電力系統(tǒng)與交流電路

第一部分電工基礎(chǔ)理論第一單元交流電路電力系統(tǒng)與交流電路第1頁(yè)第二節(jié)三相正弦交流電路一、三相交流電勢(shì)產(chǎn)生：定子鐵芯圓周槽內(nèi)有三個(gè)獨(dú)立繞組Ax、By和Cz，分別叫做A相繞組、B相繞組和C相繞組。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，磁力線就依次切割A(yù)、B、C三相繞組導(dǎo)線，在其中產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)。因?yàn)槿嗬@組匝數(shù)和形狀是一樣，而且磁場(chǎng)對(duì)于它們是以同一速度旋轉(zhuǎn)著，所以，在三相繞組中產(chǎn)生電勢(shì)頻率和最大值彼此相同，但因?yàn)槿齻€(gè)繞組在空間位置彼此差，則三相電勢(shì)在相位上差120o（電角）。電力系統(tǒng)與交流電路第2頁(yè)注：在三相繞組中把哪一個(gè)繞組看成A相繞組是無(wú)關(guān)緊要，但把A相確定后，則產(chǎn)生比eA滯后120°電勢(shì)eB那個(gè)繞組就是B相，產(chǎn)生比eB滯后電勢(shì)eC那個(gè)繞組就是C相，不可混同。發(fā)電廠發(fā)電機(jī)相序確定了以后就不再改變。高壓方面采取黃、綠、紅三種顏色分別表示A、B、C三相。定義：我們把頻率相同，幅值相等，彼此相差120°電角三相電勢(shì)叫做對(duì)稱三相電勢(shì)。電力系統(tǒng)與交流電路第3頁(yè)電力系統(tǒng)與交流電路第4頁(yè)二、三相繞組連接方法三相電源連接方法有兩種，一個(gè)是星形（簡(jiǎn)記為Y）接法，另一個(gè)是三角形（簡(jiǎn)記為Δ）接法。Y形接法Δ形接法電力系統(tǒng)與交流電路第5頁(yè)三、電源作星形連接：線電壓和相電壓關(guān)系線電壓在數(shù)值上等于相電壓倍，在相位上線電壓分別超前其所對(duì)應(yīng)相電壓30°。

電力系統(tǒng)與交流電路第6頁(yè)負(fù)載作星形連接：線電壓與相電壓關(guān)系電力系統(tǒng)與交流電路第7頁(yè)流過(guò)端線電流（叫線電流）也就是流過(guò)與其相接對(duì)應(yīng)相電流（叫相電流）。所以，對(duì)于星形連接負(fù)載，其線電流I和相電流Iφ是相等，即I=Iφ。

因?yàn)楦飨嘧杩瓜嗟?，而且電源電壓又是?duì)稱，各相承受電壓彼此對(duì)稱；流過(guò)電流也彼此對(duì)稱。平衡三相負(fù)載，每相承受電壓是電源電壓，即Uφ=U/因?yàn)楦飨嚯娏鲗?duì)稱，即線電流對(duì)稱，所以三個(gè)線電流相量和（或復(fù)數(shù)和）等于零，即

電力系統(tǒng)與交流電路第8頁(yè)四、電源作角形連接：線電壓與相電壓關(guān)系電力系統(tǒng)與交流電路第9頁(yè)結(jié)論：1、將電源三相繞組每一相末端與下一相首端依次連接，即X接b，Y接c，Z接a，組成一個(gè)閉合回路，再由三個(gè)連接點(diǎn)引出端線，這就是三角形接法。

