變壓器課程課件

9.6變壓器的運行特性效率：當可變損耗與不變損耗相等時，

即有最大效率：電力變壓器的最大效率較高，可達95%～99%，電力變壓器最大效率一般發(fā)生在I2*=0.5~0.6范圍內(nèi)

第十章三相變壓器10.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)10.2三相變壓器的聯(lián)結(jié)組號10.3三相變壓器繞組連接方式對相電勢波形的影響10.4變壓器的并聯(lián)運行10.5三相變壓器的不對稱運行本章內(nèi)容：

三相變壓器對稱運行時，其各相的電壓，電流大小相等，相位互差，因此在運行原理的分析與計算時，可以取三相中一相來研究，即三相問題可以轉(zhuǎn)化為單相問題。10.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的磁路系統(tǒng)，可分為各相磁路彼此無關(guān)和彼此相關(guān)兩類，各有優(yōu)缺點。

（a）（b）（c）三相變壓器組的磁路三相心式變壓器的磁路10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號1.高、低壓繞組相電勢的相位關(guān)系三相變壓器高壓繞組的首端通常用大寫的A、B、C表示，尾端用大寫的X、Y、Z表示，低壓繞組的首端用小寫的a、b、c表示，尾端用x、y、z表示。為了確定相電勢的相位關(guān)系，高壓和低壓繞組相電勢相量的正方向統(tǒng)一規(guī)定為從繞組的首端指向尾端。高壓和低壓繞組的相電勢既可能是同相位，亦可能是反相位，取決于繞組的繞法和首、末端的標志方式（繞組的同名端是否同在首端或尾端）。10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號2.高、低壓繞組線電勢的相位關(guān)系時鐘表示法：把高、低壓繞組兩個線電勢三角形的重心重合，把高壓側(cè)線電勢三角形的一條中線作為時鐘的長針，指向鐘面的12，再把低壓側(cè)線電勢三角形中對應(yīng)的中線作為短針，它所指的鐘點就是該聯(lián)結(jié)組的組號。Yy0聯(lián)結(jié)組Yy6聯(lián)結(jié)組

Yy聯(lián)結(jié)組10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號2.高、低壓繞組線電勢的相位關(guān)系Yd11聯(lián)結(jié)組Yd聯(lián)結(jié)組

高、低壓繞組采用Yy（或Dd）連接，可得0，2，4，6，8，10這六個偶數(shù)聯(lián)結(jié)組號；高、低壓繞組采用Yd（或Dy）連接，可得1，3，5，7，9，11這六個奇數(shù)聯(lián)結(jié)組號；總共可得12個聯(lián)結(jié)組號。

10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號順便指出，判斷三相變壓器聯(lián)結(jié)組號時，有時將變壓器高、低壓側(cè)線電勢相量三角形的A點與a點重合，用高壓側(cè)線電勢相量當作時鐘的長針，把對應(yīng)的低壓側(cè)線電勢相量當作時鐘的短針。變壓器聯(lián)結(jié)組的種類有多種，為了方便應(yīng)用，國標規(guī)定Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0等五種作為優(yōu)先采用的標準聯(lián)結(jié)組。

已知三相變壓器聯(lián)結(jié)組號為Yd3，畫出相量圖、完成繞組的連接并標記繞組的首尾端AE&

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10.3三相變壓器繞組連接方式對相電勢波形的影響

1.Yy連接的三相變壓器

三相變壓器中，一次側(cè)三相繞組的連接方法不同，可能導(dǎo)致激磁電流中的三次（及其倍數(shù)次）諧波分量不能流通，這將迫使主磁通與相電勢波形畸變，并且這種畸變的程度不僅與繞組的連接方式有關(guān)，還與三相變壓器的磁路系統(tǒng)有關(guān)。

一次側(cè)Y接線，i03=0，i0為正弦波，磁通Φ應(yīng)為平頂波。B.對三相心式變壓器，Φ3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，Φ3很小，Φ基本為正弦波，感應(yīng)電動勢e也基本為正弦波。但通過油箱壁時將產(chǎn)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1800kVA時，不宜采用心式Y(jié)y連接。A.

