第07章-三相变压器解剖
三相变压器内部结构
三相变压器内部结构
三相变压器内部结构主要包括主变压器、辅助设备和保护装置。
1. 主变压器：主变压器通常由三个独立的相组成，每个相都包括一个原边线圈和一个副边线圈。
原边线圈将输入的三相电压变压为需要的输出电压，而副边线圈将输出电压提供给负载。
主变压器的核心由铁芯和绝缘材料组成，绝缘材料用于绕制线圈并分隔线圈和铁芯。
2. 辅助设备：辅助设备包括冷却系统、绝缘系统和连接系统。
冷却系统常用的是油冷却和风冷却两种方式，油冷却方式常用于大型变压器，风冷却方式常用于小型变压器。
绝缘系统由绝缘材料构成，主要用于保护线圈免受外界环境的影响。
连接系统包括输入、输出和地线的连接，确保电流能够正确的流动。
3. 保护装置：保护装置主要用于监测和保护变压器的正常运行。
常见的保护装置包括过载保护、短路保护和过电压保护等。
过载保护用于监测变压器是否超过额定容量，短路保护用于防止变压器由于短路而损坏，过电压保护用于防止输入电压过高而对变压器造成危害。
这些保护装置通常由继电器和传感器组成，能够实时感知变压器运行状态并采取相应的保护措施。
总之，三相变压器内部结构的设计旨在提供稳定可靠的电压转换和保护功能，确保变压器的安全运行。
三相变压器 ppt课件
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B
B C
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芯式变压器特点：(1)三个铁 芯互不独立；(2)三相磁路相 互关联；(3)中间相的磁路短、 磁阻小，当三相电压平衡时， 三相励磁电流稍有不对称。
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Zc
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此外两种三相变压器的结构存在的一定的差异：三相组式变
压器备用容量小，搬运方便。三相芯式变压器节省材料，效率高，
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C 优点：节省材料，体积 小，效率高，维护方便。
X
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Y b y
Zc
应用：大、中、小容量 的变压器广泛用于电力
z
系统中。
三相三柱旁轭式铁芯和绕组
大容量的电力变压器，当受到运输条件和空间高度的限制，
需要降低铁芯高度时，常采用三相三柱旁轭式铁芯。它就是在三
相芯式变压器的铁芯两边加上两个旁轭。如下图所示:
三相变压器的磁路系统
1.三相组式变压器
A
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aB
U A
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U B
x Y
B
b
C
U C
y Z
C
c
z
磁路特点：由三个独立的单相变压器组成各相铁芯,各相 磁通、磁阻都相等。彼此独立，互不关联。
三相组式变压器优缺点是：对特大容量的变压器制造容易，备用 量小。但其铁芯用料多，占地面积大，只适用于超高压、特大容 量的场合。
(2)掌握变压器组别，能用位形图判断连接组别；
(3)掌握绕组连接方式(电路)和铁芯结构(磁路)对三相变压器空 载电动势波形的影响 ； (4)了解对称分量法是分析变压器的各种不对称运行情况的有效 方法，知道中点位移现象。
三相变压器的构造和原理
三相变压器的构造和原理
三相变压器是一种将交流电能从一个电压级别转换到另一个电压级别的电力设备。
它由三个相同的单相变压器组成，每个单相变压器的一次绕组接在三相电源上，二次绕组则连接到负载。
三相变压器的构造和原理如下：
构造：
三相变压器由三个单相变压器组成，每个单相变压器有两个绕组（一次绕组和二次绕组）和一个铁芯。
三个单相变压器通过共享一个铁芯来组成三相变压器。
每个单相变压器的一次绕组都绕在铁芯上，而二次绕组则相互独立。
铁芯由硅钢片组成，这些硅钢片有助于降低电磁感应损失。
原理：
三相变压器的原理与单相变压器的原理相同。
当交流电流通过一次绕组时，它将在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会引起在二次绕组中产生电势差。
如果二次绕组的绕组数比一次绕组的绕组数少，则二次电压将比一次电压低。
如果二次绕组的绕组数比一次绕组的绕组数多，则二次电压将比一次电压高。
在三相变压器中，每个单相变压器的一次绕组都连接到三相电源中的一个相位。
这些一次绕组相互独立，但它们共享同一个铁芯。
当三个单相变压器一起运行时，它们的二次绕组的电压将相互关联，形成一个三相电压输出。
第07章-三相变压器分解
A
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a
B
