第三章 三相变压器及运行

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Date:2011-6-11
第二节 三相变压器的连接组 一、三相变压器绕组的接法 基本接法： 基本接法： 星形（ ）： ）：三相末端相连 星形（Y）：三相末端相连 三角形（ ）： ）：相邻相首末端相连 三角形（D）：相邻相首末端相连
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组合接法： 组合接法： Yy或YNy或Yyn：高压侧和低压侧都是星形接 或 或 ： 某一侧的中性点可接地。 法，某一侧的中性点可接地。 Yd或YNd；高压侧星形接法，低压侧三角形 或 ；高压侧星形接法， 接法，高压侧的中性点可接地。 接法，高压侧的中性点可接地。 Dy或Dyn：高压侧三角形接法，低压侧星形接 或 ：高压侧三角形接法， 低压侧的中性点可接地。 法，低压侧的中性点可接地。 Dd：高压侧和低压侧都是三角形接法。 ：高压侧和低压侧都是三角形接法。 注意：只有星形接法才有中性点。 注意：只有星形接法才有中性点。
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二、连接组别及标准连接组 连接组：表示一、二次绕组电动势相位关系的一 连接组：表示一、二次绕组电动势相位关系的一 相位 种方法。 种方法。 同极性端： 同极性端：某一时刻高低压绕组上极性相同的对 应端点称为同极性端。 应端点称为同极性端。 注意：同极性端是客观存在的，它与高低压绕组 注意：同极性端是客观存在的， 客观存在的 相对绕向有关 有关。 的相对绕向有关。 首末端： 首末端：绕组的两个端 人为地指定其中一个 点，人为地指定其中一个 是首端， 是首端，则另一个就是末 端。
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四、附加 d 连接绕组的 Yy 变压器 大容量的变压器如需要接成Yy形式， 大容量的变压器如需要接成 形式，必须在铁芯柱 形式 连接的绕组， 上另外安装一套 d 连接的绕组，该绕组可以为变压 器提供励磁所需的三次谐波电流分量。 器提供励磁所需的三次谐波电流分量。
iµ 3A = Iµ 3m sin3ωt iµ 3B = Iµ 3m sin3(ωt −120°) = Iµ 3m sin3ωt iµ 3C = Iµ 3m sin3(ωt − 240°) = Iµ 3m sin3ωt
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可见三次谐波电流在时间上是同相位的 可见三次谐波电流在时间上是同相位的，它们能否 同相位 流通取决于三相绕组的连接方法。 流通取决于三相绕组的连接方法。 一次侧YN连接：三次谐波电流可以通过 线流通 线流通， 一次侧 连接：三次谐波电流可以通过N线流通， 连接 不论二次侧如何连接，各相磁化电流均为尖顶波， 不论二次侧如何连接，各相磁化电流均为尖顶波， 铁芯中的磁通为正弦波， 铁芯中的磁通为正弦波，二次侧各相电动势也为正 弦波。 弦波。 一次侧Y连接：三次谐波电流不能流通， 一次侧 连接：三次谐波电流不能流通，铁芯中 连接 的磁通波形和二次侧各相电动势波形与变压器的构 造及二次侧的连接有关。 造及二次侧的连接有关。
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三、Yd 连接的三相变压器 二次侧的三次谐波电动势形成环流， 二次侧的三次谐波电动势形成环流，该环流产生 磁通与原有的三次谐波磁通相抵消， 磁通与原有的三次谐波磁通相抵消，铁芯磁通波形 接近于正弦波，相电势也接近于正弦波。 接近于正弦波，相电势也接近于正弦波。 也可以理解为产生正弦磁通所需要的尖顶波由一 次侧和二次侧共同提供，一次侧提供基波分量， 次侧和二次侧共同提供，一次侧提供基波分量，二 次侧提供三次谐波分量。 次侧提供三次谐波分量。 由于Yd 连接的三相变压器，其相电势波形为正 连接的三相变压器， 由于 弦波，所以大容量的变压器可以接成Yd 连接。 连接。 弦波，所以大容量的变压器可以接成
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2、三相变压器的连接组别 、 三相变压器的连接组别用一、二次绕组的线电势 三相变压器的连接组别用一、二次绕组的线电势 相位差来表示。 相位差来表示。 Yy连接： 连接： 连接
B
& EAB
b
& Eab
Aa
Y Z X c Yy0 连接 C
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第三节 三相变压器绕组连接法及其磁路系统 对电动势波形的影响 由于磁路饱和，磁化电流为尖顶波，可以分解为 由于磁路饱和，磁化电流为尖顶波， 基波和奇数次谐波，其中三次谐波分量较大， 基波和奇数次谐波，其中三次谐波分量较大，对变压 器的影响也最大。 器的影响也最大。 三次谐波电流分量分别为： 三次谐波电流分量分别为：
