項目1.4變壓器的連接組別的判定

1、三相變壓器一、二次繞組不同的連接組別，導致一、二次繞組相應的電動勢（線電壓）的相位差也就不同，它是三相變壓器并聯(lián)運行必不可少的條件之一。而單相變壓器的連接組別是三相變壓器連接組的基礎。任務任務1.4 變壓器的連接組別的判定變壓器的連接組別的判定任務導入任務導入繞組的端點標志與極性： 首先，我們來了解一下變壓器出線端的標志符號：繞組名稱 單相變壓器 三相變壓器 中性點 首端 末端首端 末端高壓繞組AXA、B、CX、Y、ZN低壓繞組axa、b、c x、y、zn1.4.1 變壓器繞組的同名端 同極性(名)端：由于變壓器高、低壓繞組交鏈著同一主磁通，當某一瞬間高壓繞組的某一端為正電位時，在低壓繞組上必

2、有一個端點的電位也為正，則這兩個對應的端點稱為同極性端，并在對應的端點上用符號“”標出。1.4.1 變壓器繞組的同名端 當電流流入(或流出）兩個線圈時，若產生的磁通方向相同，則兩個流入(或流出）端稱為同極性端。 AXax Aax或者說，當鐵心中磁通變化時，在兩線圈中產生的感應電動勢極性相同的兩端為同極性端。 同極性端用“”表示。增加+同極性端和繞組的繞向有關。 1.4.1 變壓器繞組的同名端 注意：注意：繞組的極性只決定于繞組的繞向，與繞組首、尾端的標志無關。規(guī)定繞組電動勢的正方向為從首端指向末端。當同一鐵心柱上高、低壓繞組首端的極性相同時，其電動勢相位相同，如圖所示。當首端極性不同時，高、低

3、壓繞組電動勢相位相反，如圖：1.4.1 變壓器繞組的同名端 各繞組電動勢參考方向都統(tǒng)一規(guī)定從首端指向末端（當然也可以用電壓來表示），高壓繞組電動勢即從 到 為 ，低壓繞組電動勢即從 到 為 ，為了簡單，分別用 和 來表示。AXAXEaxaxEAEaE1.4.1 變壓器繞組的同名端（a）繞向相同標號相同（）繞向相同標號相同（b）繞向相同標號相反（）繞向相同標號相反（c）繞向相反標號相同（）繞向相反標號相同（d）繞向相反標號相反）繞向相反標號相反高高低低壓壓繞繞組組標標號號及及電電動動勢勢相相位位關關系系圖圖1.4.1 變壓器繞組的同名端單相變壓器的聯(lián)結組： 標志單相變壓器高、低壓繞組的相位關系，

4、國際上都采用時鐘表示法時鐘表示法。1.4.2 單相變壓器的連接組別 所謂時鐘表示法，就是把電動勢相量圖中的高壓繞組電動勢 看作為時鐘的長針，永遠指向鐘面上的“12”，低壓繞組電動勢 看作為時鐘的短針，短針指向鐘面上的哪個數字，該數字就為變壓器連接組別的標號，若它指向鐘面上的“12”，該單相變壓器連接組別標號為“0”；若 指向“6”，連接組別標號為“6”。羅馬數字“ ”表示高、低壓邊都是單相。 AEaEaEI1.4.2 單相變壓器的連接組別 如圖所示：對于單相變壓器，由于單相變壓器只有相電勢的相位關系，所以單相變壓器的連接組別只有I,I0 和I,I6 兩種。 當高、低壓繞組電動勢相位相同時，聯(lián)結

5、組為I,I0， 當高、低壓繞組電動勢相位相反時，其聯(lián)結組為I,I6。單相變壓器的聯(lián)結組號：1.4.2 單相變壓器的連接組別磁路系統(tǒng)一、組式磁路變壓器二、心式磁路變壓器特點是：三相磁路彼此無關聯(lián)。特點是：三相磁路彼此有關聯(lián)。CZCBYBAXAAXaxBYbyCZczABC1.4.3 三相變壓器的連接 與三相組式變壓器比較，三相心式變壓器的材料消耗較少、價格便宜、占地面積亦小，維護比較簡單；但對大型和超大型變壓器，為了便于制造和運輸，并減少電站的備用容量，往往采用三相組式變壓器。a)a)單相心式鐵心的合并單相心式鐵心的合并 b)b)鐵心的演變鐵心的演變 c)c)三相心式鐵心三相心式鐵心 1.4.3

