第 7 章 三相變壓器

1、第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 目前的電力系統(tǒng)，輸配電都是采用三相制，三目前的電力系統(tǒng)，輸配電都是采用三相制，三相變壓器應用最廣泛。相變壓器應用最廣泛。 三相變壓器在對稱負載下運行時，各相的三相變壓器在對稱負載下運行時，各相的電流電流( (電壓電壓) )大小相等，相位相差大小相等，相位相差120 120 度，對任度，對任何一相來說，上一章所得出的基本理論都適用。何一相來說，上一章所得出的基本理論都適用。 本章要講三相變壓器本身的問題，即講述本章要講三相變壓器本身的問題，即講述三相變壓器的磁路結構、聯(lián)結組和磁通波形等。三相變壓器的磁路結構、聯(lián)結組和磁通波形等。 第第 7 7 章章 三相

2、變壓器三相變壓器 7-1三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的磁路系統(tǒng) (Magnetic Circuit)1.1.三相變壓器組：由三個單三相變壓器組：由三個單相變壓器的鐵心組成。相變壓器的鐵心組成。特點：三相磁路彼此無關特點：三相磁路彼此無關 2. 2.三鐵心柱變壓器三鐵心柱變壓器特點：磁路相互關聯(lián)，一特點：磁路相互關聯(lián)，一相磁路以另外兩相磁路作相磁路以另外兩相磁路作為閉合磁路。為閉合磁路。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 變壓器的磁通中除基波磁通外，還含有諧波磁通，變壓器的磁通中除基波磁通外，還含有諧波磁通，其中三的倍數(shù)次諧波在三鐵心柱和三相變壓器組中其中三的倍數(shù)次諧波在三鐵心柱和三相變

3、壓器組中走過的路徑不同。走過的路徑不同。以三相變壓器組為例，由于外以三相變壓器組為例，由于外加三相電壓對稱，三相磁通也加三相電壓對稱，三相磁通也應對稱，所以流過中間鐵心柱應對稱，所以流過中間鐵心柱的磁通總和為零。即：的磁通總和為零。即：0ABC AiBiCiABC33cos3At 0333cos3(120 )cos3Btt 0333cos3(240 )cos3Ctt 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 三相變壓器的磁路結構三相變壓器的磁路結構 一、組式磁路變壓器二、芯式磁路變壓器特點是：三相磁特點是：三相磁路彼此無關聯(lián)。路彼此無關聯(lián)。特點是：三相磁路特點是：三相磁路彼此有關聯(lián)。彼此有關聯(lián)

4、。1W2Ww1V2Vv1U2Uu1U2U1u2u1V2V1v2v1W2W1w2wuvw第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 芯式這種鐵心結構，兩邊兩相磁路的磁阻比中間一相磁阻大芯式這種鐵心結構，兩邊兩相磁路的磁阻比中間一相磁阻大一些。當外加三相電壓對稱時，各相磁通相等，但三相空載一些。當外加三相電壓對稱時，各相磁通相等，但三相空載電流不等，中間那相空載電流小一些。在小容量變壓器中表電流不等，中間那相空載電流小一些。在小容量變壓器中表現(xiàn)較明顯現(xiàn)較明顯, ,一般一般I I0A0A=I=I0C0C= (1.2-1.5) I= (1.2-1.5) I0B0B 在大型變壓器中，其在大型變壓器中，其不

5、平衡度較小。不平衡度較小。 在計算空載電流時，可取三者算術平均值。因為空載電流較在計算空載電流時，可取三者算術平均值。因為空載電流較小，對變壓器負載影響不大，與三相變壓器組比較起來，還小，對變壓器負載影響不大，與三相變壓器組比較起來，還是非常經濟的。是非常經濟的。 比較比較 組式變壓器三相鐵心相互獨立，三相磁路沒有關聯(lián)組式變壓器三相鐵心相互獨立，三相磁路沒有關聯(lián), ,三相磁路三相磁路對稱對稱, ,三相電流平衡三相電流平衡, ,便于拆開運輸便于拆開運輸, ,并可以減少備用容量。并可以減少備用容量。 芯式變壓器鐵心互不獨立，三相磁路互相關聯(lián)；中間相的磁芯式變壓器鐵心互不獨立，三相磁路互相關聯(lián)；中間

