電機(jī)與電氣控制技術(shù) 課件 1-3三相變壓器的認(rèn)識(shí)與使用

任務(wù)三三相變壓器的認(rèn)識(shí)與使用任務(wù)描述

由于目前電力系統(tǒng)都是三相制的，所以三相變壓器應(yīng)用非常廣泛。從運(yùn)行原理上看，三相變壓器與單相變壓器完全相同。三相變壓器在對(duì)稱負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，可取其一相來(lái)研究，即可把三相變壓器化成單相變壓器來(lái)研究。本任務(wù)要了解三相變壓器的磁路，會(huì)判斷三相變壓器的連接組別，熟悉三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行意義和條件。目錄三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的連接方式和連接組別三相變壓器的磁路系統(tǒng)1、三相組式變壓器三相變壓器的磁路系統(tǒng)按鐵芯結(jié)構(gòu)可以分為各相磁路彼此無(wú)關(guān)（獨(dú)立）和彼此相關(guān)（不獨(dú)立）兩類。。

三相變壓器組是由3個(gè)同樣的單相變壓器組成的，如圖所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是三相之間只有電的聯(lián)系而無(wú)磁的聯(lián)系；其磁路特點(diǎn)是三相磁通各有自己的單獨(dú)磁路，互不相關(guān)聯(lián)。

如果外施電壓是三相對(duì)稱的，則三相磁通也一定是對(duì)稱的。如果3個(gè)鐵芯的材料和尺寸相同，則三相磁路的磁阻相等，三相空載電流也是相等的。三相組式變壓器的鐵芯材料用量多，占地面積大，效率也較低；受運(yùn)輸條件或備用容量限制。所以，實(shí)際中主要用于巨型容量變壓器的制造。三相變壓器的磁路系統(tǒng)2、三相芯式變壓器

三相芯式變壓器是由三相變壓器組演變而來(lái)的。如果把3個(gè)單相變壓器的鐵芯按圖a所示的位置靠攏在一起，外施三相對(duì)稱電壓時(shí)，則三相磁通也是對(duì)稱的，因中心柱中磁通為三相磁通之和，且所以，中心柱中沒(méi)有磁通通過(guò)。因此，可將中心柱省去，變成如圖b所示的形狀。實(shí)際上為了制造的方便，常用的三相變壓器的的鐵芯是將3個(gè)鐵芯柱布置在同一個(gè)平面內(nèi)，如圖c所示。三相變壓器的磁路系統(tǒng)

由圖可以看出，三相芯式變壓器的磁路是連在一起的，各相的磁路是相互關(guān)聯(lián)的，即每相的磁通都以另外兩相的鐵芯柱作為自己的回路。三相的磁路不完全一樣，B相的磁路比兩邊的A相和C相的磁路要短些。B相的磁阻較小，因而B(niǎo)相的勵(lì)磁電流也比其他兩相的勵(lì)磁電流要小。由于空載電流只占額定電流的百分之幾，所以空載電流不對(duì)稱，對(duì)三相變壓器的負(fù)載運(yùn)行影響很小，可以不予考慮。在工程上取三相空載電流的平均值作為空載電流值，即在相同的額定容量下，三相芯式變壓器與三相組式變壓器組相比，鐵芯用料少、效率高、價(jià)格便宜、占地面積小、維護(hù)簡(jiǎn)便，因此，中小容量的電力變壓器都采用三相芯式變壓器。三相變壓器的連接方式與連接組別1、三相組式變壓器的連接方式

在三相電力變壓器中，不論一次繞組還是二次繞組，其連接方法主要有星形和三角形兩種。把三相繞組的三個(gè)末端X、Y、Z（或x、y、z）連接在一起，而把它們的首端A、B、C(或a、b、c)引出，這便是星形聯(lián)結(jié)，用字母Y或y表示，如圖a所示。（a）星形聯(lián)結(jié)（b）逆序三角形聯(lián)結(jié)（c）順序三角形聯(lián)結(jié)三相變壓器的連接方式與連接組別1、三相組式變壓器的連接方式