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b C
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xY
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c z
主讲教师：阎治安
1
电机学
这种变压器组的各相磁路是相互独立的。当一次侧加上三相对称正弦电压 时，三相空载电流是对称的，三相绕组的主磁通ΦA、ΦB、ΦC也对称。 对于特大容量变压器，采用这种变压器组时将方便运输。
二、三相芯式变压器的磁路
三相芯式变压器铁心是将三台单相变压器的铁心合在一起经演变过来的。 通过中间铁心柱的磁通便是A、B、C 三个铁心柱磁通的相量和。 如果三相电压对称，则三相磁通的总和 ΦA+ΦB+ΦC=0，因此，中间铁心柱 可以省去。
2
主讲教师：阎治安
电机学
为了使结构简单、制造方便、减小体积、节省材料，通常将三相铁心 柱的中心线布置在同一平面内，演变成常用三相心式变压器铁心。
B A C
A
B
C
0 A B C
省去中央芯柱
展平并缩短中间相轭部
这种铁心结构，两边两相磁路的磁阻比中间一相磁阻大一些。当外加三 相电压对称时，各相磁通相等，但三相空载电流不等，中间那相空载电流 小一些。在小容量变压器中表现较明显，一般I0A=I0C= (1.2-1.5) I0B在大型变 压器中，其不平衡度较小。
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：
单相双绕组变压器有一个标准联结组 I, i0 三相双绕组变压器有5种标准联结组：Y, yn0 , Y,d11, YN,d11, Y,z11, D,z0 。 z表示曲折形联结。 Y,yn0用作配电变压器，其二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 U1<35 kV，低压侧U2<400V , 单相时为 230V）YN,d11用于110kV以上的高压输电线路，高压侧可以接地。 有z 形的联结适用于防雷性能较高的变压器
变压器结构图解
变压器结构图解变压器的基本结构部件是铁心和绕组，由它们组成变压器的器身。
为了改善散热条件，大、中容量变压器的器身浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组与外电路的连接则经绝缘套管引出。
为了使变压器平安牢靠地运行，还设有储油柜、气体继电器和平安气道等附件。
(一)铁心铁心既作为变压器的磁路;又作为变压器的机械骨架。
为了提高导磁性能、削减交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器的铁心都采纳厚度为0.35-0.5mm的电工钢片叠装而成。
电工钢片的两面涂有绝缘层，起绝缘作用。
大容量变压器多采纳高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。
电力变压器的铁心一般都采纳心式结构，其铁心可分为铁心柱(有绕组的部分)和铁轭(联接两个铁心柱的部分)两部分。
绕组套装在铁心柱上，铁轭使铁心柱之间的磁路闭合。
在铁心柱与铁轭组合成整个铁心时，多采纳交叠式装配，使各层的接缝不在同一地点，这样能削减励磁电流，但缺点是装配简单，费工费时。
在一般变压器中，铁心柱截面采纳外接圆的阶梯形。
只有当变压器容量很小时才采纳方形。
沟通磁通在铁心中会引起涡流损耗和磁滞损耗，使铁心发热。
在大容量变压器的铁心中，往往设置油道。
铁心浸在变压器油中，当油从油道中流过时，可将铁心中的热量带走。
(二)绕组绕组是变压器的电路部分，用来传输电能，一般分为高压绕组和低压绕组。
接在较高电压上的绕组称为高压绕组;接在较低电压上的绕组称为低压绕组。
从能量的变换传递来说，接在电源上，从电源汲取电能的绕组称为原边绕组(又称一次绕组或初级绕组);与负载连接，给负载输送电能的绕组称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。
绕组一般是用绝缘的铜线绕制而成。
高压绕组的匝数多、导线横截面小;低压绕组的匝数少、导线横截面大。
为了保证变压器能够平安牢靠的运行以及有足够的使用寿命，对绕组的电气性能、耐热性能和机械强度都有肯定的要求。
绕组是根据肯定规律连接起来的若干个线圈的组合。
依据高压绕组和低压绕组相互位置的不同，绕组结构型式可分为同心式和交叠式两种。
三相变压器构造
电力变压器的构造这是一个三相电力变压器的模型。
从外观看主要由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油枕、散热管组成。
三相电力变压器移去变压器箱体可看到变压器的铁芯与绕组，铁芯由硅钢片叠成，硅钢片导磁性能好、磁滞损耗小。
在铁芯上有A、B、C三相绕组，每相绕组又分为高压绕组与低压绕组，一般在内层绕低压绕组，外层绕高压绕组。
图2左边是高压绕组引出线，右边是低压绕组引出线。