2、從圖2-4（a）可看出：三個(gè)相等直流電源接成三角形，將在閉合回路中有著值為3E電勢(shì)作用，造成電源短路，這當(dāng)然是不允許。但與直流電勢(shì)不一樣，對(duì)稱三相電勢(shì)，大小相等，在相位上彼此相差120o，所以它們?cè)诟鱾€(gè)時(shí)刻瞬時(shí)值和以及相量和皆等于零。由此可知，對(duì)于生產(chǎn)對(duì)稱電勢(shì)三相電源，其三相繞組是完全能夠做三角形連接。電力系統(tǒng)與交流電路第10頁(yè)3、三相繞組做三角形連接時(shí)，端線直接引出了相電壓，所以線電壓與相電壓是相等，即U=Uφ。4、電源三相繞組做三角形連接時(shí)，假如一相（或兩相）反接，則閉合回路中總電勢(shì)就不再等于零。從圖2-4中可見，假如C相繞組接反，這時(shí)回路中總電勢(shì)等于兩倍負(fù)EC，即因?yàn)殡娫慈嗬@組內(nèi)阻抗很小，所以在回路中將產(chǎn)生很大環(huán)流，將燒毀繞組。所以，在接線時(shí)，一定要注意接線次序，切不可接錯(cuò)。電力系統(tǒng)與交流電路第11頁(yè)負(fù)載作角形連接：線電流與相電流關(guān)系電力系統(tǒng)與交流電路第12頁(yè)結(jié)論：三相負(fù)載作三角形連接，是把三相負(fù)荷首尾相接，然后再把A、B、C三相電源火線與三個(gè)接點(diǎn)相接即可，見圖2-8（a）。負(fù)載對(duì)稱是否并不影響三相負(fù)載工作。并不是任何負(fù)載都可接成三角形，這要看負(fù)載額定電壓是否與電源線電壓相符，相符者可接，不然不可接。比如，當(dāng)電源電壓是380V時(shí)，電機(jī)銘牌上標(biāo)明“380/220V，Y/△”就不能接成三角形，對(duì)于額定電壓為220V電燈負(fù)載也一樣不能接成三角形。只有電機(jī)銘牌標(biāo)明為“380V，△”才能夠。假如電源電壓為220V，則只有“380/220V，Y/△”電機(jī)才能夠接成三角形。

電力系統(tǒng)與交流電路第13頁(yè)三相負(fù)載作三角形連接，使每相負(fù)載直接承受電源線電壓，即U=Uφ。在三角形連接負(fù)載中，線電流等于和它相連兩個(gè)相電流相量差。三相對(duì)稱負(fù)載作三角形連接時(shí)，線電流有效值為相電流倍。而相位較它對(duì)應(yīng)相電流滯后30°。電力系統(tǒng)與交流電路第14頁(yè)五、三相電源功率1、一個(gè)電源發(fā)出有功功率，或一個(gè)三相負(fù)載接收有功功率，都等于它們各相有功功率之和，即以三相負(fù)載為例，在已知各相電壓，電流有效值及功率因數(shù)情況下，三相有功功率為電力系統(tǒng)與交流電路第15頁(yè)假如電源電壓和各相負(fù)載都是對(duì)稱，則每相功率皆為

這時(shí)三相總功率為一相有功功率3倍，即通常都用線電壓、線電流來(lái)表示功率。三相對(duì)稱負(fù)載假如是星接，則√3Uφ=U，Iφ=I；假如是角接，則√

3Iφ=I，Uφ=U。由此可知，不論是星形連接，還是做三角形連接，其有功功率均為電力系統(tǒng)與交流電路第16頁(yè)式中為φ每相相電壓和相電流間相位差，COSφ是每相功率因數(shù)。三相電路無(wú)功功率等于每相無(wú)功功率之和在各相負(fù)載對(duì)稱情況下，總無(wú)功功率為對(duì)稱三相電路中視在功率為

電力系統(tǒng)與交流電路第17頁(yè)在三相電壓對(duì)稱和負(fù)載對(duì)稱情況下，三相瞬時(shí)功率之和能夠證實(shí)是一個(gè)常數(shù)，其值等于有功功率，即

