變壓器原理及接線組別

1、2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器1 單相變壓器要點(diǎn)單相變壓器要點(diǎn)n 變壓器基本工作原理變壓器基本工作原理n 變壓器的額定值變壓器的額定值n 變壓器磁路中的主、漏磁通變壓器磁路中的主、漏磁通n 鐵心飽和時(shí)的勵(lì)磁電流成分鐵心飽和時(shí)的勵(lì)磁電流成分n 電勢(shì)平衡、磁勢(shì)平衡、功率平衡電勢(shì)平衡、磁勢(shì)平衡、功率平衡n 變壓器的電抗參數(shù)（分析時(shí)和磁通對(duì)應(yīng)）變壓器的電抗參數(shù)（分析時(shí)和磁通對(duì)應(yīng)）n 變壓器的主要性能指標(biāo)（電壓變化率和效率）變壓器的主要性能指標(biāo)（電壓變化率和效率）n 標(biāo)幺值標(biāo)幺值2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器23-8 三相變壓器磁路、聯(lián)結(jié)組、電動(dòng)勢(shì)波形三相變壓器磁路、聯(lián)結(jié)組、電動(dòng)勢(shì)波

2、形一、三相變壓器磁路系統(tǒng)一、三相變壓器磁路系統(tǒng)1、組式磁路變壓器、組式磁路變壓器特點(diǎn)：三相磁路彼此無(wú)關(guān)聯(lián)特點(diǎn)：三相磁路彼此無(wú)關(guān)聯(lián)，各相的勵(lì)磁電流在，各相的勵(lì)磁電流在數(shù)值上完全相等數(shù)值上完全相等CZCBYBAXA2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器3組式應(yīng)用組式應(yīng)用n 三相組式變壓器優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)特大容量的變壓器制造容三相組式變壓器優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)特大容量的變壓器制造容易，備用量小。但其鐵芯用料多，占地面積大，只適易，備用量小。但其鐵芯用料多，占地面積大，只適用于超高壓、特大容量的場(chǎng)合。用于超高壓、特大容量的場(chǎng)合。2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器42、心式磁路變壓器、心式磁路變壓器n 特點(diǎn)：三

3、相磁路彼此有關(guān)聯(lián)特點(diǎn)：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)，磁路長(zhǎng)度不等，當(dāng)外，磁路長(zhǎng)度不等，當(dāng)外加三相對(duì)稱(chēng)電壓時(shí)，三相磁通對(duì)稱(chēng)，三相磁通之和加三相對(duì)稱(chēng)電壓時(shí)，三相磁通對(duì)稱(chēng)，三相磁通之和等于零。等于零。0CBA在結(jié)構(gòu)上省去中在結(jié)構(gòu)上省去中間的芯柱間的芯柱2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器5心式心式應(yīng)用應(yīng)用n 節(jié)省材料，體積小，效率高，維護(hù)方便。大、中、小節(jié)省材料，體積小，效率高，維護(hù)方便。大、中、小容量的變壓器廣泛用于電力系統(tǒng)中。容量的變壓器廣泛用于電力系統(tǒng)中。2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器6二、聯(lián)接組別二、聯(lián)接組別（一）（一） 聯(lián)結(jié)法聯(lián)結(jié)法繞組標(biāo)記繞組標(biāo)記繞組名稱(chēng)繞組名稱(chēng) 單相變壓器單相變壓器

4、 三相變壓器三相變壓器 中性點(diǎn)中性點(diǎn) 首端首端 末端末端首端首端 末端末端高壓繞組高壓繞組AXA、B、CX、Y、ZN低壓繞組低壓繞組axa、b、c x、y、zn2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器7繞組名稱(chēng)繞組名稱(chēng)單相變壓器單相變壓器三相變壓器三相變壓器中性點(diǎn)中性點(diǎn)首端首端末端末端首端首端末端末端高壓繞組高壓繞組U1U1U2U2U1U1、V2V2、W1W1U2U2、V2V2、W2W2N N低壓繞組低壓繞組u1u1u2u2u1u1、v1v1、w1w1u2u2、v2v2、w2w2n n或者有的記法或者有的記法繞組標(biāo)記繞組標(biāo)記2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器8兩種三相繞組接線兩種三相繞組