6、相的磁路短，磁阻小，勵磁電流不平衡，但對實際運行的變壓器，路短，磁阻小，勵磁電流不平衡，但對實際運行的變壓器，其影響極小。其影響極小。 在相同的在相同的S SN N下，芯式變壓器經濟，省材料，體積小、重量輕。下，芯式變壓器經濟，省材料，體積小、重量輕。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 電路系統(tǒng)電路系統(tǒng)變壓器的端頭標號繞組繞組名稱名稱單相變壓器三相變壓器中性點首端首端末端末端首端首端末端末端高壓高壓繞組繞組AXA、B、CX、Y、ZN低壓低壓繞組繞組axa、b、cx、y、zn中壓中壓繞組繞組AmXmAm、Bm、CmXm、Ym、ZmNm第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 繞組的標志方式

7、繞組的標志方式一、單相變壓器的極性在本教材中，是利用電勢在本教材中，是利用電勢 來比較相位來比較相位E同名端：即同極性端，在繞組中產生感應電動同名端：即同極性端，在繞組中產生感應電動 勢的瞬時實際方向相同，同極性端與勢的瞬時實際方向相同，同極性端與 繞組繞向有關，用繞組繞向有關，用“ ”“ ”表示。表示。AEAEaEaE4312m4312m第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 1. 1. 單相變壓器繞組標志（單相變壓器繞組標志（I I，I I） 把高壓繞組電動勢相量看作為時鐘的分 針，指向數(shù)字12，把低壓繞組電動勢相 量看作為時針，指向的數(shù)字即為鐘點數(shù)。高壓繞組：首端標記為A，尾端標記 為

8、X低壓繞組：首端標記為a， 尾端標記 為x 采用時鐘法后，不必考慮繞組繞向，只要看變壓器連接組標號即可知高低壓繞組電動勢的相位關系。 時鐘法時鐘法第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 連接組標號連接組標號, 0I I2 2 單相變壓器連接組標號單相變壓器連接組標號mAXaxAEaEAEaE, 0I I第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 連接組標號連接組標號, 6I I2 2 單相變壓器連接組標號單相變壓器連接組標號mAXaxAEaEAEaE, 6I I第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 (3)用時鐘表示法 規(guī)定 矢量始終指向12點位置。 若 也在0位置則同相位，表示為I I0

9、若 也在6位置則反相位，表示為I I6AEaEaE2.2.單相變壓器的聯(lián)結組別單相變壓器的聯(lián)結組別(1)當A, a為同名端 （簡化 ）與 （簡化 ）為同相位。AXEAEaxEaE(2)當A, a為異名端 與 為反相位。AEaE第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 一、單相變壓器的極性*1U2U1u2u*1U2U1u2u1U2U1u2u)I , I(I/I012連接組別為)I,I(I/I66 連連接接組組別別為為一、二次繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端同標志時，一、二次繞組同標志時，一、二次繞組的電動勢同相位。的電動勢同相位。*1u2u1U2U1u2u*1U2U*1U2U1u2u一、二次

10、繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端異標志時，一、二次繞組異標志時，一、二次繞組的電動勢反相位。的電動勢反相位。7-2 三相變壓器的聯(lián)結組第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 二、三相變壓器的連接組別連接組別連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動勢（或：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動勢（或線電壓）的相位關系。線電壓）的相位關系。三相變壓器的三相變壓器的連接組別連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標志有不僅與繞組的繞向和首末端標志有關，而且還與三相繞組的連接方式有關。關，而且還與三相繞組的連接方式有關。理論和實踐證明，無論采用怎樣的連接方式，一、二次側線電理論和實踐證明，無論采

11、用怎樣的連接方式，一、二次側線電動勢（可電壓）的相位差總是動勢（可電壓）的相位差總是30300 0的整數(shù)倍。因此可以采用時鐘的整數(shù)倍。因此可以采用時鐘表示法表示法 作為時鐘的分針，指向作為時鐘的分針，指向1212點，點， 作為時鐘的時作為時鐘的時針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號。組別號的數(shù)字乘針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號。組別號的數(shù)字乘以以30300 0，就是二次繞組的線電動勢滯后于一次側電動勢的相位角。，就是二次繞組的線電動勢滯后于一次側電動勢的相位角。UVEuvE第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 從三個相繞組首端A、B、C通入電流，產生的各相磁通的方向指向同一個磁路

