三相变压器

3A

3B

3C

磁路彼此相关， 各相三次谐波磁通不能与1沿相同铁心磁路 闭合， 借助油箱等辅助磁路。 磁阻大、 3小。 主磁通、感应电势接近正弦波，箱壁易引起涡流，有附加损耗。 线电势仍为正弦波。
41
二. Y/ 连接组的电势波形
原边 1 (1)原边Y→电流中无i3→i正弦→平顶 3 副边
12
说明: E AX表示从A点→X点的电势
所谓联接组,即为找出 E
AX

与E

ax
的相位关系
判断A的同极性端为a
A


E AX

X E AX a

E ax
x E ax
I/I-12
13
连接组的时钟表示
高压电势看作时钟的长 针——固定指向时钟12点 (或0点) 低压电势看作时钟的短 针——代表低压电势的短针 所指的时数作为绕组的组号。
i尖顶 i01 i03 i05
在三相变压器中，谐波磁通的路径与绕组的 联接方式和结构有关。
33
在对称的三相系统中，三次谐波电流最大的特点: 大小相同，相位相同。
i03 A I 03m sin 3t
i03 B I 03 m sin 3 t 1200 I 03 m sin 3t

B

A C A B c

6

A
B
三相心式变压器的磁路
C
A m sint B m sin(t 1200 ) C m sin(t 1200 )
7


三相心式变压器的 磁路特点：
各相磁路彼此相关
3.2
三相变压器的电路系统,——绕组 的联接法和联接组
一、绕组端点的极性与标志 1.绕组端点的标志:
高压首端A、B、C. 低压首端a、b、c 末端X、Y、Z 末端x、y、z
2.绕组的极性:
A、同极性端定义: 同一铁心上的两个绕组若原绕组的某端 点为正电位，副绕组必有一端点同为正电位。→同名端
10
B、判断同极性端
将恒定直流电流同时从原副绕组的两个端点通入,若他们再 铁心中产生的同向,则为同极性端,反之则为异性端.
11
3.单相变压器的联接组
A
单相变压器中： 高压绕组首端为“A”、末端为 “X”；
X a x
低压绕组首端为“a”、末端为“x”。 对于任意标定的a、x， 感应电势 E AX 和 E ax 的相位关系有两种结果， 即 E AX 与 E ax 同相 或反相。 时钟表示法：标志变压器高、低压绕组的相位关系。
24


Y
Y 联接组
A B C
B
XYZ X Y Z a b c xyz 1800 AB/ab Aa C
b
x y Z
Y/Y-6
25
B A B C
b X Y Z a b c Aa c
XYZ
C 3300 x y z Y/-11
26
B A B C
300 X Y Z a b c Aa c b
XYZ
C
x y z
在三相变压器组和三心五柱变压器中,各相磁路互 f 3 3 f1 不相干， 3在主磁路中、Rm磁小， 3较大且
E3 4.44 f 3W1 3 相当大,电势波形严重变形
3A

3B

3C

3A

3B

3C
39

•三相组式变压器： 各相磁路独立， 3与1沿同一磁路闭合， 3大，
B C
I3
b
/Y联接
c
原边绕组中空载电流的三次谐波分量可以流通。
t
t
原边绕组中，相电势e1=e11+ e13 (尖顶波e1),希望e13越小越好. 37
结论：
正弦的磁通产
生正弦感应电势；
平顶的磁通产
生尖顶的感应电
势。 不饱和时，正弦波电流 饱和时，尖顶波电流 正弦磁通 正弦感应电势；
饱和时，正弦波电流
平定波磁通 尖顶感应电势；
38
（1）在三相变压器组和三心五柱变压器
y
b
23
联接组的判别: （1）在接线图上标出各相电势相量；
（2）画出原绕组电动势相量位形图；
（3）根据同一铁心柱上原、副绕组感应电动 势的相位关系， 画出副边绕组电动势位形图。 将“a”点与“A”点重合，使相位关系更直观。 （4）比较原、副绕组线电动势 E AB 与 E ab 的相位关系。 根据钟点法确定联接组别。
(2)三角形联结（D联结） a 联结顺序为AX-CZ-BY-AX ①线电动势与相电动势的关系为： ②相量图
E AB E B E BC E C E CA E A
19