电力变压器的铁芯与绕组把铁芯与绕组放入箱体，绕组引出线通过绝缘套管内的导电杆连到箱体外，导电杆外面是瓷绝缘套管，通过它固定在箱体上，保证导电杆与箱体绝缘。
为减小因灰尘与雨水引起的漏电，瓷绝缘套管外型为多级伞形。
右边是低压绝缘套管，左边是高压绝缘套管，由于高压端电压很高，高压绝缘套管比较长。
电力变压器的绝缘套管变压器箱体（即油箱）里灌满变压器油，铁芯与绕组浸在油里。
变压器油比空气绝缘强度大，可加强各绕组间、绕组与铁芯间的绝缘，同时流动的变压器油也帮助绕组与铁芯散热。
在油箱上部有油枕，有油管与油箱连通，变压器油一直灌到油枕内，可充分保证油箱内灌满变压器油，防止空气中的潮气侵入。
电力变压器的油枕与散热管油箱外排列着许多散热管，运行中的铁芯与绕组产生的热能使油温升高，温度高的油密度较小上升进入散热管，油在散热管内温度降低密度增加，在管内下降重新进入油箱，铁芯与绕组的热量通过油的自然循环散发出去。
变压器油循环散热示意图一些大型变压器为保证散热，装有专门的变压器油冷却器。
冷却器通过上下油管与油箱连接，油通过冷却器内密集的铜管簇，由风扇的冷风使其迅速降温。
油泵将冷却的油再打入油箱内，下图是一台容量为400000kVA的特大型电力变压器模型，其低压端电压为20kV，高压端电压为220kV。
大型电力变压器采用油冷却的变压器结构较复杂，由于油是可燃物，也就存在安全性问题。
目前，在城市内、大型建筑内使用的变压器已逐渐采用干式电力变压器，变压器没有油箱，铁芯与绕组安装在普通箱体内。
三相变压器
三相变压器的联结组
三相绕组的联结： 三相绕组的联结：星形联结和三角形联结 三相变压器绕组的首、末端标志如下： 三相变压器绕组的首、末端标志如下： A、B、C代表高压绕组的首端，X、Y、Z代表高压绕组的末端 代表高压绕组的首端， 代表低压绕组的首端， a、b、c代表低压绕组的首端，x、y、z代表低压绕组的末端 在三相变压器中， 在三相变压器中，我国主要采用星形联结和三角形联结两种
b相，现标为a相：把c相作为 相；把a相作为 相。原边的 相绕组 相 现标为 相 相作为b相 相作为c相 原边的A相绕组 相作为 相作为 实际上和副边的c相绕组同套在一个铁心柱上 实际上和副边的 相绕组同套在一个铁心柱上
A
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C
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Y a
Z b
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c yx z (b)
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图 3-11 Y,y4联 组 结
三相变压器
三相变压器
本章研究的重点问题 目前各国电力系统均采用三相制， 目前各国电力系统均采用三相制，故使用得最广的是三相 变压器。 变压器。 从运行原理上看，三相变压器在对称负载下运行时， 从运行原理上看，三相变压器在对称负载下运行时，各 相的电压、电流幅值相等，相位互差120 120度 相的电压、电流幅值相等，相位互差120度，故可以取三相中 的任一相来研究， 的任一相来研究，即三相问题可以简化成单相问题 所列的基本方程式、等效电路、 所列的基本方程式、等效电路、相量图以及性能计算公 式等等， 式等等，对于三相变压器仍然适用 本章将研究三相变压器的几个特殊问题。即磁路系统、 本章将研究三相变压器的几个特殊问题。即磁路系统、联 结组、电动势、空载电流及磁通波形， 结组、电动势、空载电流及磁通波形，以及不对称运行等问题
三相变压器内部结构
三相变压器内部结构
【实用版】
目录
1.三相变压器的基本概念
2.三相变压器的内部结构
3.三相变压器的绕组结构
4.三相变压器的铁芯结构
5.三相变压器的联接组别和铁芯结构对谐波电流、谐波磁通的影响
正文
三相变压器是一种用于输入和输出三相交流电压的设备，其内部结构主要包括绕组和铁芯。
为了输入不同的电压，输入绕组可以使用多个绕组以适应不同的输入电压，同时输出绕组也可以用多个绕组以输出不同的电压。
三个独立的绕组通过不同的接法（如：星形、三角形）接入三相交流电源，其输出亦如此。
三相变压器的绕组结构有多种，如双层圆筒式、多层圆筒式、饼式、螺旋式等。
其中，饼式又分为连续式、纠结式、纠结连续式，螺旋式又可分为单螺旋、双螺旋、四螺旋、八螺旋等。
三相变压器的铁芯结构主要有壳式和芯式两种。
壳式铁芯结构由三个独立的铁芯构成，每个铁芯都有自己的磁路，彼此独立、互不关联。
芯式铁芯结构则将三个铁芯合并成一个整体，每个相的磁路必须通过另外两相的磁路构成回路，即磁路彼此关联、互相影响。
三相变压器的联接组别和铁芯结构对谐波电流、谐波磁通有影响。
变压器的谐波电流是由其励磁回路的非线性引起的。
谐波电流会导致铜损和杂散损耗增加，影响变压器的性能。
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《三相变压器》课件