12、節(jié)點，此時A、B、C三端點就是同極性端。三相繞組加三相對稱電壓時，其磁通總和必為零，即0ABC 對于三鐵心柱三相變壓器，不僅每相的原、副邊繞組間存在極性端問題，而且三相繞組間存在相間極性問題。高壓繞組:首端 A、B、 C，尾端 X、Y、 Z，中線 N 低壓繞組:首端 a、b、c，尾端 x、y、z，中線 n 三相變壓器繞組標志三相變壓器繞組標志xaAXBYbyCZczABC第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 三相繞組的標志方法：三相繞組的標志方法：xaAXBYbyCZcz1 1）三相變壓器原副邊繞組同名端標為首端）三相變壓器原副邊繞組同名端標為首端2 2）三相變壓器原副邊繞組異名端標為首端

13、）三相變壓器原副邊繞組異名端標為首端xaAXBYbyCZcz3 3）同一鐵心柱上的原副繞組標以不同相的標號，）同一鐵心柱上的原副繞組標以不同相的標號，但原副邊的相序必須一致但原副邊的相序必須一致xaAXBYbyCZcz第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 (1)(1)時鐘表示法時鐘表示法 將一次側的某線電將一次側的某線電勢固定在勢固定在0 0點，二次點，二次側對應相的線電勢側對應相的線電勢所指的位置所指的位置( (小時數(shù)小時數(shù)) )可以用來表示二者可以用來表示二者之間的相位差，即之間的相位差，即可以用來表征聯(lián)結可以用來表征聯(lián)結組。組。 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 連接組別可以

14、用相量圖來判斷：連接組別可以用相量圖來判斷：若高壓繞組三相標志不變，低若高壓繞組三相標志不變，低壓繞組三相標志依次后移，可壓繞組三相標志依次后移，可以得到以得到Y,y4Y,y4、Y,y8Y,y8連接組別。連接組別。1 1、Y Y，y y連接連接UVEuvE 同名端在對應端，對應的同名端在對應端，對應的相電動勢同相位，線電動勢相電動勢同相位，線電動勢 和和 也同相位，連接組別為也同相位，連接組別為Y Y，y0y0。同理，若異名端在對應端，可同理，若異名端在對應端，可得到得到Y Y，y6y6、Y,y10Y,y10和和Y,y2Y,y2連接連接組別。組別。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 若高

15、壓繞組三相標志不變，低若高壓繞組三相標志不變，低壓繞組三相標志依次后移，可壓繞組三相標志依次后移，可以得到以得到Y,d3Y,d3、Y,d7Y,d7連接組別。連接組別。2 2、Y Y，d d連接連接-11-11UVEuvE 同名端在對應端，對應的相同名端在對應端，對應的相電動勢同相位，線電動勢電動勢同相位，線電動勢 和和 相差相差3303300 0，連接組別，連接組別為為Y Y，d11d11。同理，若異名端在對應端，可同理，若異名端在對應端，可得到得到Y Y，d5d5、Y,d9Y,d9和和Y,d1Y,d1連接連接組別。組別。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 ABCXYZ1 1、星形接法、

16、星形接法 Y(YY(Y或或y)y)相、線電動勢關系：相、線電動勢關系：ABABBCBCCACAEEEEEEEEE相電動勢：相電動勢：AEBECE、線電動勢：線電動勢：ABEBCECAE、三相繞組接法三相繞組接法ABCAEBECEXYZABEBCECAE第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 ZACYXBCECZAXAEBYBEAAEX BBEYCZCEABABCBCACEEEEEEABBBCCCAAEEEEEE 三角形接法三角形接法 (D(D或或 d)d)ZACYXBAEABE第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 若高壓繞組三相標志不變，若高壓繞組三相標志不變，低壓繞組三相標志依次后移，

17、低壓繞組三相標志依次后移，可以得到可以得到Y,d5Y,d5、Y,d9Y,d9連接組連接組別。別。3 3、Y Y，d d連接連接-1-1UVEuvE同名端在對應端，對應的同名端在對應端，對應的相電動勢同相位，線電動相電動勢同相位，線電動勢勢 和和 相差相差30300 0，連接，連接組別為組別為Y Y，d1d1。同理，若異名端在對應端，同理，若異名端在對應端，可得到可得到Y Y，d7d7、Y,d11Y,d11和和Y,d3Y,d3連接組別。連接組別。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 第第 7 7 章章 三相變