對三相組式變壓器，Φ3可以在鐵心中存在，所以Φ為平頂波，感應(yīng)電動勢e

為尖頂波，其中的三次諧波幅值可達基波幅值的45%~60%，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Yy連接。10.3三相變壓器繞組連接方式對相電勢波形的影響

2.Yd連接的三相變壓器

一次繞組Y連接，i03=0，i0為正弦波，Φ應(yīng)為平頂波，其中的Φ3在二次繞組中感應(yīng)電動勢e23，并在D內(nèi)產(chǎn)生i23。

i23建立的磁通Φ23大大削弱Φ3的作用，因此合成磁通和電動勢均接近正弦波。為了能夠采用Yy連接方式，工程中常在變壓器中加入一個相應(yīng)獨立的D接繞組，達到消除三次（三的倍數(shù)次）諧波磁通的目的，解決磁通和相電勢畸變問題。

3.YNy或Dy連接的三相變壓器一次側(cè)YN或D接線，i03可以流過，i0為尖頂波，磁通Φ應(yīng)為正弦波，感應(yīng)電動勢e也為正弦波。10.4變壓器的并聯(lián)運行

并聯(lián)運行的優(yōu)點:提高供電系統(tǒng)的可靠性；提高變壓器的運行效率；可以減少變壓器的儲備容量。變壓器并聯(lián)運行是指將兩臺或多臺變壓器的一次繞組和二次繞組分別并聯(lián)到一次側(cè)和二次側(cè)的公共母線上，同時對負載供電的運行方式

