路第42頁(yè)/共93頁(yè)43圖3.16 變壓器的簡(jiǎn)化等效電路第43

19、頁(yè)/共93頁(yè)44圖3.17 感性負(fù)載時(shí)變壓器的相量圖第44頁(yè)/共93頁(yè)453.3. 變壓器參數(shù)的測(cè)定從上節(jié)可知，當(dāng)用基本方程式、等效電路或相量圖分析變壓器的運(yùn)行性能時(shí)，必須知道變壓器的參數(shù)。這些參數(shù)直接影響變壓器的運(yùn)行性能，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，可根據(jù)使用的材料及結(jié)構(gòu)尺寸把它們計(jì)算出來，而對(duì)已制成的變壓器，可用試驗(yàn)的方法求得。第45頁(yè)/共93頁(yè)46空載試驗(yàn)（低壓側(cè)）試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康?測(cè)定變壓器的空載電流測(cè)定變壓器的空載電流I0、變比變比k、 鐵損耗鐵損耗 及勵(lì)磁阻抗及勵(lì)磁阻抗Zm=rm+jxm。圖3.18 變壓器空載試驗(yàn)接線圖Fep第46頁(yè)/共93頁(yè)470Fepp第47頁(yè)/共93頁(yè)48實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定

20、變壓器的 和 、 。圖3.19 變壓器短路試驗(yàn)接線圖短路試驗(yàn)（高壓側(cè)）kZcup記錄室溫ku第48頁(yè)/共93頁(yè)49cukpp第49頁(yè)/共93頁(yè)50175111100%100%NkCkrNNkkxNIRuUIXuU第50頁(yè)/共93頁(yè)513.3. 變壓器的運(yùn)行特性電壓變化率(1)負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓的變化222(0)(0),;(0),UU當(dāng)變壓器帶阻性負(fù)載和阻感性負(fù)載時(shí)為正值這時(shí)二次端電壓比空載時(shí)低 帶阻容性負(fù)載時(shí)可能為正也可能為負(fù)值.第51頁(yè)/共93頁(yè)52 電壓變化率是指一次側(cè)加50Hz額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后在某功率因數(shù)下的二次電壓之差，與二次額定電壓的比值，即 (2)電壓變化率%100

21、%1001212220NNNUUUUUUU 電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。第52頁(yè)/共93頁(yè)53kr1ULZkx1I2U1NUoBACEFD22212221212cossincossinNkkUUOAOCODOCCDCFFDCFBEBCABI rI x1 kI r1kjI xOAOD可以用簡(jiǎn)化相量圖求U第53頁(yè)/共93頁(yè)54kr1ULZkx121212cossinNkkUUI rI x1I2U1NUoBACEFD2221 kI r1kjI x可以用簡(jiǎn)化相量圖求U121122111100%cossin100%NN kNkNNNUUIrIxUUUU1I

22、NII第54頁(yè)/共93頁(yè)55121122111100%cossin%100NN kNkNNNUUIrIxUUUU可以看出：(1)純阻性負(fù)載時(shí)，2=0， U為正；(2)感性負(fù)載時(shí)， 20，U為正；(3)容性負(fù)載， 20，U可正可負(fù)。實(shí)際運(yùn)行中一般是感性負(fù)載， 端電壓下降58%。22(1)NUU U第55頁(yè)/共93頁(yè)56、變壓器的效率與效率特性效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。%10012PP一、變壓器的損耗變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。 鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗。基本鐵損耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦

23、流損耗等。 鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故也稱為不變損耗。0Fepp在額定電壓下測(cè)得的空載損耗主要是鐵損：第56頁(yè)/共93頁(yè)57 銅損耗也分基本銅損耗和附加銅損耗?；俱~損耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括因集膚效應(yīng)引起的損耗以及漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。 銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。21CukpI r短路實(shí)驗(yàn)電流額定：21kNN kpIr在任意負(fù)載下：22211NkkNCukpI rIrp（） 第57頁(yè)/共93頁(yè)58222222222UcosUcoscosNPIIS20220(1)100%coskNNkNppSpp不考慮

24、變壓器副邊電壓的變化，即認(rèn)為不考慮變壓器副邊電壓的變化，即認(rèn)為U2=U2N不變：不變：12112%100%1001%100FeCuFeCuFeCuPppppPPPPpp二、效率第58頁(yè)/共93頁(yè)59當(dāng)原繞組外施電壓 和副繞組的負(fù)載功率因數(shù)不變時(shí)， 變壓器效率隨負(fù)載電流變化的規(guī)律。 f(I2) 或=f(),稱為變壓器的效率特性。.0max第59頁(yè)/共93頁(yè)60 即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時(shí),變壓器效率最大：:, 0率的條件則有變壓器產(chǎn)生最大效令dd2k0mNPP或0kmNPP%100)2cos21 (020maxPSPNm為了提高變壓器的運(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些第