18、壓器三相變壓器 （1）鐘表法）鐘表法步驟：步驟： 根據接線圖畫出一次側相量圖，并找出線電勢根據接線圖畫出一次側相量圖，并找出線電勢E EABAB的相位。的相位。 注：注：I.I.無論是無論是Y Y形或形或形連接，形連接，E EABAB均為由均為由A A指向指向B B的相量，一的相量，一般為方便起見，般為方便起見，A A指向指向B B的方向為垂直向上。的方向為垂直向上。 II. II. 強迫強迫A A、a a同電位。同電位。 III.III.原、副方的相序要正確，即順鐘向讀原、副方的相序要正確，即順鐘向讀a.b.c.a.b.c.或或A.B.CA.B.C（也含（也含x.y.zx.y.z等）。等）。

19、 IV. IV. 凡凡形聯(lián)結時，必須標出首末端和相電壓的方向（即末形聯(lián)結時，必須標出首末端和相電壓的方向（即末端指向首端）端指向首端）-屬正方向問題。屬正方向問題。 V.V. 畫完相量圖時，應該有三組兩兩平行的相量，只需看畫完相量圖時，應該有三組兩兩平行的相量，只需看a a指指向向b b 的射線方向就是幾點鐘即聯(lián)結組組號了！的射線方向就是幾點鐘即聯(lián)結組組號了！ VI. VI. 原、副方連接相同時的組號是偶數(shù)，否則是奇數(shù)。原、副方連接相同時的組號是偶數(shù)，否則是奇數(shù)。 對照兩側的繞組繞向和標號，根據接線圖畫出二次側的相量對照兩側的繞組繞向和標號，根據接線圖畫出二次側的相量圖。圖。 二次側的相電勢與

20、一次側同一鐵心柱上的繞組的相電勢同相二次側的相電勢與一次側同一鐵心柱上的繞組的相電勢同相或者反相?；蛘叻聪?。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 （2 2）重心重合法）重心重合法 分別做出一、二次側的相量圖；三角形聯(lián)結時要分別做出一、二次側的相量圖；三角形聯(lián)結時要注意繞組的首位端，并畫成三角形相量圖。注意繞組的首位端，并畫成三角形相量圖。 將一、二次側相量圖重心將一、二次側相量圖重心O O和和Q Q重合，比較重合，比較OAOA和和QaQa的相對方位，即可確定聯(lián)結組別。的相對方位，即可確定聯(lián)結組別。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 總之，對于總之，對于Y Y，y y（或（或D D，d

21、 d）連接，可以得到）連接，可以得到0 0、2 2、4 4、6 6、8 8、1010等六個偶數(shù)組別；而等六個偶數(shù)組別；而Y Y，d d（或（或D D，y y）連接，可以得到）連接，可以得到1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111等六個奇數(shù)組別。等六個奇數(shù)組別。 變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運行，國變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運行，國家標準規(guī)定，家標準規(guī)定，Y Y，yn0yn0、Y Y，d11d11、YNYN，d11d11、Y,z11,D,z0連接連接組為三相雙繞組電力變壓器的標準連接組別。組為三相雙繞組電力變壓器的標準連接組別。 其中前三種最為常用：其中前三種最

22、為常用：Y,yn0Y,yn0 連接的二次繞組可以引出中連接的二次繞組可以引出中線，成為三相四線制，用作配電變壓器時可兼供動力和照明負線，成為三相四線制，用作配電變壓器時可兼供動力和照明負載。載。Y,d11Y,d11連接用于低壓側電壓超過連接用于低壓側電壓超過400V400V的線路中。的線路中。YN,d11YN,d11連連接主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側可以接地。接主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側可以接地。有有z z形形的聯(lián)結適用于防雷性能較高的變壓器的聯(lián)結適用于防雷性能較高的變壓器 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 7-3 變壓器勵磁電流、磁通和電勢波形 1 1、

23、勵磁電流和磁通波形關系、勵磁電流和磁通波形關系 變壓器中的電勢變壓器中的電勢e ep p由磁通變化由磁通變化(d/dt)(d/dt)引起，當引起，當 為正弦時，為正弦時，e ep p為相位上滯后為相位上滯后9090度的正弦函數(shù)；度的正弦函數(shù)；若若非正弦時，非正弦時，e ep p將發(fā)生畸變，這是應當避免的。將發(fā)生畸變，這是應當避免的。下面討論如何獲得正弦下面討論如何獲得正弦。 勵磁電流勵磁電流i im m產生磁勢產生磁勢F Fm m，F(xiàn) Fm m在鐵心中產生磁通在鐵心中產生磁通。的波形由的波形由i im m的波形決定。的波形決定。 當磁路不飽和時，當磁路不飽和時，和和i im m是直線關系。即正