。

10.4變壓器的并聯(lián)聯(lián)運行1.變壓器并聯(lián)運運行的理想條條件1）空載時，并并聯(lián)運行的各各臺變壓器二二次側(cè)之間沒沒有環(huán)流。2）并聯(lián)運行的的各變壓器承承擔的負載電電流按其額定定容量成比例例分配。3）負載后并聯(lián)聯(lián)運行的變壓壓器二次側(cè)電電流應(yīng)同相位位。為了達到變壓壓器并聯(lián)運行行的理想條件件，并聯(lián)運行行的變壓器必必須具備下列列條件：1）各變壓器的的額定電壓和和電壓變比應(yīng)應(yīng)分別相等。。2）各變壓器的的聯(lián)結(jié)組號相相同?！?）各變壓器短短路阻抗的標標幺值要相等等，阻抗角要要相同。10.4變壓器的并聯(lián)聯(lián)運行2.變比不等時的的變壓器并聯(lián)聯(lián)運行短路阻抗不等等時，并聯(lián)運運行變壓器負負載電流的標標幺值與其短短路阻抗的標標幺值成反比比。3.短路阻抗不等等時的變壓器器并聯(lián)運行結(jié)論：變壓器并聯(lián)運運行時，聯(lián)結(jié)結(jié)組號必須相相同；電壓比比（變比）偏偏差要嚴格控控制（一般小小于0.5%）；短路阻抗抗的標幺值差差值不大于10%，容量大的變變壓器短路阻阻抗的標幺值值略小些，短短路阻抗角可可適當有差別別。10.5三相變壓器的的不對稱運行行1.對稱分量法對稱分量法的的原理是把一一組不對稱的的三相電壓或或電流看成三三組三相同頻頻率的對稱的的電壓或電流流的疊加，后后者稱為前者者的對稱分量量。2.Yyn連接的三相變變壓器單相負負載分析略第十一章三三繞組變壓器器及其他用途途變壓器11.1三繞組變壓器器11.2自耦變壓器11.3互感器內(nèi)容：11.1三繞組變壓器器1.繞組三繞組變壓器器有一個一次次繞組和兩個個二次繞組。。對應(yīng)于三個個繞組有高壓壓、中壓和低低壓三種額額定電壓。三繞組變壓器器的第三繞組組常常接成三三角形連接。。三繞組變壓器器的鐵心一般般為心式結(jié)構(gòu)構(gòu)。三相三繞組變變壓器的標準準聯(lián)結(jié)組有YNyn0d11和YNyn0y0兩種。2.基本方程和等等效電路磁通示意圖簡化等效電路路11.1三繞組變壓器器3.參數(shù)的測定磁勢平衡方程程：三繞組變壓器器短路實驗電勢平衡方程程：（a）（b）（c）三繞組變壓器器的等效漏阻阻抗可用三次次短路試驗來來測定。11.2自耦變壓器1.自耦變壓器的的連接法和容容量關(guān)系變壓器的一次次和二次繞組組中有一部分分繞組是公共共繞組的變壓壓器稱為自耦變壓器接線圖繞繞組布布置（a）（b）自耦變壓器的的視在功率由兩部分組成成：一部分功功率SN與普通兩繞組組變壓器一樣樣，由電磁感感應(yīng)關(guān)系傳遞遞到二次，稱稱為感應(yīng)功率；另一部分視視在功率[SN/(ka-1)]則是通過直接接傳導(dǎo)作用，，由一次傳送送到二次，稱稱為傳導(dǎo)功率，傳送這部分分功率時不需需要耗費變壓壓器的有效材材料。11.2自耦變壓器2.自耦變壓器的的特點1）由于自耦變變壓器的計算算容量小于額額定容量，所所以在同樣的的額定容量下下，自耦變壓壓器的主要尺尺寸縮小，有有效材料（硅硅鋼片和銅線線）和結(jié)構(gòu)材材料（鋼材））都相應(yīng)地減減少，從而降降低了成本。。效率較高。。2）由于自耦變變壓器的短路路阻抗標么值值比兩繞組變變壓器的小，，故短路電流流較大。為了了提高自耦變變壓器承受突突然短路的能能力，設(shè)計時時，對自耦變變壓器的機械械結(jié)構(gòu)應(yīng)適當當加強，必要要時可以適當當增大短路阻阻抗以限制短短路電流。3）由于自耦變變壓器一次側(cè)側(cè)與二次側(cè)之之間有電的聯(lián)聯(lián)系，當高壓壓側(cè)過電壓時時，會引起低低壓側(cè)產(chǎn)生嚴嚴重的過電壓壓。為避免這這種危險，一一次、二次側(cè)側(cè)都須裝設(shè)避避雷器。11.3互感器器1.電流互互感器器互感器器是一種種測量量用的的設(shè)備備，有有電流流互感感器和和電壓壓互感感器兩兩種，，它們們的工工作原原理和和變壓壓器相相同。。電流互互感器器原理理圖電流互互感器器的一一次繞繞組由由一匝匝或幾幾匝截截面較較大的的導(dǎo)線線構(gòu)成成，串串入需需要測測量電電流的的電路路中。。二次次側(cè)的的匝數(shù)數(shù)較多多，導(dǎo)導(dǎo)線截截面較較小，，并與與阻抗抗很小小的儀儀表（（如電電流表表，瓦瓦特表表的電電流線線圈等等）接接成閉閉路。。電流互互感器器分為為0.2，0.5，1.0，3.0和10等五個個標準準等級級。例例如，，0.5級準確確度就就表示示在額額定電電流時時，測測量電電流的的誤差差不超超過0.5%。電流互互感器器的二二次繞繞組不不容許許開路路。11.3互感器器2.電壓互互感器器電流互互感器器原理理圖電壓壓互互感感器器的的一一次次側(cè)側(cè)直直接接接接到到被被測測的的高高壓壓電電路路，，二二次次側(cè)側(cè)接接電電壓壓表表或或瓦瓦特特表表的的電電壓壓線線圈圈。。由由于于電電壓壓表表和和瓦瓦特特表表的的電電壓壓線線圈圈內(nèi)內(nèi)阻阻抗抗很很大大，，所所以以電電壓壓互互感感器器的的運運