5、接線:星形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)1、星形聯(lián)結(jié)、星形聯(lián)結(jié)n 把三相繞組的三個(gè)末端連在一起，而把它們的首端引出把三相繞組的三個(gè)末端連在一起，而把它們的首端引出n 三個(gè)末端連接在一起形成中性點(diǎn)，如果將中性點(diǎn)引出，三個(gè)末端連接在一起形成中性點(diǎn)，如果將中性點(diǎn)引出，就形成了三相四線制了，表示為就形成了三相四線制了，表示為YN或或yn。順時(shí)針?lè)较颍喉槙r(shí)針?lè)较颍篈 A超前超前B B超前超前C C各各120120BEBYAEXACEZCABEBCECAEBEBYAEXACEZCABEBCECAE2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器92、三角形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)n 把一相的末端和另一相的首端連接起

6、來(lái)，順序連接成一閉把一相的末端和另一相的首端連接起來(lái)，順序連接成一閉合電路。兩種接法：合電路。兩種接法：AX-BY-CZAX-BY-CZAX-CZ-BYAX-CZ-BYBEBYAEXACEZCABEAXBYCZAEBECEAXBYCZAEBECEBEBYAEXACEZCABE2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器10繞組接法表示繞組接法表示Y Y，y y 或或 YNYN，y y 或或 Y Y，ynynY Y，d d 或或 YNYN，d dD D，y y 或或 D D，ynynD D，d dn 高壓繞組接法大寫(xiě)，低壓繞組接法小寫(xiě)，字母高壓繞組接法大寫(xiě)，低壓繞組接法小寫(xiě)，字母N N、n n是星形

7、接法的中點(diǎn)引出標(biāo)志。是星形接法的中點(diǎn)引出標(biāo)志。2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器11（二）聯(lián)結(jié)組（二）聯(lián)結(jié)組n 變壓器的同一相高、低壓繞組都是繞在同一鐵芯柱上，變壓器的同一相高、低壓繞組都是繞在同一鐵芯柱上，并被同一主磁通鏈繞，當(dāng)主磁通交變時(shí)，在高、低壓并被同一主磁通鏈繞，當(dāng)主磁通交變時(shí)，在高、低壓繞組中感應(yīng)的電勢(shì)之間存在一定的極性關(guān)系。繞組中感應(yīng)的電勢(shì)之間存在一定的極性關(guān)系。1 1、高低壓繞組中電勢(shì)的相位、高低壓繞組中電勢(shì)的相位同名端決于繞組的繞制方向同名端決于繞組的繞制方向2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器122、同名端、同名端n 在任一瞬間，高壓繞組的某一端的電位為正時(shí)，低壓

8、在任一瞬間，高壓繞組的某一端的電位為正時(shí)，低壓繞組也有一端的電位為正，這兩個(gè)繞組間同極性的一繞組也有一端的電位為正，這兩個(gè)繞組間同極性的一端稱(chēng)為同名端，記作端稱(chēng)為同名端，記作“”。2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器13一、二次繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)同相位。的電動(dòng)勢(shì)同相位。一、二次繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)反相位。的電動(dòng)勢(shì)反相位。2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器143、時(shí)鐘表示法、時(shí)鐘表示法n 高壓繞組線電勢(shì)高壓繞組線電勢(shì)長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向“12

9、”12”點(diǎn)鐘點(diǎn)鐘n 低壓繞組線電勢(shì)低壓繞組線電勢(shì)短針，根據(jù)高、低壓繞組線電勢(shì)短針，根據(jù)高、低壓繞組線電勢(shì)之間的相位指向不同的鐘點(diǎn)。之間的相位指向不同的鐘點(diǎn)。2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器15例如例如 單相變壓器單相變壓器)I , I(I/I012連接組別為)I ,I(I/I66連接組別為uI,II,I表示初級(jí)、次級(jí)都是單相繞表示初級(jí)、次級(jí)都是單相繞組組u0 0和和6 6表示聯(lián)結(jié)組號(hào)。表示聯(lián)結(jié)組號(hào)。u單相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組單相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組I,I0I,I02022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器16（三）、三相變壓器的連接組別（三）、三相變壓器的連接組別n 聯(lián)結(jié)組別：反映三相變壓器

10、連接方式及一、二次線電聯(lián)結(jié)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。n 三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)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)。志有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。n 理論和實(shí)踐證明，無(wú)論采用怎樣的連接方式，一、二理論和實(shí)踐證明，無(wú)論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)（電壓）的相位差總是次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)（電壓）的相位差總是3030的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器17根據(jù)三相變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式（根據(jù)三相變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式（Y Y或或y

