三相变压器及其并联运行

连接组别号反映了低压绕组线电动势相量滞后 对应高压绕组线电动势向量多少角度。
12点
E AB
n点
的角度为 滞后 E E AB ab
n 30
E ab
例如：Y,d5 Y,d5表示三相变压器的高压绕组按星形连接，低压 绕组按三角形连接，低压绕组线电势滞后对应的高 压绕组线电势 5 30 150 。 指向 思考：如果 E 指向时钟的“12”点，请问 E ab AB 时钟的几点？试画出向量图来说明。
a
E E a 2
E E 2 a
E E 1 A
X
(a)
x
(b)
图3-4 绕组首端是同极性端时电势相位关系
3、同极性端对两绕组电势相位关系的影响
A
E E A 1
*
*
a
E E a 2
E E 2 a
E E 1 A

X
(a)
x
(b)
交链同一磁通的高、 低压绕组标注成首端 是同极性端形式
同极性端确定方法：先假设磁通方向，母指指向 磁通方向，右手顺着绕组绕向握进去的两个绕组的对 应端子就是同极性端。(另外两个也是同极性端） 可见，同极性端反映了两个绕组的相对绕向。
* *
E 1

E 1
*

E 2
E 2
*
E E 1 2
* (b) (c)

*
*
E 1
第一节 三相变压器的磁路系统 一、三相组式变压器 由三台完全相同的单相 变压器按星形（Y）或三角 形（D）绕组连接而成。 特点： （1）各相磁路各自独立，互不关联； （2）当变压器外施电源电压对称时，三相磁通是对 称的； （3）三相空载电流也是对称的。
•磁路特点：彼此关联，互为通路
B A
图3-4 绕组首端是同极性端时电势相位关系
E1 E AX E A E2 E ax E a E AX 、 E ax 同相位




3、同极性端对两绕组电势相位关系的影响
E a
A
E A
*
*
x
E E a 2
E 1
E 2
E E 1 A

X
(a)
Ea x Eb y Ec z


xc
a y
b 倒接法
E E ca a
E E ca a
目前，新国标只有顺连接。
四、三相变压器连接组别的确定
连接组别用来反映变压器高、低压侧绕组的连接方 式，以及高、低压侧绕组对应线电势的相位关系。 基本的三相连接方式有：
Y,y连接 Y,d连接

a

交链同一磁通的高、 低压绕组标注成首端 是异极性端形式
(b)
图3-5 绕组首端是异极性端时电势相位关系
E1 E AX E A E2 E ax E a E AX 、 E ax 反相位

重要结论
对于交链同一磁通的两个绕组： （1）首端是同极性端时，两个绕组的电势同相位； （2）首端是异极性端时，两个绕组的电势反相位。
二、绕组首末端标志和同极性端对两绕组电势 相位关系的影响 1、 绕组首末端标志 线圈名称 单相变压器 首端 末端 三相变压器 首端 末端 中点 A、B、 X、Y、 N C Z a、b、 x、y、 n c z
高压绕组
低压绕组
A
a
X
x
规定：绕组相电势的正方向从首端指向末端。 如高压A相绕组相电势的正方向从A指向X，相电势 ，简写为 E 。 表示为 E AX A
第三章
三相变压器及其并联运行
三相变压器的磁路系统
第一节
第二节
第三节 第四节 第五节
三相变压器的连接组别
变压器的并联运行 变压器的使用、维护及常 见故障处理方法 变压器的经济运行
I 0
～

0 I 2
U 1 E
E 1
1
1
U E 2 20
图2-1 变压器空载运行时的示意图
D连接是将三相绕组的首尾端顺次连接成闭合回路。
D形连接分为顺接和倒接两种接法。
顺接是顺着电动势正方向按ax-by-cz的顺序连接
Eca Eab a b Ebc c z,a z a
E ca=E
Ea E ab
E =E ab
a


b,x
xb
E bc =Eb E
b
E E ab a
E bc
E a
c
顺
C
时 A/a 针 C/c
E a
E b
E c
y
(a) 图3-10
x EA EC
XY Z
x E b
z
y
aA
C (b)
Y,d11连接组
综上所述，三相变压器的连接组别与高、低压绕 组的连接方式、绕组的绕向及端头标志有关。改变其 中任意一个因素，都将影响变压器的连接组别。
2、绕组相电动势的表示方法 正方向规定： 高压绕组 首端A、B、C 低压绕组 首端a、b、c 符 号： 、 、E E 高压绕组 E CZ BY AX 、E 、E 低压绕组 E b y ax cz
A
E E A 1
* *
末端X、Y、Z。 末端x、y、z。 或 或

、 、 E E E A B C 、E 、E E a b c
12点
E AB
150
E ab
5点
三相变压器铁心的结构形式有 组 心
式和
式两种
三相组式变压器各相磁路的特点为彼此 变压器各相磁路的特点为彼此 。 独立 相关联(不独立) 单相变压器一、二次侧电压相位关系决定 于 和 。
，三相心式
绕组绕向
首末端标记
三相变压器一、二次侧线电压相位关系决定 于 、 和 。 绕组绕向 首末端标记 绕组连接方式
E 2
(a) 图3-3
(d)
同极性端的确定和电势相位关系
*
*
E 1

E 1
*

E 2
E 2
*
E E 1 2
* (b) (c)