把一相繞組的末端和另一相繞組的首端連在一起，順次連接成閉合回路，然后，從首端A、B、C（或a、b、c）引出，如圖b、c所示，這便是三角形聯(lián)結(jié)，用字母D或d表示。在圖b中，三相繞組按A-X-C-Z-B-Y-A的順序連接，稱為逆序（逆時(shí)針）三角形聯(lián)結(jié)；在圖c中，三相繞組按A-X-B-Y-C-Z-A的順序連接，稱為順序（順時(shí)針）三角形聯(lián)結(jié)?，F(xiàn)在新國(guó)標(biāo)中只有順序三角形聯(lián)結(jié)。（a）星形聯(lián)結(jié)

（b）逆序三角形聯(lián)結(jié)（c）順序三角形聯(lián)結(jié)三相變壓器的連接方式與連接組別2、三相組式變壓器的連接組別

三相變壓器的連接組由兩部分組成，一部分表示三相變壓器的連接方法，一部分表示連接組的標(biāo)號(hào)。下面介紹連接組的方法和作圖步驟。（1）根據(jù)繞組連接方法畫(huà)出繞組連接圖，標(biāo)明高壓側(cè)各繞組的同名端，根據(jù)高壓側(cè)的同名端標(biāo)明同一鐵芯柱上的低壓側(cè)同名端。（2）標(biāo)明高壓側(cè)相電勢(shì)

、

、

和低壓側(cè)相電勢(shì)

、

、

的正方向。（3）隨后可以先畫(huà)出高壓線圈的相量圖；再根據(jù)同名端和端子標(biāo)號(hào)來(lái)確定低壓側(cè)相電勢(shì)的向量位置。（4）對(duì)于不同的聯(lián)接方式畫(huà)出高壓側(cè)任一線電勢(shì)和其對(duì)應(yīng)的低壓側(cè)線電勢(shì)的向量位置，將AB，ab連線，根據(jù)它們的相位差，按照時(shí)鐘法確定連接組別。三相變壓器的連接方式與連接組別現(xiàn)在舉例說(shuō)明三相變壓器連接組的判別方法。Yy連接三相變壓器連接時(shí)的接線圖如圖a所示。圖中同名端在對(duì)應(yīng)端，這時(shí)，原、副邊對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，同時(shí)原、副邊對(duì)應(yīng)的線電動(dòng)勢(shì)與也同相位，如圖b所示。這時(shí)，如把指向鐘面的12點(diǎn)，則也指向12點(diǎn)，故其連接組就寫(xiě)為(Y，y-12)。三相變壓器的連接方式與連接組別Yd連接三相變壓器(Y，d-ll)連接時(shí)的接線圖如圖a所示。圖中將原、副繞組的同名端標(biāo)為首端（或末端），副繞組做三角形聯(lián)結(jié)，這時(shí)，原、副邊對(duì)應(yīng)相的相電動(dòng)勢(shì)也同相位，但線電動(dòng)勢(shì)

與

的相位差為330°，如圖b所示。當(dāng)指向鐘面的12時(shí)，則指向11，故其組號(hào)為11，用Yd11表示。三相變壓器的連接方式與連接組別綜上所述，對(duì)（Y，y）連接而言，可得0、2、4、6、8、10六個(gè)偶數(shù)連接組標(biāo)號(hào)；對(duì)(Y，d)連接而言，可得1、3、5、7、9、11六個(gè)奇數(shù)連接組標(biāo)號(hào)。因此，三相變壓器共有12個(gè)不同的連接組別。同時(shí)可以看出影響三相組別的因素有以下幾個(gè)方面。①繞組的繞向。②首、末端標(biāo)記。③三相繞組的連接方式。用時(shí)鐘法來(lái)表示連接組的組別。為便于制造和并聯(lián)運(yùn)行，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五種連接作為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接