6、 三相變壓器的連接 三相心式變壓器的三個鐵心柱上分別套有A相、B相和C相的高壓和低壓繞組，三相共六個繞組，如圖所示。為絕緣方便，常把低壓繞組套在里面、靠近心柱，高壓繞組套裝在低壓繞組外面。三相繞組常用星形聯(lián)結(用Y或y表示)或三角形聯(lián)結(用或D或d)表示。星形聯(lián)結是把三相繞組的三個首端A、B、C引出，把三個尾端X、Y、Z聯(lián)結在一起作為中點。三角形聯(lián)結是把一相繞組的尾端和另一相繞組的首端相聯(lián)，順次聯(lián)成一個閉合的三角形回路，最后把首端A、B、C引出。電路系統(tǒng)1.4.3 三相變壓器的連接1.4.3 三相變壓器的連接 三相變壓器與單相變壓器不同，除了相電勢的相位關系外，還有線電勢的相位關系；高、低壓繞

7、組線電勢之間的相位關系，除了決定于高、低壓繞組的繞向及標志方法外，還決定于三相繞組的連接方式。 三相變壓器高、低壓各有三個繞組，不論高壓繞組還是低壓繞組，最常用的接線方式有兩種：星形接法Y(y)和和三角形接法D(d) 。同一鐵心柱上的高、低壓繞組，可以繞向相同或不同，可以是同相的或不同相的。1.4.3 三相變壓器的連接xyzabcABCXYZYBEABEabExaEybEzcEZCEXAExyzabcABCXYZYBEABEabExaEybEzcEZCEXAE 三相變壓器繞組的標定和極性 一、二次繞組可分別連接成“Y”形或“”形，常稱星形接法或角形接法。1.4.3 三相變壓器的連接（a）接線圖

8、）接線圖 （b）相量圖）相量圖Y接法的接線圖和相量圖00 EEA0120 EEB0240 EEC相電動勢 BAABEEECBBCEEEACCAEEE線電動勢 1.4.3 三相變壓器的連接a）接線圖）接線圖 （b）相量圖）相量圖三角形接法的接線圖和相量圖BABEECBCEEACAEE線電勢與相電勢的關系 1.4.3 三相變壓器的連接（a）接線圖）接線圖 （b）相量圖）相量圖三角形接法的接線圖和相量圖(另一情況)AABEEBBCEECCAEE線電勢與相電勢的關系 1.4.3 三相變壓器的連接組別的組別的“時鐘標定時鐘標定”法法 由于三相變壓器的一、二次則均為三相對稱連接。無論接成“Y”形還是“”形

9、，可以證明同一相的一、二次對應端的線電勢的相位差總是“30度”的倍數。變化一個周期為“12點”，正好與時鐘的整點指示完全一致，故稱三相變壓器的聯(lián)接組別為“1點聯(lián)接，2點聯(lián)接12點（或0點） 規(guī)定為：取定一、二次繞組對應線電勢比較，將A點與a點重合作“時鐘軸心”，從向量沿順時針方向轉到向量，轉過的角度除以30，就是其聯(lián)接組別的點數。1.4.3 三相變壓器的連接 三相繞組無論采用什么連接法，一、二次側線電動勢的相位差總是30的倍數，因此采用鐘表面上12個數字來表示。把高壓側線電動勢的相量作為分針，始終指著“12”這個數字，而以低壓側線電動勢的相量作為時針，它所指的數字即表示高、低壓側線電動勢相量間