应用领域：电力系统、电子设备、电气设备等领域
结构特点：由铁芯、绕组、绝缘材料等组成，具有体积小、重量轻、效率高等优点
工作原理简介
变压器是一种电能转换设备，可以将一种电压的交流电转换为另一种电压的交流电
三相变压器的工作原理是基于电磁感应原理，通过电磁感应将电能从一个绕组传递到另一个绕组
三相变压器组成结构
铁芯
铁芯是三相变压器的核心部件，由硅钢片制成
铁芯的结构包括铁芯柱、铁芯轭和铁芯垫片
铁芯的制造工艺包括冲压、叠片、焊接和涂漆等步骤
铁芯的作用是提高变压器的磁通密度，降低损耗
绕组
绕组绝缘：油浸、干式、气体绝缘等
绕组连接方式：串联、并联、混联等
绕组排列：同心式、交叠式、交叉式等
绕组结构：同心式、交叠式、交叉式等
市场竞争：国内外市场竞争激烈，需要不断提高产品质量和降低成本以应对竞争压力
感谢您的观看
汇报人：PPT
额定温升：三相变压器的额定温升，通常为60℃、70℃、80℃等
空载电流和空载损耗
空载电流：变压器在空载状态下的电流
空载损耗：变压器在空载状态下的损耗
影响因素：铁芯材料、绕组结构、制造工艺等
降低空载损耗的方法：优化设计、选用高效材料、改进制造工艺等
负载损耗和阻抗电压
负载损耗：变压器在额定负载下运行时的损耗
局放能量：指变压器在局部放电过程中，释放的能量大小
局放类型：指变压器在局部放电过程中，局放的类型和特点
局放影响因素：指影响变压器局部放电的因素，如电压、电流、温度等
局放检测方法：指检测变压器局部放电的方法，如超声波检测、电磁波检测等
三相变压器试验与检测
三相变压器
应用范围 三相变压器产品广泛用于工矿企 业、纺织机械、印刷包装、石油 化工、学校、商场、电梯、邮电 通信、医疗机械，办公设备、测 试设备，工业自动化设备、家用 电器，高层建筑，机床，隧道的 输配电及进口设备等所有需要正 常电压保证的场合。
特性优点 Ø 高度隔离 Ø N-G性能良好 Ø 高度共模干扰抑制 Ø 将△转换为Y或Y至△ Ø 电压抽头容易转换 Ø 按用户的特殊性能要求设计 技术指标 1 、输入额定电压：三相380V或单相380V或单相220V 2 、工作频率：50Hz-60Hz 3 、效率：≥95% 4 、温升：<60 5、 波形畸变：<0.1% 6 、高压测试：2500V， 1分钟无击穿
三相变压器
制作人：张芯源 赵国浩
什么是三相变压器？
三相变压器是指变压器是变换交流电 压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中 通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便 产生交流磁通，使次级线圈中感应出电 压（或电流）。随着变压器行业的不断 发展，越来越多的行业和企业运用上变 压器，越来越多的企业进入了变压器行 业，变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组 成，线圈有两个或两个以上的绕组，其 中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕 组叫次级线圈。
《三相变压器 》课件
变压器油的作用是绝缘、散热和消弧，其品质对变压器的性能和使用 寿命有很大的影响。
04
三相变压器还包括散热器、油枕、气体继电器、防爆管等其它部件， 这些部件的作用是保护变压器的正常运行和安全。
CHAPTER 03
三相变压器的性能参数
额定参数
额定电压
指三相变压器在正常工作条件下，允许的输入或输出电压。
详细描述
三相变压器是一种利用电磁感应原理，将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能的 设备。它由三个独立的单相变压器组成，其一次侧和二次侧分别接成星形或三角形，其中一次侧接有三相电源， 二次侧则产生所需的感应电动势。
三相变压器的应用
总结词
了解三相变压器的应用场景和领域，有助于更好地理解其重要性和价值。
2
绕组的匝数、线径和排列方式等参数需要根据变 压器的电压比和电流值进行选择和设计。
3
绕组的作用是将一次侧和二次侧的电能进行传递 和转换，因此其电气性能和机械性能必须满足要 求。
油箱其它部件
01
油箱是三相变压器的外壳，用于容纳变压器本体和变压器油。
02
油箱一般采用钢板焊接而成，具有足够的机械强度和良好的密封性能 。
详细描述
根据变压器的冷却方式，三相变压器可以分为油浸式和干式两种。油浸式变压器利用变 压器油进行冷却，而干式变压器则利用空气进行自然冷却。根据变压器的用途，三相变 压器可以分为电力变压器、整流变压器、电炉变压器等。此外，根据变压器的相数，三
相变压器还可以分为单相和三相两种类型。
CHAPTER 02
铁芯设计
铁芯材料
选择具有高磁导率、低损耗的硅钢片作为铁芯 材料。
铁芯结构
确定铁芯的尺寸、形状和片数，以满足变压器 的电气性能要求。
三相变压器原理图解
三相变压器原理图解
介绍
三相变压器是一种常用的电力变压器，用于将电压从一种电压级别转换为另一
种电压级别。