24、弦的是直線關系。即正弦的由正弦由正弦i im m產生。產生。 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 l當磁路飽和時，當磁路飽和時，和和i im m是不再是直線關系。正是不再是直線關系。正弦的弦的i im m無法產生正弦的無法產生正弦的，只能產生平頂波的只能產生平頂波的。 l正弦的正弦的必須由尖頂?shù)谋仨氂杉忭數(shù)膇mim產生。產生。 l尖頂?shù)募忭數(shù)膇mim中除了基波分中除了基波分量量i i0101外，還有較大的外，還有較大的3 3次次諧波分量諧波分量i i0303等等 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 結論：結論： 不飽和時，正弦的不飽和時，正

25、弦的由正弦由正弦imim產生。飽和產生。飽和時，正弦的時，正弦的必須由尖頂?shù)谋仨氂杉忭數(shù)膇mim產生。如果產生。如果imim仍為正弦，則產生仍為正弦，則產生的是平頂波。的是平頂波。 平頂平頂?shù)闹泻休^大的的中含有較大的3 3次諧波磁通，如果次諧波磁通，如果不加以抑制，將產生含有不加以抑制，將產生含有3 3磁諧波的感應電磁諧波的感應電勢。勢。 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響 i i0 0中有無中有無i i0303 , ,看電路連接中有無看電路連接中有無i i0303通路，通路，Y Y連接中，無連接中，無i

26、 i0303通通路路,i,i0 0為正弦波為正弦波;YN;YN或或D D連接連接,i,i0303可以在繞組中流過，可以在繞組中流過，i i0 0為尖頂波。為尖頂波。 單相變壓器，當磁路飽和時，單相變壓器，當磁路飽和時，u u1 1為正弦波，為正弦波，和和e e1 1也是正弦也是正弦波，而波，而i i0 0為尖頂波為尖頂波分解為基波分解為基波i i0101和三次諧波和三次諧波i i0303（忽略其它（忽略其它高效次諧波）（都有自己的回路）。高效次諧波）（都有自己的回路）。 對三相變壓器，由于繞組的連接方式不同，對三相變壓器，由于繞組的連接方式不同，i i0 0 中可能中可能i i0303 ，使使

27、和和e e1 1為非正弦波為非正弦波同樣可分解為基波和三次諧波（忽略其同樣可分解為基波和三次諧波（忽略其它高效次諧波）它高效次諧波） 。 中有無中有無3 3 ，看磁路結構，三相組式變壓器，看磁路結構，三相組式變壓器， 3 3可以可以在鐵心中流過，在鐵心中流過， 為平頂波；三相心式變壓器，為平頂波；三相心式變壓器， 3 3不能在鐵不能在鐵心中流過，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，心中流過，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3 3很小，很小， 基本為正弦波。基本為正弦波。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 三三相相勵勵磁磁電電流流t0( )i t返回第第 7 7 章章

28、 三相變壓器三相變壓器 磁磁通通與與電電勢勢的的相相位位關關系系t0e返回第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 一、Y，y連接的三相變壓器一次側一次側Y Y接線，接線，i i0303=0=0，i i0 0為正弦波，磁通為正弦波，磁通應為平頂波。應為平頂波。（2 2）對）對三相心式變壓器三相心式變壓器，3 3不能在鐵心中流過，只能借助油不能在鐵心中流過，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3 3很小，很小， 基本為正基本為正弦波，感應電動勢弦波，感應電動勢 e e 也基本為正弦波也基本為正弦波 。但通過油箱壁時將產。但通過油箱壁時將產生渦流損耗，造

29、成局部過熱，降低變壓器的效率，因此，容量生渦流損耗，造成局部過熱，降低變壓器的效率，因此，容量大于大于1800kVA1800kVA時，不宜采用心式時，不宜采用心式Y Y，y y連接。連接。（1 1）對）對三相組式變壓器三相組式變壓器，3 3可以在鐵心中存在，所以可以在鐵心中存在，所以為平為平頂波，感應電動勢頂波，感應電動勢e e 為尖頂波，其中的三次諧波幅值可達基波為尖頂波，其中的三次諧波幅值可達基波幅值的幅值的45%60%45%60%，使相電動勢的最大值升高很多，可能擊穿繞組，使相電動勢的最大值升高很多，可能擊穿繞組絕緣，因此，三相組式變壓器不采用絕緣，因此，三相組式變壓器不采用Y Y，y