三角形联结（D联结） b. 联结顺序为AX-BY-CZ-AX. ①线电动势与相电动势的关系为： ②相量图
•副边绕组联接，三次谐波同相位、同大小，形成三次谐波 电流。 •副边三次谐波电流作为激磁电流，与原边绕组中的基波电流 共同建立主磁场。 •主磁通接近正弦波。相电势为正弦波，线电势也为正弦波。
43
/Y连接组的电势波形:
原边iL正弦，沿内部i3，所以，i0尖顶，e呈正弦 A

a
I3

I3

找出原、副边 E AB 与 E ab的相位关系
21
BX
A B
C
X Y Z
AZ CY B
A B
C
XYZ X Y Z
A
C
22
找出原,副边 与 E ab 的相位关系 E AB (1)Y Y 联接组 A B C


B
XYZ
X Y Z c a b Aa 1200 xyz C AB/ab Y/Y-4
z x


(1) 星形联结(Y联结) 相电势： 线电势：
E A E A0 E B E B 120 E C EC 120
E AB E A E B E BC E B E C E CA E C E A

18






y
C
C
z
X a
Y b
Z
3
c
二、三相心式变压器
三相的电路有联接， 三相磁路也有联接。心式三 铁心柱铁心结构， 从三个单相变压器演变而来。
4
5
如果把三台单相变压器的铁心拼成星形磁路，则 当三相绕组外施三相对称电压时，由 于三相主磁通 也对称，故三相磁通之和将等 于零。
A B c 0
化的负载，也必须要知道变压器的联结 组标号。
16
二、三相变压器的联接
Y形
形(分两种联接顺序)
A B
A B C
C
A B
C
X Y Z X Y Z
X Y Z
末端连在一起， 首端引出， 为星形连接“Y”， 中点引出 Yo； 一相绕组末端与另一相绕组首端相连， 依次得到一闭合回 路， 为三角形连接“”， 有顺、逆之分。 17
相电势有三次谐波 →副边内有三次电流i3 → '3 消弱了 3 ,使e13减小，故相电势近似正弦 A

a

I3

I3
B c C
I3
b
42
1 e1正弦 (2) 外加U正弦→ iL正弦 → 平顶 3 i3 '3 削弱
问: e13会不会减小至0?
Y/联接
•原边绕组Y联接， 空载电流三次谐波不能流通， 主磁通和 原、副边绕组相电势中出现三次谐波分量。
E AB E A E BC E B E CA E C
20




三、三相变压器的联接组(原副绕组线电势相位差)
三相变压器的联接组是用副边线电势与原边线电 势的相位差来决定。 与原、边三相绕组的联接方法、绕组的绕向和绕组的 首末端的标法有关。 确定三相变压器的联接组号需通过画相量位形图来判 别。
Y0/-11用于110kV以上的高压输电线路，高压侧可以接地。
Y0 / Y -12 Y / Y -12 有形的联结适用于防雷性能较高的变压器。
29
联机组的几点认识： （1）当变压器的绕组标志（同名端或首末端）改 变时， 变压器的联接组号也随着改变。 （2）Y/Y联接的三相变压器， 其联接组号都是 偶数； （3） Y/联接的三相变压器，其联接组号都 是奇数；
（4） /联接可以得到与Y/Y联接相同的组号； /Y联接也可以得到与Y/联接相同的组号； （5）最常用的联接组是Y/Y－12 和 Y/－11；
30
空载电流
变压器空载运行时的原边电流称空载电流，并称为 激磁电流。