在电力系统中，三相变压器被广泛应用于电力传输和配电系统中。
本文将详细解释三相变压器的工作原理，并通过图解方式进行说明。
三相变压器的结构
三相变压器由三个独立的变压器绕组组成，分别为高压绕组、低压绕组和中性
点绕组。
高压绕组和低压绕组之间通过铁芯相互连接，中性点绕组连接到中性点，构成一个闭合的电路。
工作原理
当高压绕组通电时，通过铁芯的磁场感应作用于低压绕组，导致在低压绕组中
感应出电势，从而实现电压的改变。
由于三相变压器有三组绕组，因此可以实现三相交流电压的变化。
三相变压器的连接方式
三相变压器可以采用星形连接和三角形连接两种方式。
在星形连接中，每个相
的绕组都与中性点相连，而在三角形连接中，绕组之间直接相连，没有中性点。
三相变压器的优点
•三相变压器可以实现对三相电压的精确控制和调节。
•由于有三个相位，三相变压器在电力传输中更加稳定和可靠。
•三相变压器的效率高，能够满足大功率设备的需求。
应用领域
三相变压器广泛应用于电力系统中，包括电力传输线路、工业生产和城市供电
系统等领域。
它在提高电力系统效率和稳定性方面发挥着重要作用。
结论
通过本文的介绍，我们了解了三相变压器的结构、工作原理、连接方式以及优点。
三相变压器在现代电力系统中扮演着重要的角色，它的应用范围广泛，对电力系统的稳定性和可靠性起着关键作用。
希望通过本文对三相变压器有更深入的了解。
三相变压器的结构
三相变压器的结构嘿，朋友！想象一下，在一个大型工厂的车间里，机器轰鸣，灯光闪烁。
一群工人正忙碌地操作着各种设备，而在这其中，有一个大家伙静静地站在角落，它就是三相变压器。
这三相变压器啊，就像是一个神奇的魔法盒子，将高压电变成适合工厂使用的低压电。
那它到底长啥样呢？让我来给您说道说道。
先瞧瞧它的铁芯，这可是变压器的“骨架”。
铁芯通常由硅钢片叠成，一层又一层，就像叠罗汉似的。
这硅钢片可不得了，它能减少磁滞损耗和涡流损耗，提高变压器的效率。
您说，这是不是很神奇？再看看那绕在铁芯上的线圈，就如同给这个“骨架”穿上了一层又一层的“衣服”。
这些线圈分为高压线圈和低压线圈，它们各司其职，通力合作。
高压线圈就像是一位大力士，承受着强大的电压；低压线圈则像是个巧匠，把电压变得温顺宜人。
还有啊，三相变压器还有个外壳，这外壳就像是它的“防护服”，保护着里面的铁芯和线圈不受外界的干扰和损伤。
您可能会问，这三相变压器工作起来累不累呀？哈哈，它可没有感觉，只会默默地坚守岗位。
在我们的日常生活中，虽然您可能看不到三相变压器的身影，但它却在背后默默地为我们服务着。
就好比在炎热的夏天，当您在家里吹着凉爽的空调，吃着冰镇的西瓜，享受着舒适的生活时，可别忘了这一切都有三相变压器的功劳。
您想想，如果没有三相变压器把电压转换得恰到好处，那些电器能正常工作吗？咱们的生活能这么便利吗？这三相变压器的结构虽然看似复杂，但每一个部分都有着不可或缺的作用，它们共同协作，为我们的生活带来了光明和便利。
所以说，三相变压器可真是个了不起的“大功臣”啊！。
全面认识变压器（图文详解）
全面认识变压器（图文详解）一、变压器的种类和功能特点变压器是一种用来变换电压、电流或阻抗的电气部件，是电力系统中输配电力的主要设备，其实物外形如图1-1所示。
图1-1 变压器的实物外形在远距离传输电力时，可使用变压器将发电站送出的电压升高，以减少在电力传输过程中的损失，以便于远距离输送电力；在用电的地方，变压器将高压降低，以供用电设备和用户使用。
变压器的分类方式有很多种，根据其电源相数的不同，主要可以分为单相变压器和三相变压器。
1单相变压器的功能特点图1-2 单相变压器的结构特点单相变压器是一种初级绕组为单相绕组的变压器。
如图1-2所示，单相变压器的初级绕组和次级绕组均缠绕在铁芯上，初级绕组为交流电压输入端，次级绕组为交流电压输出端。
次级绕组的输出电压与线圈的匝数成正比。
单相变压器可将高压供电变成单相低压，供各种设备使用，例如可将交流6600V高压经单相变压器变为交流220V低压，为照明灯或其他设备供电，如图1-3所示。
单相变压器有结构简单、体积小、损耗低等优点，适宜在负荷较小的低压配电线路（60Hz以下）中使用。
图1-3 单相变压器的功能示意图单相变压器多用于农村输配电系统中，以及一些照明或小型电动机的供电中，其应用实例如图1-4所示。
此外在很多电子电气设备中，它也可作为电源变压器使用。
图1-4 单相变压器的应用实例2三相变压器的功能特点三相变压器是电力设备中应用比较多的一种变压器。
三相变压器实际上是由3个相同容量的单相变压器组合而成的，初级绕组（高压线圈）为三相，次级绕组（低压线圈）也为三相，如图1-5所示。
图1-5 三相变压器的结构特点三相变压器主要用于三相供电系统中的升压或降压，比较常用的就是将几千伏的高压变为380V的低压，为用电设备提供动力电源，如图1-6所示。
图1-6 三相变压器的功能示意图三相变压器的应用范围比较广泛，例如变电站、工矿企业、建筑工地、排灌设备、邮电、纺织、铁路、学校、医院、国防、电梯等，同时也适用于一些电源电压低、波动较大的低压配电线路中。
【教学ppt】三相变压器
3. Dy和Yd联接的三相变压器