10、的相位差，這個數字稱為三相變壓器連接組的“標號”。時鐘表示法1.4.3 三相變壓器的連接ABEabE 對于三相變壓器，連接組別是指高、低壓繞組對應的線電動勢（線電壓）之間的相位差，如 與 之間的相位差。 連接組標號書寫的形式是：用大、小寫英文字母Y或y分別表示高、低壓繞組星形連接；D或d分別表示高、低壓三角形連接；在英文字母后邊寫出時鐘序數。 1.4.3 三相變壓器的連接確定三相變壓器連接組標號的具體步驟如下：（1）在繞組連接圖上標出高、低壓各個繞組的相電動勢與線電動勢；（2）按照高壓繞組連接方式，首先畫出高壓繞組電動勢相量位形圖；（3）根據同一鐵心柱上的高、低壓繞組的相位關系，先確定低壓繞組

11、的相電動勢相位；然后按照低壓繞組的接線方式，畫出低壓繞組電動勢相量圖（注意，將A和a重合）；（4）由高、低壓繞組電動勢相量圖中 與 的相位關系，根據時鐘表示法的規(guī)定來確定連接組標號。ABEabE1.4.3 三相變壓器的連接三相變壓器組別的確定，主要通過相量圖法和規(guī)律歸納法判定結論：該變壓器的連接組別是Y，y0或Y，y12 1.4.3 三相變壓器的連接（a）接線圖）接線圖 （b）相量圖）相量圖連接組Y，y0（Y，y12）1.4.3 三相變壓器的連接Y/Y聯(lián)接的基本規(guī)律 當一、二次首、尾標號對應相同，同名端位置相同（同極性），稱一一對應，此時的一、二次相量完全重合，指向相同，接法為“12點”。 一

12、次側標定不變（變壓器一次則由電網輸入的三相對稱電源確定），同名端不變，二次側首尾標號順移一個心柱，相位增加120度，即沿時鐘順移4點。1.4.3 三相變壓器的連接Y/聯(lián)接組別及組別變化規(guī)律 結論：該變壓器的連接組別是Y/-111.4.3 三相變壓器的連接連接組Y，d1（a）接線圖）接線圖 （b）相量圖）相量圖1.4.3 三相變壓器的連接連接組連接組Y，d11（a）接線圖）接線圖 （b）相量圖）相量圖1.4.3 三相變壓器的連接 總之，對于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個偶數組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個奇數組別。1.4.3

13、三相變壓器的連接 標準聯(lián)結組別 理論上，變壓器可以有很多聯(lián)結組別。但實際上，為了避免制造和使用上的混亂，國家標準規(guī)定對單相雙繞組電力變壓器只有I I0聯(lián)結組別一種。 對三相雙繞組電力變壓器規(guī)定只有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五種。 1.4.3 三相變壓器的連接 Yyn0組別的三相電力變壓器用于三相四線制配電系統(tǒng)中，供電給動力和照明的混合負載；Yd11組別的三相電力變壓器用于低壓高于0.4kV的線路中；YNd11組別的三相電力變壓器用于110kV以上的中性點需接地的高壓線路中；YNy0組別的三相電力變壓器用于原邊需接地的系統(tǒng)中；Yy0組別的三相電力變壓器用于供電給三相動力負載

14、的線路中。1.4.3 三相變壓器的連接 要做一個直接測量大電流、高電壓的儀表是很困難的，操作起來也是十分危險的。利用變壓器能改變電壓和電流的功能，制造出特殊的變壓器儀用變壓器（或稱互感器）。把高電壓變成低電壓，就是電壓互感器；把大電流變成小電流，就是電流互感器。 1 1、儀用變壓器、儀用變壓器知識拓展知識拓展使用儀用互感器的目的是：（1）使測量儀表與高電壓、大電流隔離，從而保證儀表和人身的安全；（2）可大大減少測量中能量的損耗，擴大儀表的測量范圍，便于儀表的標準化；（3）廣泛應用于交流電壓、電流、功率的測量中，以及各種繼電保護和控制電路中。電流互感器主要用在電網線路中的大電流測量（a）外形結構