25、60頁(yè)/共93頁(yè)613.3. 三相變壓器的連接組別電力系統(tǒng)均采用三相制，所以三相變壓器被廣泛用于輸配電及各種電氣設(shè)備。電力系統(tǒng)中三相電壓是對(duì)稱的，三相變壓器各相的參數(shù)是相同的，通常所接負(fù)載亦對(duì)稱（即三相負(fù)載阻抗相同），這時(shí)三相變壓器的一、二次繞組均為三相對(duì)稱電路。第61頁(yè)/共93頁(yè)62 三相變壓器的磁路系統(tǒng)可分為各相磁路獨(dú)立和各相磁路相關(guān)兩大類。 磁路獨(dú)立的三相變壓器組或稱三相組式變壓器:1W2Ww1V2Vv1U2Uu一、 三相變壓器的磁路系統(tǒng)第62頁(yè)/共93頁(yè)63 各相磁路相關(guān)的三鐵心柱變壓器：0WVU中間鐵心柱的主中間鐵心柱的主磁通為三相主磁磁通為三相主磁通的總和可以省通的總和可以省去鐵心

26、柱。去鐵心柱。 為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，將三個(gè)鐵為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，將三個(gè)鐵芯柱排在一個(gè)平面磁路芯柱排在一個(gè)平面磁路長(zhǎng)短不一，長(zhǎng)短不一， 勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流占很小比例，占很小比例， 影響不影響不大。大。 第63頁(yè)/共93頁(yè)64心式磁路變壓器特點(diǎn)是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。特點(diǎn)是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。1U2U1u2u1V2V1v2v1W2W1w2wuvw第64頁(yè)/共93頁(yè)65 繞組的端點(diǎn)標(biāo)志與極性： 首先，我們來了解一下變壓器出線端的標(biāo)志符號(hào)：繞組名繞組名 單相變壓器單相變壓器三相變壓器三相變壓器首首 端端末末 端端首首 端端末末 端端中中 點(diǎn)點(diǎn)高壓繞組高壓繞組U1U2U1V1W1U2V2W2N低壓繞組低壓繞組u1u2u

27、1v1w1 u2v2w2n二、三相變壓器的電路-繞組聯(lián)結(jié)組別第65頁(yè)/共93頁(yè)66 （一）三相繞組的聯(lián)結(jié)法： 對(duì)于三相變壓器，不論是高壓繞組還是低壓繞組，我國(guó)主要采用星形連接（Y連接）和三角形連接（D連接）兩種。有中性點(diǎn)時(shí)用YN、ZN表示。 星形連接方式：以高壓繞組為例，把三相繞組的個(gè)末端U2V2W2連在一起，結(jié)成中點(diǎn)，而把它們的三個(gè)首端U U1 1、V1、W1引出，便是星形連接，以符號(hào)Y表示。 三角形連接方式：如果把一相的末端和另一相首端連接起來，順序形成一閉合電路，稱為三角形連接，用D D表示。 注意：相應(yīng)的是對(duì)于低壓側(cè)而言，用 y,dy,d表示。第66頁(yè)/共93頁(yè)67單相變壓器的極性*1

28、U2U1u2u*1U2U1u2u1U2U1u2u一、二次繞組的同名端同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)同相位。*1u2u1U2U1u2u*1U2U*1U2U1u2u一、二次繞組的同名端異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)反相位。聯(lián)結(jié)組 I,I0聯(lián)結(jié)組 I,I6a） d）b） c）（二）單相變壓器的聯(lián)結(jié)組別第67頁(yè)/共93頁(yè)68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。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端標(biāo)志有關(guān)，而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

29、式有關(guān)。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、二次側(cè)線電理論和實(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)（電壓）的相位差總是動(dòng)勢(shì)（電壓）的相位差總是300的整數(shù)倍。因此可以采用時(shí)鐘表的整數(shù)倍。因此可以采用時(shí)鐘表示法示法 作為時(shí)鐘的分針，指向作為時(shí)鐘的分針，指向12點(diǎn)，點(diǎn)， 作為時(shí)鐘的時(shí)針，作為時(shí)鐘的時(shí)針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號(hào)。組別號(hào)的數(shù)字乘以其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號(hào)。組別號(hào)的數(shù)字乘以300，就是二次繞組的線電動(dòng)勢(shì)滯后于一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)的相位角。就是二次繞組的線電動(dòng)勢(shì)滯后于一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)的相位角。UVEuvE（三）三相變壓器聯(lián)結(jié)組別