30、y連接。線電勢波形正連接。線電勢波形正弦波弦波第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 三相芯式變壓器：三相三相芯式變壓器：三相磁路關聯(lián)，由于三相的磁路關聯(lián)，由于三相的3 3次諧波磁通同相位，在主次諧波磁通同相位，在主磁路上將相互抵銷；只有磁路上將相互抵銷；只有漏磁路上較小的漏磁路上較小的3 3次諧波次諧波磁通留了下來，也就是說，磁通留了下來，也就是說，這種磁路結構對這種磁路結構對3 3次諧波次諧波磁通有較好的抑制作用，磁通有較好的抑制作用，所以磁通近似為正弦波。所以磁通近似為正弦波?？梢娭行⌒腿嘈氖娇梢娭行⌒腿嘈氖結,yY,y變壓器是可以用的。變壓器是可以用的。三次諧波磁通路徑第第 7

31、7 章章 三相變壓器三相變壓器 二、YN，y連接的三相變壓器 一次側一次側YNYN接線，接線，i i0303可以流過，可以流過，i i0 0為尖頂波，磁通為尖頂波，磁通應為應為正弦波，感應電動勢正弦波，感應電動勢 e e 也為正弦波也為正弦波 。 一次繞組一次繞組Y Y連接，連接， i i0303=0=0， i i0 0為正弦波，為正弦波，應為平頂波，其應為平頂波，其中的中的3 3在二次繞組中感應電動勢在二次繞組中感應電動勢e e2323，并在，并在D D內產生內產生i i2323。i i2323建立建立的磁通的磁通2323大大削弱大大削弱3 3的作用，因此合成磁通和電動勢均接近的作用，因此合

32、成磁通和電動勢均接近正弦波。正弦波。三、D，y連接的三相變壓器 一次側一次側D D接線，接線，i i0303可以流過，可以流過，i i0 0為尖頂波，磁通為尖頂波，磁通應為正應為正弦波，感應電動勢弦波，感應電動勢 e e 也為正弦波也為正弦波 。四、Y，d連接的三相變壓器第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 三繞組：超高壓、大容量電力變壓器，常加三繞組：超高壓、大容量電力變壓器，常加一個三角形的第三繞組提供一個三角形的第三繞組提供3 3次諧波勵磁電流次諧波勵磁電流的通路。以改善電勢波形。的通路。以改善電勢波形。 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 五、Y，yn連接的三相變壓器 二次側

33、二次側 yn yn 接線，負載時可以為三次諧波提供通路，使接線，負載時可以為三次諧波提供通路，使相電動勢波形得到改善。但是由于負載的影響，產生相電動勢波形得到改善。但是由于負載的影響，產生i i2323不能不能很大，所以相電動勢波形不能得到很好改善，這種情況基本很大，所以相電動勢波形不能得到很好改善，這種情況基本與與Y Y，y y連接一樣，只適用于容量較小的三相心式變壓器，而連接一樣，只適用于容量較小的三相心式變壓器，而組式變壓器仍然不采用。組式變壓器仍然不采用。結論：結論：（1 1）變壓器一次側是）變壓器一次側是YNYN連接時，電動勢波為正弦。連接時，電動勢波為正弦。（2 2）變壓器有一側是

34、變壓器有一側是D D連接時，電動勢波為正弦連接時，電動勢波為正弦。（3 3）無論相電動勢是否為正弦波，但線電動勢一定是正弦波。無論相電動勢是否為正弦波，但線電動勢一定是正弦波。（4 4）若一定需要）若一定需要Y Y，y y連接，則可以增加第三繞組，采用連接，則可以增加第三繞組，采用D D接線接線第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 勵磁電流勵磁電流三次諧波三次諧波主磁通主磁通三次諧波三次諧波相電動勢相電動勢應用應用Y, yY, y心式心式無無弱弱( (走漏磁路走漏磁路) )正弦正弦1800KVA1800KVA以上不用以上不用Y, yY, y組式組式無無 強強( (走主磁路走主磁路) )尖頂

35、尖頂不用不用Y N, yY N, y有有( (經中線經中線) )無無正弦正弦可用可用Y, y nY, y n有有( (經中線經中線) )無無正弦正弦可用可用Y, d (D, y)Y, d (D, y) 有有(中有中有) )可略去可略去接近正弦接近正弦可用可用不同磁路、聯(lián)結組別對相電動勢波形影響不同磁路、聯(lián)結組別對相電動勢波形影響第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 7-4 變壓器的并聯(lián)運行并聯(lián)運行的理想條件并聯(lián)運行的理想條件并聯(lián)運行的優(yōu)點：并聯(lián)運行的優(yōu)點：并聯(lián)運行是指將幾臺變壓器的一、二次繞組分別接在一、并聯(lián)運行是指將幾臺變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側的公共母線上，共同向負載供電的