就是說(shuō)在對(duì)稱三相正弦電路中，而且負(fù)載也對(duì)稱話，則每個(gè)瞬時(shí)功率全一樣，這是三相電路中優(yōu)點(diǎn)之一。因?yàn)樾D(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩與功率相關(guān)，功率不變，則轉(zhuǎn)矩不變，這么，旋轉(zhuǎn)電機(jī)就不會(huì)因轉(zhuǎn)矩變動(dòng)而引發(fā)振動(dòng)。電力系統(tǒng)與交流電路第18頁(yè)第四節(jié)電力系統(tǒng)重點(diǎn)內(nèi)容：介紹電力系統(tǒng)基本概念；聯(lián)合電力系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)越性；系統(tǒng)額定電壓；額定負(fù)荷；系統(tǒng)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。電力系統(tǒng)與交流電路第19頁(yè)在電力工業(yè)發(fā)展早期，發(fā)電廠都建設(shè)在用戶附近，規(guī)模很小，而且是孤立運(yùn)行。發(fā)電廠必須建設(shè)在動(dòng)力資源所在地方，而蘊(yùn)藏動(dòng)力資源地域與電能用戶之間又往往隔有一定距離。一、電力系統(tǒng)基本概念大城市、大工業(yè)中心等用電部門則因?yàn)樵牧瞎┙o、產(chǎn)品協(xié)作配套、運(yùn)輸、銷售等原因以及各種地理、歷史條件限制，往往與動(dòng)力資源所在地相距較遠(yuǎn)要實(shí)現(xiàn)大容量、遠(yuǎn)距離輸送電能，還必須建設(shè)升壓變電所和架設(shè)高電壓輸電線路。電力系統(tǒng)與交流電路第20頁(yè)1、電力網(wǎng)類型

電力系統(tǒng)中輸送和分配電能供電部分成為電力網(wǎng)。它包含升壓、降壓變壓器和各種電壓等級(jí)輸電線路。電力網(wǎng)按其供電范圍大小和電壓等級(jí)高低，可分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)及超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)等三種類型。地方電力網(wǎng)是指電壓不超出110kV、輸電距離在幾十公里以內(nèi)電力網(wǎng)，主要是普通城市、工礦區(qū)、農(nóng)村配電網(wǎng)電力系統(tǒng)與交流電路第21頁(yè)絡(luò)。區(qū)域電力網(wǎng)則把范圍較廣地域發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)在一起，而且輸電線路較長(zhǎng)、用戶類型也較多。當(dāng)前在我國(guó)，區(qū)域電力網(wǎng)主要是電壓為110-220kV級(jí)電力網(wǎng)。超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)主要有電壓為330-500kV及以上遠(yuǎn)距離輸電線路組成。它擔(dān)負(fù)著將遠(yuǎn)區(qū)發(fā)電廠功率送往用電負(fù)荷中心任務(wù)，同時(shí)還聯(lián)絡(luò)幾個(gè)區(qū)域電力網(wǎng)以形成省（區(qū)）與?。▍^(qū)）之間、國(guó)與國(guó)之間互聯(lián)電力網(wǎng)。電力系統(tǒng)與交流電路第22頁(yè)2、聯(lián)合電力系統(tǒng)優(yōu)越性

變電所、輸電線路是電網(wǎng)組成部分，電網(wǎng)是電力系統(tǒng)組成部分，兩個(gè)或兩個(gè)以上電力系統(tǒng)用電網(wǎng)連接起來(lái)，并聯(lián)運(yùn)行即可組成地域性電力系統(tǒng)。若干地域電力系統(tǒng)再用電網(wǎng)連接起來(lái)就組成聯(lián)合電力系統(tǒng)。比如東北電力系統(tǒng)就是由遼寧省電力系統(tǒng)、吉林省電力系統(tǒng)、黑龍江電力系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)500kV東長(zhǎng)哈大送電線及220kV跨省聯(lián)網(wǎng)線路連接起來(lái)聯(lián)合電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)與交流電路第23頁(yè)聯(lián)合電力系統(tǒng)在技術(shù)上含有很大優(yōu)越性能夠從五個(gè)方面加以說(shuō)明：1、提升了供電可靠性。大電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)多，備用機(jī)組多，線路也多，容量比較大，所以個(gè)別線路發(fā)生故障不會(huì)影響系統(tǒng)供電，這么也就提升了供電可靠性。

2、能充分確保電能質(zhì)量。電能質(zhì)量指標(biāo)有二項(xiàng)：其一是頻率穩(wěn)定，正負(fù)不超出0.2Hz；其二是電壓波動(dòng)小。在大電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)容量大，個(gè)別負(fù)荷變動(dòng)如高壓電動(dòng)機(jī)起停、一些線路故障接地，都不會(huì)造成系統(tǒng)電壓波動(dòng)或頻率改變，能充分確保電能質(zhì)量。電力系統(tǒng)與交流電路第24頁(yè)