15、圖）外形結構圖 （b）接線圖）接線圖電流互感器1）電流互感器 電流互感器特點：原邊匝數很少（一匝或幾匝），副邊匝數較多；副邊接儀用電流表或其它電流線圈，由于電流線圈阻抗很小，故電流互感器相當于變壓器短路運行。ikNNII1221若忽略勵磁電流，則一、二次電流之比通過選擇適當的匝數比，就可以把大電流變換為小電流。 電流測量值等于電流互感器的讀數乘以電流比（電流比Ki=N2/N1）。原邊額定電流為1015000安，副邊額定電流均采用5安。 電流感感器的誤差：有變比誤差和相位誤差，按其誤差的大小分為五級：0.2、0.5、1.0、3.0、10.0。 電流互感器使用注意：電流互感器在運行、接入、退出時，

16、絕不能使副邊開路，否則會因過高的副邊感應電勢而擊穿繞組，傷及工作人員；為保證安全，副繞組一端必須接地；使用時二次側不宜接過多的儀表，以免影響互感器的準確度。 在供電系統(tǒng)中，為了在供電系統(tǒng)中，為了監(jiān)測高壓電網中的電監(jiān)測高壓電網中的電壓變化情況，就必須壓變化情況，就必須采用電壓互感器，將采用電壓互感器，將其變成標準等級的低其變成標準等級的低壓以供測量儀表使用壓以供測量儀表使用 （a）外形結構圖）外形結構圖 （b）接線圖）接線圖電壓互感器2）電壓互感器 電壓互感器的特點：原邊匝數很多，副邊匝數很少，變比很大；鐵心勵磁工作在線性段；由于接的負載為儀用電壓表，其阻抗很大，相當于空載運行，原邊按不同電網電

17、壓等級設定，其副邊額定電壓均為100伏。實測電壓值為副邊電壓表讀數乘以變比。若忽略漏阻抗壓降，則一、二次電壓之比ukNNUU2121通過選擇適當的匝數比，就可以把高電壓變換為低電壓。 電壓互感器的誤碼差有兩種，變比誤差與相位誤差。變比誤差是由電壓互感器內就阻抗壓降造成，相位誤差則是由其內部的漏抗引起。 按變比誤差的相對值，電壓互感器的精度可分成0.2、0.5、1.0、3.0四種。 電壓互感器注意事項：電壓互感器的副邊不能短路，否則會因過大的繞組電流而燒毀線圈；副繞組（連同鐵心）必須可靠接地，以保證工作人員安全。 普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，而無電的直接聯(lián)系，自耦

18、變壓器的原而無電的直接聯(lián)系，自耦變壓器的原副邊兩種聯(lián)系同時存在。它是一個原副邊兩種聯(lián)系同時存在。它是一個原副邊共用一個線圈，帶有可滑動抽頭副邊共用一個線圈，帶有可滑動抽頭的變壓器，由于調節(jié)電壓方便，在實的變壓器，由于調節(jié)電壓方便，在實驗、試驗中，被廣泛使用。驗、試驗中，被廣泛使用。結構特點 高、低壓側共用部分的線圈稱公共繞組，非公共部分的線圈稱為串聯(lián)繞組。2 2、自耦變壓器、自耦變壓器 外形結構圖與示意圖 繞組接線圖 自耦變壓器的電壓比等于電勢比等于原副邊匝數比，即與變比成正比。自耦變壓器的原邊繞組匝數為N1，副邊繞組匝數為N2，忽略漏抗電勢，可得 ：mfNE1144. 4mfNE2244.

19、4KNNEEUU212121 自耦變壓器輸入、輸出電流比與變比成反比。根據磁勢平衡關系，可知：21III102211)(NIINNNI102211NININI221211IKINNI 自耦變壓器的輸出功率由電磁功率與傳導功率兩部分組成 ：21III222IUS )()(21212222IUIUIIUIUS主要優(yōu)點：由于自耦變壓器的設計容量小于額定容量，故在同樣的額定容量下，自耦變壓器的主要尺寸小，有效材料（硅鋼片和銅線）和結構材料（鋼材）都較節(jié)省，從而降低了成本。有效材料的減少使得銅損耗和鐵損耗也相應減少，故自耦變壓器的效率較高。由于自耦變壓器的尺寸小，重量減輕，故便于運輸和安裝，占地面積也小。和普通雙繞組變壓器比較和普通雙繞組變壓器比較自耦變壓器的主