36、運行方式。二次側的公共母線上，共同向負載供電的運行方式。并聯(lián)運行的理想情況是：并聯(lián)運行的理想情況是：1 1、空載時各變壓器繞組之間無環(huán)流；、空載時各變壓器繞組之間無環(huán)流；2 2、負載后，各變壓器的負載系數(shù)相等；、負載后，各變壓器的負載系數(shù)相等；3 3、負載后，各變壓器的負載電流與總的負載電流同相位。、負載后，各變壓器的負載電流與總的負載電流同相位。1 1、提高供電的可靠性；、提高供電的可靠性；. .提高運行效率提高運行效率、提高供電的經濟性。、提高供電的經濟性。. .適應用電量的增加適應用電量的增加第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 ACBC CBBC Cc2c1b2b1a2a1AA變壓

37、器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行(Parallel operation of transformer)第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 為了達到上述理想運行情況，并聯(lián)運行的變壓器需滿足為了達到上述理想運行情況，并聯(lián)運行的變壓器需滿足以下條件：以下條件：1 1、各變壓器一、二次側的額定電壓分別相等，即變比相同；、各變壓器一、二次側的額定電壓分別相等，即變比相同；2 2、各變壓器的連接組別相同；、各變壓器的連接組別相同；3 3、各變壓器的短路阻抗（短路電壓）的標么值相等，且短路、各變壓器的短路阻抗（短路電壓）的標么值相等，且短路阻抗角也相等。阻抗角也相等。其中，第二條必須絕對滿足。其中，第二條

38、必須絕對滿足。4、各變壓器輸出電流同相位、各變壓器輸出電流同相位 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 并聯(lián)條件不滿足時的運行分析并聯(lián)條件不滿足時的運行分析變比不等的兩臺變壓器并聯(lián)運行變比不等的兩臺變壓器并聯(lián)運行時，二次空載電壓不等。折算到時，二次空載電壓不等。折算到二次側的等效電路如圖所示。二次側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：1212IIIISIIIISIIIII = I + IU- U= I ZkU- U= IZk則二次側電流為：則二次側電流為：1111SIIIIIICLISISIISISIISIIIIIICLISISIISISIIUU-Zkk

39、I=+I = I + IZ+ ZZ+ ZUU-ZkkI=+I = - I + IZ+ ZZ+ ZCII1kU2ULZSIZ2IS IIZII1kULIILIII一、變比不等時并聯(lián)運行IIIk k第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 為了保證空載時環(huán)流不超過額定電流的為了保證空載時環(huán)流不超過額定電流的10%10%，通常規(guī)定并聯(lián)，通常規(guī)定并聯(lián)運行的變壓器的變比差不大于運行的變壓器的變比差不大于1%1%。 當變壓器的變比不等時，在空載時，環(huán)流當變壓器的變比不等時，在空載時，環(huán)流 就存在。變就存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻抗很小，即使變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻抗很小，

40、即使變比差很小，也會產生很大的環(huán)流。環(huán)流的存在，既占用了變比差很小，也會產生很大的環(huán)流。環(huán)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。壓器的容量，又增加了變壓器的損耗，這是很不利的。CI二、連接組別不同時并聯(lián)運行 連接組別不同時，二次側線電壓之間至少相差連接組別不同時，二次側線電壓之間至少相差30300 0，則二，則二次線電壓差為線電壓的次線電壓差為線電壓的51.8%51.8%，由于變壓器的短路阻抗很小，由于變壓器的短路阻抗很小, ,這么大的電壓差將產生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會燒毀這么大的電壓差將產生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會燒毀繞組，所以連接繞組，所以連接 組別

41、不同絕不允許并聯(lián)。組別不同絕不允許并聯(lián)。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 2UA(a)A(a)B BabUabUABU22222sin150.5185.18NNckkUUUUIZZ0.1kkZZ第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 三、短路阻抗標么值不等時并聯(lián)運行由等效電路可知：由等效電路可知： 等效電路如圖所示。等效電路如圖所示。ISIIISIII Z= I ZNISINIISIIIIININNIINIZIZII=IUIUIII*SISII11:=:ZZ 可見，各臺變壓器所分擔的負載大小與其短路阻抗標么值可見，各臺變壓器所分擔的負載大小與其短路阻抗標么值成反比。成反比。 為了充分