3、降低系統(tǒng)備用容量，提升設(shè)備利用率。在聯(lián)合電網(wǎng)中，各個(gè)用戶最大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間并不相同。這是因?yàn)榇箅娏ο到y(tǒng)占有地域很大，存在時(shí)差和季差關(guān)系，所以最大負(fù)荷將小于各個(gè)用戶最大負(fù)荷總和，所以能夠降低備用機(jī)組、備用線路，并可提升設(shè)備利用率增加供電電量。

4、便于安裝大容量輸電線路降低造價(jià)。大機(jī)組容量大，必須建設(shè)大容量線路。超高壓線路送電容量大，單位千瓦造價(jià)低，線路可靠，相對(duì)線損小，能夠大大提升經(jīng)濟(jì)效益。電力系統(tǒng)與交流電路第25頁(yè)

5、充分利用動(dòng)力資源。在聯(lián)合電力系統(tǒng)中，水電、火電并網(wǎng)運(yùn)行，冬季多發(fā)怒電，夏季豐水多發(fā)水電，水主火從，從而降低成本，提升運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。如吉林省東部水利資源豐富，夏季可多發(fā)水電。西部煤炭充分，冬季可多發(fā)怒電，水電、火電在聯(lián)合電力系統(tǒng)中取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同發(fā)揮作用。電力系統(tǒng)與交流電路第26頁(yè)二、系統(tǒng)額定電壓因?yàn)榫€路中有電壓降或稱電壓損耗存在，所以線路末端電壓比首端要低。沿線各點(diǎn)電壓也不相等。國(guó)家要求電網(wǎng)額定電壓為：500、220、110、63、35、10kV。電力系統(tǒng)與交流電路第27頁(yè)三、系統(tǒng)負(fù)荷連接在電力系統(tǒng)上一切用電設(shè)備所消耗電能，稱為電力系統(tǒng)負(fù)荷。由電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能等是用電設(shè)備中真實(shí)消耗功率，稱之為有功負(fù)荷，單位為W。電動(dòng)機(jī)為帶動(dòng)機(jī)械，需在其轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生磁場(chǎng)，變壓器在線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)完成電磁能量相互轉(zhuǎn)換所消耗功率稱為無(wú)功負(fù)荷，單位為Var。為了滿足有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷需要，發(fā)電機(jī)既要發(fā)有功功率，又要發(fā)無(wú)功功率，電力系統(tǒng)與交流電路第28頁(yè)發(fā)電機(jī)全部功率稱為視在功率，單位為kVA，是發(fā)電機(jī)額定電壓與額定電流乘積。有功功率與無(wú)功功率比值成為功率因數(shù)。系統(tǒng)負(fù)荷隨時(shí)間不一樣而不停改變，普通一天中黃昏有功負(fù)荷最大，稱高峰負(fù)荷，深夜負(fù)荷最小，稱低谷負(fù)荷。電力系統(tǒng)與交流電路第29頁(yè)四、系統(tǒng)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式

1、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)是指線路首端電壓所連接變壓器三相繞組接成星形時(shí)繞組末端連接點(diǎn)。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式大致可分為三種：（1）中性點(diǎn)直接與接地裝置連接，稱為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，入地電流大于500A，所以也叫大接地電流系統(tǒng)，見圖4-2。（2）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，見圖b，即中性點(diǎn)與大地是絕緣系統(tǒng)。電力系統(tǒng)與交流電路第30頁(yè)（3）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)統(tǒng)稱為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，入地電流小，也叫小接地電流系統(tǒng)，見圖c。電力系統(tǒng)與交流電路第31頁(yè)電力系統(tǒng)采取哪種接地方式，這對(duì)電氣設(shè)備及線路絕緣水平，桿塔空氣間隙有很大影響，如中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)絕緣水平比中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)要低得多，絕緣子片數(shù)能夠降低，桿塔空氣間隙也可降低，這對(duì)運(yùn)行與檢修是有很大影響。中性點(diǎn)接地方式對(duì)鄰近通信影響也有很大影響，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)電磁影響比中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)要嚴(yán)重得多。電力系統(tǒng)與交流電路第32頁(yè)中性點(diǎn)各種接地方式應(yīng)用范圍。按照我國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，各種額定電壓電力系統(tǒng)其中性點(diǎn)接地方式普通是：1）110kV及以上電壓電力系統(tǒng)采取直接接地方式；2）63kV電壓電力系統(tǒng)采取經(jīng)消弧線圈接地方式；3）35kV電壓電力系統(tǒng)采取不接地方式；