Dy联接：一次D联结，i03能在三角形内部流通，故 i0 为尖顶波，Φ 为正弦波，e 为正弦波。 Yd联接：因铁心中的主磁通取决于一、二次绕组的合成磁动势，所 以三角形接法的绕组在一次还是二次没有区别，故结论同Dy联接。
26
结论
（1）因磁饱和：Φ为正弦波时，i0为尖顶波；若i0为正弦波，则 Φ为平顶波。尖顶波电流或平顶波磁通可以看成是由基波和三次 谐波组成。 （2）为了使相电动势为正弦波，主磁通应为正弦波，这就要求励 磁电流为尖顶波，即要求变压器能为三次谐波电流提供通路。 （3）在1600kVA以上的三相变压器中， 总是将原边或副边绕组 中有一个接成三角形， 保证相电动势接近正弦波， 避免畸变。
Φ1 → e1 Φ 3 → e3
e = e1 + e3 为尖顶波
虽然线电势中不含三次谐波，但相电势中的E3可达50%E1， 使e最大值升高很多，可能击穿绕组绝缘，因此，三相组式变 压器不采用 Yy 联结。
25
（2）对于心式变压器： Φ3只能通过磁阻很大的漏磁路闭合，Φ3很小，Φ基本为正弦 波，e 基本为正弦波。 但Φ3通过油箱壁时将产生涡流损耗，造成局部过热，降低变压器 的效率。因此，只有小容量（1800kVA以下）三相心式变压器才可以 采用Yy联结。
& & 是首端和异名端，E A 与 Ea
& EA
& EB
& EC
a
b
c
& Ec
& EA
& Ea & Ec & Eb
反方向，对于其他芯柱也 类似。
& Ea
& Eb
& Eab
三相变压器原理图解
三相变压器原理图解
电力工业中，输配电都采用三相制。
变换三相交流电电压，则用三相变压器。
可以设想，把三个单相变压器拼合在一起，便组成了一个三相变压器，各相磁通都经过中间铁心。
（a ）三个单相变压器的组合; (b ）由三个单相变压器合成一个三相变压器
由于三相磁通对称（各相磁通幅值相等，相位互差120 °），所以通过中间铁心的总磁通为零，故中间铁心柱可以取消。
这样，实际制作时，通常把三个铁心柱排列在同一平面，如下图所示。
这种三相变压器比三个单相变压器组合效率高，成本低，体积小，因此应用广泛。
原副边可以根据实际需要连接成星形或三角形。
原边与三相电源连接，副边和三相负载连接，构成三相电路。
三相变压器的额定容量为S = 3 U 2e I 2e ，式中，U 2e 、I 2e 分别为副边额定线电压、额定线电流。
1。
2007本科电机学之变压器3
本章讲述哪些内容？
✓ 目前的电力系统都采用三相制， 三相变压器应用广泛。 ✓ 三相变压器对称运行时，可以取其一相值按单相变压器分析方法进行分析。 ✓ 但是，三相变压器有其自身的特点，必须单独进行分析研究。 ✓ 本章主要研究三相变压器的
磁路结构（铁心结构）、 电路结构（绕组连接）、 并联运行、 不对称运行等。
X
a
x
x
a
A
A
X
a
EA
X x
Ea
x
a
EA Ea
A X a x
A X a x
A
X x a
EA
A
X
Ea
x
a
EA Ea
三、如何判断三相变压器的联结组别？
• 同一铁心柱上一、二次侧之间的相位关系仅有两种：同相或反相； • 根据绕向和标注，可以判断同一柱上一、二次侧相电势之间的相位关系。 • 确定了一二次的相电势之间的相位关系后，就可以确定线电势之间的相位差，进而确定
三相变压器的一、二次侧均有三相绕组，可分别连成 Y 或者Δ(d)型。一二次侧不同的绕向、 标注和接法，将导致一二次线电势之间不同的相位关系。
✓ 一、二次侧线电势之间的相位差可能的值是：0°、30°、60°、90°……. 正好与钟表
上的12个整点位置对应。所以联结组常用钟点来分别，称为联结组别。
A
A
X
二、什么对称分量法？
✓ 任何不对称三相量（电流或电压）都可以分解成是三组对称的三相量，后者称为前者的对称 分量。这三组对称分量分别是：正序、负序和零序分量。 ✓ 分别计算变压器 对 正序、负序和零序的响应，然后将分量响应叠加，可近似得到原不对称量 的响应。 ✓ 正序、负序和零序分量各相之间的关系。
三相变压器
3．7三相变压器现代电力系统均采用三相制，因而三相变压器的应用极为广泛。
三相变压器可以用三个单相变压器组成，这种三相变压器称为三相变压器组；还有一种由铁轭把三个铁心柱连在一起的三相变压器，称为三相心式变压器。
从运行原理来看，三相变压器在对称负载下运行时，各相电压、电流大小相等，相位上彼此相差1200。
3．7．1三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统按其铁心结构可分为组式磁路和心式磁路。
一、组式(磁路)变压器三相组式变压器是由三台单相变压器组成的，相应的磁路称为组式磁路。
由于每相的主磁通由各沿自己的磁路闭合，彼此不相关联。
当一次侧外施三相对称电压时，各相的主磁通必然对称。
三相组式变压器的磁路系统如图3．7．1所示。
图3．7．1 三相组式变压器的磁路系统二、心式(磁路)变压器三相心式变压器每相有一个铁心柱，三个铁心柱用铁轭连接起来，构成三相铁心，如图3．7．2所示。
这种磁路的特点是三相磁路彼此相关。