11、 y、D D或或d d）畫(huà)出高、）畫(huà)出高、低壓繞組接線圖；低壓繞組接線圖；在接線圖上標(biāo)出相電勢(shì)和線電勢(shì)的假定正方向；在接線圖上標(biāo)出相電勢(shì)和線電勢(shì)的假定正方向；畫(huà)出高壓繞組電勢(shì)相量圖，根據(jù)單相變壓器判斷同一畫(huà)出高壓繞組電勢(shì)相量圖，根據(jù)單相變壓器判斷同一相的相電勢(shì)方法，將相的相電勢(shì)方法，將A A、a a重合，再畫(huà)出低壓繞組的電重合，再畫(huà)出低壓繞組的電勢(shì)相量圖（畫(huà)相量圖時(shí)應(yīng)注意三相量按順相序畫(huà)）；勢(shì)相量圖（畫(huà)相量圖時(shí)應(yīng)注意三相量按順相序畫(huà)）；根據(jù)高、低壓繞組線電勢(shì)相位差，確定聯(lián)結(jié)組別的標(biāo)根據(jù)高、低壓繞組線電勢(shì)相位差，確定聯(lián)結(jié)組別的標(biāo)號(hào)。號(hào)。 確定三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的步驟確定三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的步驟2

12、022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器18CBA1、 Yy0CBAX、Y、Zabcx、y、zABab2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器192、 Yy61802022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器203、 Yy4注意注意abcabc順序錯(cuò)順序錯(cuò)過(guò)一個(gè)過(guò)一個(gè)鐵心柱鐵心柱1202022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器21n YyYy總結(jié)總結(jié)n YyYy聯(lián)結(jié)的三相變壓器，共有聯(lián)結(jié)的三相變壓器，共有Yy0Yy0、Yy4Yy4、Yy8Yy8、Yy6Yy6、Yy10Yy10、Yy2Yy2六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為偶數(shù)。六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為偶數(shù)。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，若高壓繞組三

13、相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到可以得到Y(jié)y4Yy4、Yy8Yy8連接組別。若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到連接組別。若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié)y6Yy6、Yy10Yy10和和Yy2Yy2連接組別。連接組別。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生產(chǎn)：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生產(chǎn)： Yyn0Yyn0、YNy0YNy0、Yy0Yy02022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器22cab4、 Yd1302022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器235、 Yd5ACBc xz ba y150abX、Y、Z2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器246、 Yd11330ACBc xb za y abX、Y、Z2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三

14、章 變壓器25n YdYd聯(lián)結(jié)組別總結(jié)：聯(lián)結(jié)組別總結(jié)：n YdYd聯(lián)結(jié)的三相變壓器，共有聯(lián)結(jié)的三相變壓器，共有Yd1Yd1、Yd5Yd5、Yd9Yd9、Yd7Yd7、Yd11Yd11、Yd3Yd3六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為奇數(shù)。六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為奇數(shù)。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，可以得到以得到Y(jié),d3Y,d3、Y,d7Y,d7連接組別。若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到連接組別。若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié) Y，d5d5、Y,d9Y,d9和和Y,d11Y,d11連接組別。連接組別。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生產(chǎn)：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生產(chǎn)： Yd11Yd11、

15、 YNd11YNd112022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器26例例1 1：將變壓器接成聯(lián)接組標(biāo)號(hào)：將變壓器接成聯(lián)接組標(biāo)號(hào)Dy1Dy1，并畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖，并畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖ABCXYZ初級(jí)初級(jí)接接AXAXCZCZBYBY聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)初級(jí)初級(jí)接接AXAXBYBYCZCZ聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器27ABCXYZ例例1 1：將變壓器接成聯(lián)接組標(biāo)號(hào)：將變壓器接成聯(lián)接組標(biāo)號(hào)Dy1Dy1，并畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖，并畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖 a. 初級(jí)初級(jí)接接AX-CZ-BY聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)b.畫(huà)出高壓側(cè)電勢(shì)相量畫(huà)出高壓側(cè)電勢(shì)相量，并標(biāo)上，并標(biāo)上AX，CZ，BYA(Y)B (Z)C (X)ABABBY2022-