電力系統(tǒng)與交流電路第33頁(yè)2、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

凡接地電流不超出10A35kV電力系統(tǒng)，采取不接地方式，見圖4-3、圖4-4。

電力系統(tǒng)與交流電路第34頁(yè)線路每相電容電流為均布，用集中電容代表，相間電容忽略不計(jì)，正常運(yùn)行時(shí)各相電壓UA、UB、UC是對(duì)稱。對(duì)地所產(chǎn)生電容電流IA、IB、IC數(shù)值是相等。相角分別超前相電壓90o，所以流經(jīng)大地總電流和為0。當(dāng)一相接地故障時(shí)，參看圖4-5及圖4-6。電力系統(tǒng)與交流電路第35頁(yè)故障相UA，電壓為0。非故障相UB、UC上升為線電壓，即線間電壓不變，故B、C相對(duì)地電容電流接地總電流

當(dāng)接地電流小于5A時(shí)，閃絡(luò)后極難在閃絡(luò)點(diǎn)形成穩(wěn)定電壓，所以電弧能自動(dòng)熄滅，不致停電。電力系統(tǒng)與交流電路第36頁(yè)即使發(fā)生永久故障，因線電壓不變，不會(huì)影響用電設(shè)備運(yùn)行，也不會(huì)停電，能夠一面倒閘操作切除故障線路，一面巡線或帶電檢修，還是能確保連續(xù)供電。所以在系統(tǒng)電壓低、線路不長(zhǎng)35kV系統(tǒng)用此種方式較多。2、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

伴隨系統(tǒng)擴(kuò)大、電網(wǎng)額定電壓升高，中性點(diǎn)接地電流也增大了，這時(shí)發(fā)生瞬時(shí)接地故障相就不能自動(dòng)熄弧，產(chǎn)生弧光電力系統(tǒng)與交流電路第37頁(yè)接地過(guò)電壓威脅系統(tǒng)安全，這時(shí)中性點(diǎn)宜用消弧線圈接地，所以在電壓較高、線路較長(zhǎng)、接地電容電流大于10A時(shí)用這種方式。消弧線圈是一個(gè)帶鐵芯電抗線圈，外形好像一個(gè)單相變壓器。為防止飽和使線圈電流與所加電壓成正比，并保持有效消弧作用，鐵芯柱中留有很多間隙，電力系統(tǒng)與交流電路第38頁(yè)間隙中添以絕緣板，線圈有若干個(gè)分接頭，以此可調(diào)整線圈匝數(shù)改變電感電流。消弧線圈附有二次線圈，可測(cè)量其電流電壓或用于繼電保護(hù)，方便監(jiān)視。故障時(shí)，故障點(diǎn)除接地電容電流外，還有消弧線圈電感電流。因?yàn)殡姼须娏鳒笥陔妷?0o，因而和電容電流相互抵消，故障點(diǎn)電弧自動(dòng)熄滅。滅弧條件，當(dāng)然是線路電容電流等于消弧線圈電感電流，見圖4-7、圖4-8。即IL=IC，且

電力系統(tǒng)與交流電路第39頁(yè)電力系統(tǒng)與交流電路第40頁(yè)選為全賠償。但因線路三相對(duì)地電容不平衡，正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)有電壓，當(dāng)時(shí)，輕易產(chǎn)生串聯(lián)諧振，所以要使，這么欠賠償。又因線路要切換倒閘，當(dāng)切除一些線路時(shí)，又可能為全賠償，所以普通用，即，則為過(guò)賠償。63kV接地故障殘余電流不超出10A時(shí)，用這種消弧線圈接地方式。電力系統(tǒng)與交流電路第41頁(yè)3、中性點(diǎn)直接接地方式