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第四节 变压器的并联运行 一、理想并联运行的条件 1、空载时各变压器的二次电压必须相等且同相位， 、空载时各变压器的二次电压必须相等且同相位， 这样，并联变压器内部才不会产生环流。 这样，并联变压器内部才不会产生环流。 各变压器必须有相同的电压等级， 各变压器必须有相同的电压等级，且属于相同 的连接组。 的连接组。 各变压器都应有相同的线电压变比。 各变压器都应有相同的线电压变比。 线电压变比 2、负载时各变压器分担的它们的电流与容量成比例， 、负载时各变压器分担的它们的电流与容量成比例， 这样，各变压器可同时满载，容量可充分利用。 这样，各变压器可同时满载，容量可充分利用。 各变压器都应有相同的短路电压标幺值。 各变压器都应有相同的短路电压标幺值。
uk1* = uk 2* = uk 3* = L= ukn*
3、各变压器的负载电流都同相位。这样，总的负载 、各变压器的负载电流都同相位。这样， 电流最小，损耗也最小。 电流最小，损耗也最小。 短路电压的有功分量和无功分量应分别相等
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二、并联运行时负载分配的实用计算公式
SNn SN1 SN 2 S1 : S2 :L: Sn = : :L: uk1* uk 2* ukn*
变压器的负载分配与各变压器的容量成正比， 变压器的负载分配与各变压器的容量成正比，与 短路电压成反比。当各变压器的短路电压都相同时， 短路电压成反比。当各变压器的短路电压都相同时， 变压器的负载分配与额定容量成正比。 变压器的负载分配与额定容量成正比。
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二、三相铁芯式变压器 Yy 连接 和 Yy 连接的三相变压器组一样，三次谐波电流 连接的三相变压器组一样， 分量不能流通，磁通含有三次谐波分量。 分量不能流通，磁通含有三次谐波分量。只是磁通 的三次谐波分量不能通过铁芯流通， 的三次谐波分量不能通过铁芯流通，其磁路磁阻较 磁通量很小。其所感应的谐波电势也很小， 大，磁通量很小。其所感应的谐波电势也很小，相 电势接近于正弦波。所以， 电势接近于正弦波。所以，三相铁芯式变压器可以 形式。 接成 Yy 形式。 注意：由于三次谐波磁通经过油箱壁等钢件时， 注意：由于三次谐波磁通经过油箱壁等钢件时， 会在其中感应电动势，产生涡流， 会在其中感应电动势，产生涡流，引起油箱壁局部 过热，降低变压器的效率。所以Yy 过热，降低变压器的效率。所以 连接的三相铁芯 式变压器，其容量不能超过1800kVA。 式变压器，其容量不能超过 。
Yy6 连接
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Yd连接 连接
三相变压器的连接组别种类繁多，为统一制造， 三相变压器的连接组别种类繁多，为统一制造， 我国国标规定只生产五种标准连接组： 我国国标规定只生产五种标准连接组：Yyn0、Yd11、 、 、 YNd11、YNy0 和 Yy0 ，其中前三种最为常用。 其中前三种最为常用。 、
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时钟表示法：高压电动势看作时钟的长针， 时钟表示法：高压电动势看作时钟的长针，低压 电动势看作时钟的短针， 电动势看作时钟的短针，把代表高压电动势的长针 固定指向12点 固定指向 点，代表低压电动势的短针所指的时数 作为绕组的组号。 作为绕组的组号。 1、单相变压器的连接组别 、 Ii0：同极性端同时标为首端。 ：同极性端同时标为首端。 Ii6：同极性端一个标为首端，一个标为末端。 ：同极性端一个标为首端，一个标为末端。
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从简化等效电路可以看出： 从简化等效电路可以看出：
& & & I21Zk1 = I22Zk 2 = L= I2n Zkn
各变压器同时满载时： 各变压器同时满载时：
& & & I N1Zk1 = I N 2 Zk 2 = L= I NnZkn
各项同时除以额定电压得： 各项同时除以额定电压得：
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一、Yy连接的三相变压器组 连接的三相变压器组 磁化电流：正弦波 磁化电流：正弦波，因为三次谐波电流分量不能 流通。 流通。 铁芯磁通：平顶波 可以分解为基波和奇次谐波， 铁芯磁通：平顶波，可以分解为基波和奇次谐波， 其中三次谐波的影响较大。 其中三次谐波的影响较大。 相电势：尖顶波，由基波电势和三次谐波电势合 相电势：尖顶波 成。 思考： 思考：铁芯磁通波形和相电势波形都是主要由基 波和三次谐波合成的， 波和三次谐波合成的，为什么铁芯磁通波形是平顶 而相电势波形是尖顶波？ 波，而相电势波形是尖顶波？
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注意： 注意：由于三相变压器组 的各相有独立的磁路， 的各相有独立的磁路，三相 谐波磁通能够通过铁芯流通， 谐波磁通能够通过铁芯流通， 磁阻较小，磁通较大， 磁阻较小，磁通较大，而且 其频率是基波的三倍， 其频率是基波的三倍，其感 应的三次电势分量振幅可达 基波的 50% ~ 60%，不但使 ， 相电势波形严重畸变， 相电势波形严重畸变，而且 使相电势辐值超过允许值。 使相电势辐值超过允许值。 所以， 所以，三相变压器组不能接 成 Yy 运行。 运行。第三章 三相 Nhomakorabea压器及运行