0 t1
t
t1
0
im
t
当 为正弦波，i 为尖顶波,含谐波 i1 , i3 , i5 , i7 (1)不计饱和， 正弦，i? i为正弦
14

E AX
A


A
X E AX a

E AX X

a x
E ax
x E ax
E ax
I/I-6
标准联结组 I/I-12
单相变压器：I/I－12； I/I－6；
15
变压器的联结组标号
①两台以上电力变压器并联运行时，
其联结组标号是能否正常并联的非常 重要的参数。
②对某些需要关注一、二次电压相位变
(2)计饱和， i正弦， ?
平顶波
31


0 t1
t
t1
0
im
t
(1)不计饱和， 正弦，i? i为正弦
(2)计饱和ห้องสมุดไป่ตู้ i正弦， ?
平顶波
32
3-3 三相变压器绕组联接法和磁路系统对 电势波形的影响
在变压器中,要有正弦波形的e，必须有正弦的，而这时 由于铁心饱和的影响,励磁电流i0为尖顶波。
Y/-1
27
A B
C
BX
X Y Z a b c
bz
xc
AZ a y x y z CY
3000
/-10
28
四、标准联接组
单相和三相变压器有很多联结组别，为了避免制造与使 用时造成混乱，国家标准规定： Y/Y0-12用作配电变压器，其2次侧可以引出中线作为三相 四线制，可以供动力电和照明电；（高压侧<35kV，低压 侧<400V(单相230V)） Y/-11
（1）三相变压器的磁路系统；
（2）三相绕组的联接，即电路问题； （3）不同磁路下的感应电势的波形；
2
3-1
三相变压器的磁路系统
一、三相变压器组
三个相分别是三个单相变压器， 仅仅在电路上互相联 接，三相磁路互相完全独立。 各相主磁通有各自的铁心磁 路， 互不影响。若对称电源，三相磁通对称
A
A
x
B
B


A A 2 1 B 3 2 C 4 3


B

C 可得 4 1


3 B


由相量图得 A 31
说明增加旁轭可减小高度

1
3
9
A B c 4 1 0
i03C I 03 m sin 3t 1200 I 03 m sin 3t

I 03 A

I 03C

零序电流 的比较
34
I 03 B
结论：
•不饱和时，正弦的Φ由正弦im产生。 •饱和时，正弦的Φ必须由尖顶的im产生。如果im仍为正弦，则 产生Φ的是平顶波。 •平顶Φ的中含有较大的3次谐波磁通，如果不加以抑制，将产 生含有3次谐波的感应电势。
感应得到的E3可达45~60%。
感应电势称为尖顶波， 最大值升高， 影响绝缘。 故三相变压器组和三心五柱变压器不能做成 Y/Y联接.
线电势中， 三次谐波电动势互相抵消， 线电势 仍为正弦波。
40
（2）三相心式变压器
3无法由主磁路通过,只能由油、油箱等形成回路， Rm磁大， 故3小, e3小,但有附加损耗 ,故有容量限制:容量限制在 1800kVA以下
第三章 三相变压器
电力系统普遍采用三相供电制， 电力系统用 的最多的是三相变压器。
1
当三相变压器的原边和副边绕组均以一定的接法
现接， 带上三相对称负载， 原边加上对称的三相 电压时 ，因为三相对称电压本身大小相等、相位 互差1200，因此求得一相的电压、电流， 其它两 相按对称关系求出。 特殊问题：
A

B

C

由磁通的路径可知：B相磁阻小，
m U对称 各相磁通相等 F不等 I m 不对称
F
R 磁
F WI
磁路长短不一， 励磁电流占很小比例， 影响不大。
优点：耗材少、价格便宜、占地少、维护简单
8
三、三相五柱式变压器
1

2

3

4

C 1 2 A
35
一、Y/Y联接组的电势波形
原边加对称三相电源→i1，由于原边为Y/Y联接,三次电流无法
通过， i1 正弦, →
1 e11 m 平定 3 e13
(原边)


1
t1
0
im
0
3
t
t
三次谐波电流在Y联接的 绕组中无法流通
36

1
0
e 0
3
1 e1=e11+ e13 e11 e13 3