110kV及以上，如220、330、500kV都用此方式。故障時(shí)系統(tǒng)中性點(diǎn)保持原位，故障點(diǎn)為單相接地電流，繼電保護(hù)動(dòng)作馬上切除，這么跳閘幾率比上述兩種系統(tǒng)多，影響可靠性。為了填補(bǔ)這一缺點(diǎn)，廣泛采取自動(dòng)重合閘電力系統(tǒng)與交流電路第42頁(yè)裝置。該裝置普通從發(fā)生瞬時(shí)接地故障引發(fā)跳閘到重合時(shí)間為0.5-1s，瞬時(shí)接地都能消除，不影響供電，如永久故障則繼電保護(hù)再次動(dòng)作就切除故障，待檢修后才能送電。直接接地內(nèi)過(guò)電壓是在相電壓作用下產(chǎn)生，所以比中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)要低20%-30%，所以絕緣水平和可降低20%左右。額定電壓愈高，由降低設(shè)備絕緣水平而降低費(fèi)用愈多。所以用直接接地是經(jīng)濟(jì)，同時(shí)電壓愈高線路也愈可靠，高壓線不易斷線，電力系統(tǒng)與交流電路第43頁(yè)線間距離大，不易受鳥害，耐電壓水平也高，再輔以自動(dòng)重合閘，運(yùn)行可靠性就大有提升。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，單相接地電流大，對(duì)鄰近通信線影響較大，有時(shí)會(huì)在通信線上出現(xiàn)危險(xiǎn)過(guò)電壓，危及通信人員安全和擾亂鐵路信號(hào)。所以針對(duì)這種系統(tǒng)接地方式，通信保護(hù)必須引發(fā)注意，不容忽略。

電力系統(tǒng)與交流電路第44頁(yè)第二單元變電所主要電氣設(shè)備

第二節(jié)電力變壓器本節(jié)著重介紹變壓器工作原理、慣用技術(shù)參數(shù)、變壓器接線組別等內(nèi)容。其中以確定變壓器接線組別為重點(diǎn)。電力系統(tǒng)與交流電路第45頁(yè)一、變壓器工作原理、結(jié)構(gòu)及額定數(shù)據(jù)（一）變壓器工作原理變壓器是一個(gè)交換交流電能靜止電氣設(shè)備，它是利用電磁感應(yīng)作用把一個(gè)等級(jí)電壓或電流變成為同頻率另一個(gè)等級(jí)電壓或電流。它電力系統(tǒng)與交流電路第46頁(yè)由繞在同一鐵心上兩個(gè)或兩個(gè)以上線圈組成，線圈之間經(jīng)過(guò)交變磁通相互聯(lián)絡(luò)著。為了畫圖簡(jiǎn)明起見，常把兩線圈畫成份別套在鐵心兩邊，如圖2-1所表示。

通常兩個(gè)線圈中一個(gè)接交流電源，成為原繞組，也能夠叫做原邊或初級(jí)；另一個(gè)接負(fù)載，成為副繞組，也可叫做副邊或次級(jí)。當(dāng)原邊外加交流電壓，原繞組中便有交流電流流過(guò)，并在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，其頻率和外加電壓頻率一樣。電力系統(tǒng)與交流電路第47頁(yè)這個(gè)交變磁通同時(shí)交鏈原、副繞組，依據(jù)電磁感應(yīng)定律，在原、副繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)、。其大小分別正比于原、副繞組匝數(shù)，副邊有了電動(dòng)勢(shì)，便向負(fù)載供電，實(shí)現(xiàn)了能量傳遞。只要改變?cè)?、副繞組匝數(shù)，就可改變?cè)⒏边吀袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，從而到達(dá)改變電壓目標(biāo)。這就是變壓器利用電磁感應(yīng)作用變壓原理。副邊電壓大于原邊電壓時(shí)，叫做升壓變壓器，反之就是降壓變壓器。電壓高繞組叫高壓繞組；反之就叫低壓繞組。電力系統(tǒng)與交流電路第48頁(yè)電力系統(tǒng)與交流電路第49頁(yè)（三）變壓器額定值變壓器銘牌上標(biāo)明了變壓器各項(xiàng)額定值，主要有：1、額定容量SN

它是變壓器額定視在功率，單位為VA或kVA

。因?yàn)樽儔浩餍矢?，通常把原、副邊額定容量設(shè)計(jì)得相等。2、額定電壓U1N/U2N

單位為V或kV

。U1N是原邊所加額定電壓值，U2N是當(dāng)變壓器原邊加上時(shí)副邊額定電壓。對(duì)三相變壓器而言，額定電壓是指線電壓。電力系統(tǒng)與交流電路第50頁(yè)3、額定電流I1N/I2N