从图上可以看出，任何一相的主磁通都要通过其他两相的磁路作为自己的闭合磁路。
三相心式变压器可以看成是由三相组式变压器演变而来的。
如果把三台单相变压器的铁心合并成图3．7．2(a)的形式，在外施对称三相电压时，三相主磁通是对称的，中间铁心柱的磁通ΦU+ΦV+ΦW=0，即中间铁心柱无磁通通过，因此可将中间铁心柱省去，如图3．7．2(b)所示。
为制造方便和降低成本，把V相铁轭缩短，并把三个铁心柱置于同一平面，便得到三相心式变压器铁心结构．如图3．7．2(c)所示。
在这种变压器中，中间V相磁路最短，两边U、W两相较长，三相磁路不对称。
当外施对称三相电压时，三相空载电流便不相等，但由于空载电流较小，它的不对称对变压器负载运行的影响不大，所以可略去不计。
与三相组式变压器相比，三相心式变压器省材料，效率高，占地少，成本低，运行维护方便，故应用广泛。
只在超高压、大容量巨型变压器中由于受运输条件限制或为减少备用容量才采用三相组式变压器。
三相电力变压器(精)
一、三相电力变压器的原理及结构（一）变压器的基本结构电力变压器是利用电磁感应原理进行工作的，因此其最基本的结构组成是电路和磁路部分。
变压器的电路部分就是它的绕组，对于降压变压器，与系统电路和电源连接的称为一次绕组，与负载连接的为二次绕组；变压器的铁心构成了它的磁路，铁心由铁轭和铁心柱组成，绕组套在铁心柱上；为了减少变压器的涡流和磁滞损耗，采用表面涂有绝缘漆膜的硅钢片交错叠成铁心。
1.常用三相油浸式电力变压器如图6－1所示。
图6－1 三相油浸式电力变压器的结构1—信号温度计2—铭牌3—吸湿器4—油枕(储油柜) 5—油位指示器6—防爆管7—气体继电器8－高压套管9—低压套管10—分接开关11—油箱及散热油管12—铁心13—绕组及绝缘14—放油阀15—小车16—接地端子（1）油箱油箱由箱体、箱盖、散热装置、放油阀组成，其主要作用是把变压器连成一个整体及进行散热。
内部是绕组、铁心和变压器的油。
变压器油既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用。
绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离，由油箱内的油绝缘。
油箱一般有四种结构：ａ.散热管油箱，散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后，经散热管上端口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，形成循环，用于1600kV·A及以下的变压器。
b.带有散热器的油箱，用于2000kV·A以上的变压器。
c.平顶油箱。
d.波纹油箱（瓦楞型油箱）。
(2)高低压套管套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、二次绕组接入和引出端的固定和绝缘。
(3)气体继电器容量在800kV·A及以上的油浸式变压器（户内式的变压器容量在400kV·A及以上）才安装，用于在变压器油箱内部发生故障时进行气体继电保护。
(4)储油柜又叫油枕，内储有一定的油，它的作用一是补充变压器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降，二是当变压器油发生热胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡。
其附件吸湿器与油枕内油面上方空间相连通，能够吸收进入变压器的空气中的水分，以保证油的绝缘强度。
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可组成三相变压器组，如图所示。
A
A
aB
B
C
bC
c
X
xY
yZ
z
1
主讲教师：阎治安
电机学
❖这种变压器组的各相磁路是相互独立的。当一次侧加上三相对称正弦电压 时，三相空载电流是对称的，三相绕组的主磁通ΦA、ΦB、ΦC也对称。 ❖对于特大容量变压器，采用这种变压器组时将方便运输。
二、三相芯式变压器的磁路
❖三相芯式变压器铁心是将三台单相变压器的铁心合在一起经演变过来的。
E2
末端指向首端即X-
A。
在实验时，强迫Aa同 相位。
当同相时：
E1
U Xx U AX Uax
E2
当反相时：
U Xx U AX Uax
6
电机学 主讲教师：阎治安
电机学
根据绕向（用同名端表示）和标号，可以判断同一柱上一、二次侧之间的相 位关系。
单相变压器的联结组只有两种，即 I，i0 和 I，i6 。
B A
A B C 0
C
省去中央芯柱
AB C
展平并缩短中间相轭部
❖这种铁心结构，两边两相磁路的磁阻比中间一相磁阻大一些。当外加三 相电压对称时，各相磁通相等，但三相空载电流不等，中间那相空载电流 小一些。在小容量变压器中表现较明显，一般I0A=I0C= (1.2-1.5) I0B在大型变 压器中，其不平衡度较小。
电机学
第7章 三相变压器 Three-phase Transformer