30、第68頁(yè)/共93頁(yè)69 當(dāng)各相繞組同鐵心柱時(shí)，Y，y接法有兩種情況。 1 1）、高、低壓繞組同極性端有相同的首端標(biāo)志，高、低壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相位相同，則高、低壓繞組對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)和也同相位，其聯(lián)結(jié)組為Y，y0。 2）、同極性端有相異的端點(diǎn)標(biāo)志，高、低壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相位相反，則對(duì)應(yīng)的線電動(dòng)勢(shì)和相位也相反，因此其聯(lián)結(jié)組為Y，y6。第69頁(yè)/共93頁(yè)70同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì) 和 也同相位，聯(lián)結(jié)組別為Y，y0。1、Y，y連接UVEuvE第70頁(yè)/共93頁(yè)71若高壓繞組三相標(biāo)志不變，在若高壓繞組三相標(biāo)志不變，在Y,y0聯(lián)結(jié)組基礎(chǔ)上，低壓聯(lián)結(jié)組基礎(chǔ)上，低壓繞組三相標(biāo)志依次右移繞組三相

31、標(biāo)志依次右移(w1u1v1) ，可以得到，可以得到Y(jié),y4聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)組組; 再次右移再次右移(v1w1u1) ，可以得到可以得到Y(jié),y8 聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組。第71頁(yè)/共93頁(yè)72U1U1V1Y/Y6在在Y,y0基礎(chǔ)上，如果高基礎(chǔ)上，如果高/低壓繞組對(duì)應(yīng)端是異名低壓繞組對(duì)應(yīng)端是異名端，可得到端，可得到Y(jié)，y6V1W1u1 v1 w1W1 v1126第72頁(yè)/共93頁(yè)73若高壓繞組三相標(biāo)志不變，在若高壓繞組三相標(biāo)志不變，在Y,y6聯(lián)結(jié)組基礎(chǔ)上，低壓聯(lián)結(jié)組基礎(chǔ)上，低壓繞組三相標(biāo)志依次右移，可以得到繞組三相標(biāo)志依次右移，可以得到Y(jié),y10、Y,y2聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)組組別。別。第73頁(yè)/共93頁(yè)742、Y，d連接UV

32、EuvE 同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì) 和 相差3300，連接組別為Y，d11。第74頁(yè)/共93頁(yè)75若高壓繞組三相標(biāo)志不變，在Y，d11基礎(chǔ)上，低壓繞組三相標(biāo)志依次右移，可以得到Y(jié),d3、Y,d7聯(lián)結(jié)組別。2、Y，d連接第75頁(yè)/共93頁(yè)762、Y，d連接同理，若改變2次側(cè)聯(lián)結(jié)順序，可得到Y(jié),d1聯(lián)結(jié)組第76頁(yè)/共93頁(yè)77若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),d5連接組。2、Y，d連接第77頁(yè)/共93頁(yè)78若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),d9連接組別。2、Y，d連接第78頁(yè)/共93頁(yè)79 總之，對(duì)于Y，y（或D，d）連

33、接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個(gè)偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個(gè)奇數(shù)組別。 變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運(yùn)行，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0連接組為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別。 其中前三種最為常用：Y,yn0 連接的二次繞組可以引出中線，成為三相四線制，用作配電變壓器時(shí)可兼供動(dòng)力和照明負(fù)載。Y,d11連接用于低壓側(cè)電壓超過400V的線路中。YN,d11連接主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側(cè)可以接地。第79頁(yè)/共93頁(yè)80 提高供電的可靠性；提高供電的可靠性； 負(fù)荷變化較大，

34、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)； 可以減少變壓器的儲(chǔ)備容量?？梢詼p少變壓器的儲(chǔ)備容量。 u1 u2 T1 T2 3.7 三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行第80頁(yè)/共93頁(yè)811. 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。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：規(guī)定：電壓比之差電壓比之差0.5%(平均電壓比平均電壓比)2. 聯(lián)結(jié)組別相同，以保證二次空載電壓相位相同。聯(lián)結(jié)組別相同，以保證二次空載電壓相位相同。 一、并聯(lián)運(yùn)行的理想狀態(tài)3. 短路