依據(jù)額定容量和額定電壓算出原、副邊電流即為額定電流，單位為A。對(duì)三相變壓器，也指線值。為此，對(duì)單相變壓器對(duì)三相變壓器

4、額定頻率fN

我國(guó)要求標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50（赫）。電力系統(tǒng)與交流電路第51頁(yè)例3-1一臺(tái)三相油浸式鋁線變壓器SN=200kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，試求原、副邊額定電流。解：電力系統(tǒng)與交流電路第52頁(yè)二、變壓器聯(lián)接組別三相變壓器聯(lián)接組別不一樣，原、副繞組對(duì)應(yīng)線電壓之間相位差就不一樣，而這相位差關(guān)系又是三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行、晶閘管觸發(fā)電路與主電路同時(shí)等必須考慮問(wèn)題。所以本部分僅就三相變壓器特殊問(wèn)題——聯(lián)接組別加以分析討論。（一）繞組標(biāo)志方式變壓器繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是隨時(shí)間改變，僅就一個(gè)繞組而言，無(wú)所謂固定極性。假如兩個(gè)繞組套在同一個(gè)鐵心柱上，匝電力系統(tǒng)與交流電路第53頁(yè)鏈同一個(gè)主磁通，當(dāng)主磁通交變時(shí)，在兩個(gè)繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間會(huì)有相對(duì)極性關(guān)系。以下列圖為例，當(dāng)某一瞬間磁通在圖示方向上增加時(shí)，依據(jù)楞次定律，兩繞組中感應(yīng)電力系統(tǒng)與交流電路第54頁(yè)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)實(shí)際方向是從2指向1，從4指向3，即1端電位比2端高，3端電位高于4端。這就是說(shuō)，1、3端（2、4端）同時(shí)處于高電位（低電位），成為同極性端，也稱同名端，我們將其標(biāo)上記號(hào)“?”。圖2-4中兩個(gè)繞組繞向相反，則1、4端（2、3端）是同名端。不過(guò)，對(duì)電力變壓器，國(guó)際上都采取一個(gè)叫做時(shí)鐘表示法標(biāo)志方法。電力系統(tǒng)與交流電路第55頁(yè)這種方法，事先需要把變壓器每一條出線都標(biāo)上字母符號(hào)。對(duì)于單相變壓器，用AX代表高壓繞組，ax代表低壓繞組，其中A、a分別代表對(duì)應(yīng)繞組首端，X、x代表末端。把繞組出線端分成首末端，并標(biāo)上字母方法有兩種：一個(gè)是把變壓器原、副繞組同極性端同時(shí)標(biāo)為首端，如圖2-5中a）和d）；另一個(gè)是把原、副繞組非同極性端標(biāo)為首端，如圖3-24中b）和c）。但電力系統(tǒng)與交流電路第56頁(yè)是，不論采取哪種接法，在研究?jī)蓚€(gè)繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系時(shí)，都要求采取首端指電力系統(tǒng)與交流電路第57頁(yè)向末端方向作為電動(dòng)勢(shì)正方向。原繞組電動(dòng)勢(shì)從A指向X為，簡(jiǎn)寫為，副繞組電動(dòng)勢(shì)從a指向x為，簡(jiǎn)寫為。圖2-5畫出了4中不一樣標(biāo)法或繞法時(shí)原、副繞組電動(dòng)勢(shì)、相位關(guān)系。從圖中能夠看出，與能夠同相也能夠反相，要看繞組繞向以及怎樣標(biāo)志首末端來(lái)決定。能夠這么說(shuō)，假如把原、副繞組同極性端定為首端，它們感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同相位，假如把非同極性端定為首端，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反相位。

電力系統(tǒng)與交流電路第58頁(yè)時(shí)鐘表示法能形象簡(jiǎn)明地表示高、低壓繞組電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系。所謂時(shí)鐘表示法，就是把高壓繞組和低壓繞組電動(dòng)勢(shì)相量分別看作時(shí)鐘長(zhǎng)針和短針，并永遠(yuǎn)把長(zhǎng)針指向“12”，看短針指向鐘面上哪個(gè)數(shù)字，以確定變壓器聯(lián)接組別。依據(jù)上面分析，對(duì)單相變壓器聯(lián)接組別有兩種：一個(gè)是I,I0；一個(gè)是I,I6