❖目前的电力系统，输配电都是采用三相制， 三相变压器应用最广泛。 ❖本章将讲述三相变压器自身的有关知识，即磁路结构、联结组、波形等。
7-1 三相变压器的磁路结构
一、三相变压器组的磁路
❖将三台相同的单相变压器一次、二次侧绕组，按对称式做三相联结，
绕向相同，标号相同 ——— 则两侧相电势同相； 绕向相反，标号相同 ——— 则两侧相电势反相； 绕向相同，标号相反 ——— 则两侧相电势反相； 绕向相反，标号相反 ——— 则两侧相电势同相。
7
主讲教师：阎治安
电机学
三、三相变压器的联结组
❖三相变压器的联结组用高、低压侧对应线电势之间的相位关系来描述。 ❖相位关系判断原则：绕向、标号、三相联接方式； ❖相位关系的结论：实际变压器高低压侧对应线电势之 间的相位差一般为0o，30o, 60o, 90o, 120o, .. . 150o, 300o, 330o。正好对应 于钟表盘上的12个位置。
A
钟表法
Aa
c
Eab
b
UBb U AB Uab
b
O Eab Q
C
a
c
EAB
B
重心重合法
主讲教师：阎治安
例3： 已知接线图，确定联结组别
电机学
B
ABC
* **
X YZ
x yz
***
a bc
11
[析]
用相量图分析 （建议用钟表法）
A
E AB
O
C
zc
b
x
Eab y
Aa
钟表法(试验用方法)
ay
QOຫໍສະໝຸດ zb结论：YN ,y0
B
EAB b
X YZ
a bc
* **
Eab
Aa
钟表法
x yz UBb U AB Uab
c
C
C
A
a
O Eab EAB
Q
c
bB
重心重合法
9
主讲教师：阎治安
电机学
例2、判断下图的 联结组别
A BC
* **
[析] 用相量图分析后
B 为： Y,y6
X YZ
x yz
* **
a bc
10
E AB
C
❖在相同的SN下，芯式变压器经济，省材料，体积小、重量轻。
4
主讲教师：阎治安
电机学
三相变压器的一、二次侧均有A、B、C三相绕组，它们之间的联结方
式对变压器的并联运行有较大影响。一般来说三相绕组可以连结成Y或者
Δ(d)型。
7-2 三相变压器的联结组
一、标号
❖高压侧用AX、BY、CZ，低压侧 用ax、by、cz来标记各相绕组的引
（2）重心重合法
❖分别做出一、二次侧的相量图；三角形联结时要注意绕组的首位端，并 画成三角形相量图。 ❖将一、二次侧相量图重心O和Q重合，比较OA和Qa的相对方位，即可确 定联结组别。
13
主讲教师：阎治安
3. 根据联结组别画绕组接线图
例5：根据联接组别 Y,d5 画出其接线图
C
x c
B Y,d11
重心重合法
主讲教师：阎治安
电机学
例4： 已知接线图，确定联结组别
BZ
A * B*C*
[析]
用相量图分析
E AB
C
X
X YZ
y
*
z* x*
（建议用钟表法）
Y
Aa
Eab
b
AY
c
钟表法分析
c
b ca
O Q
a
Xb
B
C
Z
重心重合法分析
结论：
D,y3
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主讲教师：阎治安
电机学
（1）钟表法
❖通过中间铁心柱的磁通便是A、B、C 三个铁心柱磁通的相量和。 ❖如果三相电压对称，则三相磁通的总和 ΦA+ΦB+ΦC=0，因此，中间铁心柱 可以省去。
2
主讲教师：阎治安
电机学
❖为了使结构简单、制造方便、减小体积、节省材料，通常将三相铁心 柱的中心线布置在同一平面内，演变成常用三相心式变压器铁心。
接电源
接 用 户
线端的符号，简称标号。
二、同一铁心柱上高、低压侧 绕组之间相电势的相位关系
ABC
abc
❖同一铁心柱上一、二次侧之间的 相位关系仅有两种：同相或反相
❖判断原则：
绕向和编号 ！
YZX
yzx
Y,d11的接线
5
主讲教师：阎治安
规定感应电势的参
考正方向为由首端
E1
指向末端A-X。 而 电压的正方向则是
3
主讲教师：阎治安
电机学
❖在计算空载电流时，可取三者算术平均值。因为空载电流较小，对变压器 负载影响不大，与三相变压器组比较起来，还是非常经济的。
三、比较
❖组式变压器三相铁心相互独立，三相磁路互不关联，三相电压对称时,三 相电流平衡,便于拆开运输,并可以减少备用容量。
❖芯式变压器铁心互不独立，三相磁路互相关联；中间相的磁路短，磁阻 小，励磁电流不平衡，但对实际运行的变压器，其影响极小。
❖1、根据接线图画出一次侧相量图，并找出线电E势AB 的相位； ❖2、强迫aA同相位，画出与A相同一铁心柱上的低压绕组相量x a （与一次侧的绕组的相电势同相或者反相）； ❖3、按顺时针读abc的次序确定b、c相的相量； ❖4、凡是三角形联接时须标出绕组首末端和相值方向（末 首） ❖比较两侧线电势的相位差，对照钟表盘确定连接组别。
B
1. 钟时序法
❖将一次侧的某线电势固定在0 点，二次侧对应相的线电势所 指的位置(小时数)可以用来表示 二者之间的相位差，即可以用 来表征联结组。
E AB
A 150 a
Eab b
8
主讲教师：阎治安
电机学
2. 根据绕组连接图判断联结组别
例1、判断下图的联结组别
ABC N
* **
[析] 用相量图分析后为：