16、4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器28c.c.畫(huà)出低壓側(cè)電勢(shì)相量畫(huà)出低壓側(cè)電勢(shì)相量，并使，并使 abab滯后滯后E EABAB3030，同時(shí)畫(huà)出，同時(shí)畫(huà)出 axax， byby， czcz。( (相序原則順時(shí)針相序原則順時(shí)針a-b-c)a-b-c)d.d.由相量圖知：由相量圖知： axax與與 AXAX同向，表明次級(jí)同向，表明次級(jí)axax繞組與初級(jí)繞組與初級(jí)AXAX繞組繞組在同一鐵心柱上，且在同一鐵心柱上，且a a與與A A為同極性端。同理為同極性端。同理byby與與BYBY同相；同相；czcz與與CZCZ同相。同相。A(Y) abcB (Z)C (X) ABAB abab30e.e.將次級(jí)將次級(jí)

17、x,y,zx,y,z連在一起，接成連在一起，接成Y Y形。形。AXaxbyczaxAXx、y、z2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器29例例2 2 將變壓器接成聯(lián)接組標(biāo)號(hào)為將變壓器接成聯(lián)接組標(biāo)號(hào)為Dy1,Dy1,畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖 a.a.初級(jí)初級(jí)接接AX-BY-CZAX-BY-CZ聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)ABCXYZb.b.畫(huà)初級(jí)電勢(shì)相量畫(huà)初級(jí)電勢(shì)相量，并標(biāo)上，并標(biāo)上AXAX，BYBY，CZCZAXBYCZAEBECEABA(Z)A(Z)B(X)B(X)C(Y)C(Y)ABAX2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器30c.c.畫(huà)出初級(jí)電勢(shì)相量畫(huà)出初級(jí)電勢(shì)相量，使，使 abab滯后滯后 ABA

18、B3030，同時(shí)畫(huà)，同時(shí)畫(huà) axax， byby， czcz。( (相序順時(shí)針相序順時(shí)針a-b-c)a-b-c)d.d.由相量圖知：由相量圖知： AXAX與與 byby反向，表明次級(jí)反向，表明次級(jí)AXAX繞組與初級(jí)繞組與初級(jí)byby繞組在同一鐵心柱上，且繞組在同一鐵心柱上，且A A與與y y為同極性端。同理為同極性端。同理BYBY與與czcz反反相；相；CZCZ與與axax反相反相e.e.將次級(jí)將次級(jí)x,y,zx,y,z連在一起，接成連在一起，接成Y Y形形A(Z)A(Z)B(X)B(X)C(Y)C(Y)ABAXabc AXAX與與 byby反向反向AXaxbyczZCBYx、y、z2022-

19、4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器31例例3 3 變壓器繞組如圖，畫(huà)出電動(dòng)勢(shì)相量圖，判斷聯(lián)接組別變壓器繞組如圖，畫(huà)出電動(dòng)勢(shì)相量圖，判斷聯(lián)接組別cabzxy1 1）畫(huà)出一次繞組的相量圖）畫(huà)出一次繞組的相量圖2) 2) 判斷相位關(guān)系判斷相位關(guān)系3) 3) 依據(jù)相序的原則，畫(huà)二次繞組相量圖，并判依據(jù)相序的原則，畫(huà)二次繞組相量圖，并判斷聯(lián)接組標(biāo)號(hào)。斷聯(lián)接組標(biāo)號(hào)。 D, y11 D, y11XYZABCAa(Y)B (Z)C (X)ABabAXBYbcBY與與ax反向反向x、y、z3302022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器32練習(xí)練習(xí): :變壓器繞組如圖，畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖，判斷聯(lián)接組標(biāo)號(hào)變壓器繞組如圖，畫(huà)電動(dòng)勢(shì)相量圖，判斷聯(lián)接組標(biāo)號(hào)ax與與BY同相同相by與與CZ同相同相cz與與AX同相同相 Y, d3zxycabXYZABCA aBCXYZc xb zyEABEab2022-4-27電機(jī)學(xué) 第三章 變壓器33 用相量圖判定變壓器的連接組別時(shí)應(yīng)注意：用相量圖判定變壓器的連接組別時(shí)應(yīng)注意：n 繞組的極性只表示繞組的繞法，與繞組的首、末端繞組的極性只表示繞組的繞法，與繞組的首、末端標(biāo)志無(wú)關(guān)；標(biāo)志無(wú)關(guān)；n 高、低壓繞組