，其中I，I表示原、副邊均為單相繞組。0表示原、副繞組電動(dòng)勢(shì)之間相位差為030o=0o，6表示原、副繞組電動(dòng)勢(shì)之間相位差為630o=

180o。圖2-5a）與d）聯(lián)接電力系統(tǒng)與交流電路第59頁(yè)組別為I，I0，圖2-5b）與c）聯(lián)接組別為I，I6。

（二）三相變壓器繞組接法在三相變壓器里，三個(gè)相高壓繞組首端用A、B、C表示，末端用X、Y、Z表示；低壓繞組首端用a、b、c表示，末端用x、y、z表示。

1、星形接法星形接法也叫Y接法，它是把三個(gè)相繞電力系統(tǒng)與交流電路第60頁(yè)組末端X、Y、Z連在一起，組成中點(diǎn)N，把首端引出來(lái)。以下列圖所表示。

電力系統(tǒng)與交流電路第61頁(yè)三相變壓器相電動(dòng)勢(shì)即為該相繞組電動(dòng)勢(shì)，用、、表示，線電動(dòng)勢(shì)用、、表示，它們正方向表示在圖2-6a）中。已知三相電源對(duì)稱，則三相電動(dòng)勢(shì)有以下關(guān)系：電力系統(tǒng)與交流電路第62頁(yè)Y接法時(shí)，依據(jù)圖2-6a）給定方向，線電動(dòng)勢(shì)與相電動(dòng)勢(shì)關(guān)系為由此可畫上圖所表示電動(dòng)勢(shì)相量圖。

電力系統(tǒng)與交流電路第63頁(yè)2、三角形接法三角形接法是將一相繞組末端與另一相繞組首端聯(lián)結(jié)在一起，順此連成一個(gè)閉合回路。若接線次序?yàn)锳X→BY→CZ→AX，線電動(dòng)勢(shì)與相電動(dòng)勢(shì)關(guān)系為電力系統(tǒng)與交流電路第64頁(yè)（三）三相變壓器連接組別在三相系統(tǒng)中，關(guān)心是線電動(dòng)勢(shì)，即繞組出線端之間電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)槿嗬@組能夠采取不一樣聯(lián)接，使得三相變壓器原、副繞組線電動(dòng)勢(shì)之間出現(xiàn)不一樣相位差，所以按原、副邊線電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系把變壓器繞組聯(lián)接分成各種不一樣所謂連接組別。聯(lián)接組別不但決定于三相繞組接法，而且還與繞組繞向和出線端標(biāo)志相關(guān)。理論與實(shí)踐證實(shí)，不論怎樣聯(lián)接，原、副邊線電動(dòng)勢(shì)相位差總是30o整數(shù)倍。所以，仍采電力系統(tǒng)與交流電路第65頁(yè)用時(shí)鐘表示法，這時(shí)短針?biāo)笖?shù)字即為三相變壓器聯(lián)接組別標(biāo)號(hào)，將該數(shù)字乘以30o，就是副繞組線電動(dòng)勢(shì)滯后于原繞組對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)相位角。

已知繞組接法和同極性端時(shí)，確定變壓器聯(lián)接組別方法是：（1）在接線圖上標(biāo)明各相電動(dòng)勢(shì)與線電動(dòng)勢(shì)方向；（2）判斷同一相原、副邊相電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系，并畫出原、副邊對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)相量圖，將相量和頭和畫在一起；電力系統(tǒng)與交流電路第66頁(yè)（3）依據(jù)原、副邊對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)相位差用時(shí)鐘表示法確定聯(lián)接組別標(biāo)號(hào)；Y,y12聯(lián)接其繞組接線圖如右圖所表示。在三相變壓器繞組接線圖中，上下對(duì)著高、低壓繞組表示套在同一鐵心柱上。圖中原副邊同極性端同為首端，打“?”表示。電力系統(tǒng)與交流電路第67頁(yè)各電動(dòng)勢(shì)正方向見圖，按圖中標(biāo)法，同一相首端為同極性端，由前面分析知原、副邊電動(dòng)勢(shì)同相，即、、分別與、、同相位，畫出相量圖如右圖。注意須將A和