42、變壓器的容量，理想的負載分配，應使各臺變壓為了充分變壓器的容量，理想的負載分配，應使各臺變壓器的負載系數(shù)相等，而且短路阻抗標值相等。器的負載系數(shù)相等，而且短路阻抗標值相等。1Uk2ULZSIZS IIZIIIII第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 四、各變壓器輸出電流同相位四、各變壓器輸出電流同相位 并聯(lián)運行的每臺變壓器的輸出電流都同相位時，并聯(lián)運行的每臺變壓器的輸出電流都同相位時，整個并聯(lián)組的輸出電流才能最大化，各臺變壓器整個并聯(lián)組的輸出電流才能最大化，各臺變壓器的裝機容量才能充分利用的裝機容量才能充分利用 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變

43、壓器 變壓器運行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺變壓器不過負荷的情變壓器運行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺變壓器不過負荷的情況下，變比不同和短路阻抗標么值不等的變壓器可以并聯(lián)運況下，變比不同和短路阻抗標么值不等的變壓器可以并聯(lián)運行。又規(guī)定：行。又規(guī)定：阻抗標么值不等的變壓器并聯(lián)運行時，應適當阻抗標么值不等的變壓器并聯(lián)運行時，應適當提高短路阻抗標么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運行提高短路阻抗標么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運行的變壓器的容量均能充分利用。的變壓器的容量均能充分利用。 為了使各臺變壓器所承擔的電流同相位，要求各變壓器的為了使各臺變壓器所承擔的電流同相位，要求各變壓器的短路阻抗角相等。一般來說，變

44、壓器容量相差越大，短路阻抗短路阻抗角相等。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)運行的變壓器的最大容量之比不角相差也越大，因此要求并聯(lián)運行的變壓器的最大容量之比不超過超過3 3：1 1。第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 7-5 三相變壓器的不對稱運行 三相變壓器實際運行時，可能出現(xiàn)各種不對稱運三相變壓器實際運行時，可能出現(xiàn)各種不對稱運行的情況。例如：單相負載或某一相斷開檢修等行的情況。例如：單相負載或某一相斷開檢修等 對對Y,yY,yn n聯(lián)結組，不對稱負載會引起中點偏移，導聯(lián)結組，不對稱負載會引起中點偏移，導致二次側相電壓發(fā)生較大的變化致二次側相電壓發(fā)生較大

45、的變化 分析不對稱運行采用的方法是分析不對稱運行采用的方法是“對稱分量法對稱分量法” 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 一、對稱分量法原理一、對稱分量法原理 一組不對稱三相電流（或電壓）可以看成是三組對稱的電一組不對稱三相電流（或電壓）可以看成是三組對稱的電流（或電壓）的疊加，后者稱為前者的對稱分量。流（或電壓）的疊加，后者稱為前者的對稱分量。 正序分量正序分量 I IA+A+, , I IB+B+, , I IC+C+； 負序分量負序分量 I IA-A-, I, IB-B-, I, IC-C-； 零序分量零序分量 I IA0A0, , I IB0B0, , I IC0C0 合成：合成

46、： I IA A=I=IA+A+I+IA-A-+I+IA0A0 I IB B=I=IB+B+I+IB-B-+I+IB0B0 I IC C=I=IC+C+I+IC-C-+I+IC0C0第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 第第 7 7 章章 三相變壓器三相變壓器 I IB+B+= =a a2 2I IA+A+, , I IC+C+= =a aI IA+A+I IB-B-= =a aI IA-A-, , I IC-C-= =a a2 2I IA-A-I IB0B0=I=IC0C0=I=IA0A0a=a=11201120o o= = -1/2 + j sqrt(3)/2-1/2 + j sqrt

47、(3)/2a a2 2= =12401240o o= =-1/2-jsqrt(3)/2-1/2-jsqrt(3)/2a a3 3= =1,1, 1+ 1+a+aa+a2 2= =0 0I IA A = =I IA+A+ + I + IA-A- + I + IA0A0I IB B= =a a2 2I IA+A+ +a aI IA-A-+ I+ IA0A0I IC C = =a aI IA+A+ +a a2 2I IA-A-+ I+ IA0A0I IA+A+=1/3( I=1/3( IA A+ +a aI IB B+ +a a2 2I IC C) )I IA-A-=1/3( I=1/3( IA A+ +a a2 2I IB B+ +a aI IC C) )I IA0A0=1/3( I=1/3( IA A+ I+ IB B + I + IC