*
*
E 1
E 2
(a) 图3-3
(Biblioteka Baidu)
同极性端的确定和电势相位关系
由前可知，从星端指向非星端，高、低压绕组的 、 始终同 电势E E 1 E 2都滞后磁通 90°，所以 E、 1 2 相位，如图3-3(c)所示。 同相位， 、 E 若不画具体绕组，也可直接确定出 E 2 1 如图3-3（d）所示。
特点： （1）各相磁路彼此关联，每相磁通都要通过另外 两相闭合。 （2）当变压器外施电源电压对称时，三相磁通是 对称的； （3）三相空载电流也是对称的。
第二节 三相变压器的连接组别 一、同极性端（同名端） 同极性端：指交链同一磁通的两个绕组瞬时极性 相同（同为“+”或同为“-”）的端子，用符号“*” 标出。未标注的两个端子也是同极性端。
第三节
变压器的并联运行
变压器的并联运行是指将两台或两台以上的变压 器原、副边分别接在公共母线，共同向负载供电的运 行方式，如图3-11所示。
变压器I KI 变压器I KI
电源
~
负载 变压器II KII
电源
~
变压器II KII
负载
（a）
（b）
图3.11 三相变压器的并联运行接线图 (a)三相接线图；(b)单线图
三相变压器组别是反映变压器对称运行时，高低压 侧 间的 。 对应线电压（线电动势） 相位关系
2. 三相变压器连接组别确定的步骤 第一步，在绕组连接图中标出高、低压侧绕组相电动 势的正方向（首端至末端）； 第二步，作出高压侧的电动势相量图，将相量图的B 点放在钟面的“12”处，A、B、C按顺时针方向排列； 第三步，将a点与A点重合； 第四步，以高压侧电动势相量为参考，根据同名端的 定义，高、低压侧同一铁芯柱上绕组的相电动势之间的相 位关系要么同相，要么反相，从而确定低压侧相电动势的 相量，作出低压侧的电动势相量图； 为短针， 为长针指向时钟的“12”点、 E 第五步，以 E ab 其指向的时钟点数，即连接组别号。
并联运行的优点： （1）提高了供电的可靠性。并联运行时，如果某 台变压器发生故障或需要检修时，可以将它从电网切 除，而不中断向重要用户供电。
变压器I KI 变压器I KI
电源
~
负载 变压器II KII
电源
~
变压器II KII
负载
（a）
（b）
并联运行的优点： （2）可以根据负载的大小调整投入并联运行变压器的 台数，以提高变压器运行的经济性。
y
E c
C
x
z
(b) Y,y0或Y,y12连接组
时钟 12点或0点
A B E AB * * C * B
E A
E B
X a E b ab
E C
Y Z c c
E AB
a E E c Ea A A E E b
ab
E B
ZX Y
B/b
E C
C
顺 时
E a
ECA A EAB B EBC C EAB EA EB EC EA Z EB X EC Y ECA C A X Y Z EBC B
E E E AB A B
E E E BC B C E E E CA C A
图3-6 三相绕组Y形接线图和电动势相量图
2、三角形（D）
C
0 A B C
A
B
C
、U 、U U A B C 三相对称
、 、 A B C
三相对称
第一节 三相变压器的磁路系统 二、三相芯式变压器
ФB B A B C
ΣФ =0
ФA
ФC
A
b
C
a
c
图3.2 三相芯式变压器的磁路系统

Ea
Eb
Ec
E E bc b
x
y
z
Ec E ca
（a）顺接法

c
E E ca c
c cyy
c,y
倒接是逆电动势正方向，按xa-yb-zc的顺序连接
Eca a Eab
zb
Ebc c
b
Ebc E c


E E ab b E E bc c
Eab E b
三相变压器连接组别的数字共12个，即： （1）当高低压绕组连接方式均为Y型或均为△时， 连接组别数字必定为偶数,即0、2、4、6、8、10； （2）高低压绕组连接方式一侧为Y型，另一侧为△ 时，连接组别数字必定为奇数，即1、3、5、7、9、11。
为了使用和制造上的方便，我国国家标准只生产 下列五种标准连接组别的变压器，即： Y,yn0；Y,d11；YN,d11；YN,y0；Y,y0 其中以前三种最为常用。 Y,yn0连接组的低压侧可引出中性线，成为三相 四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。 Y,d11连接组用于低压侧超过400V的线路中。 YN,d11连接组主要用于高压输电线路中，使电力 系统的高压侧中性点有可能接地。 对于单相变压器，标准连接组别为I,I0。
D,y连接 D,d连接
由于变压器高、低压绕组对应线电势之间的相位差 总是30°的倍数，所以常用“时钟法”来表示其相位关 系。
1. 时钟法
概念：把高压绕组的线电势相量作为时钟的长 针（分针），固定指向“12”点，对应的低压绕组线 电势相量作为时钟的短针（时针），其所指的钟点 数就是变压器的连接组别号。
AB
时钟 12点或0点
A B E AB * C *
E AB
B
*
B/b
E A
E B
X a E * Y b
ab
E C
Z c *
b
E B
z
Z
顺 时
E ab
*
E a
E b
E c
y
(a) 图3-8
x
Aa
XY E bE A
A/a E C
c
针
C/c
E a
三相芯式变压器是由三相组式变压器演变而来 的。由于三相磁通对称，其中间铁芯柱磁通相量为 零（三相磁通之和），因此可省去中间铁芯柱，再 将三个铁芯柱安排在同一平面上。
三相相电压对称
0 A B C
ФB
B A C b B C
Σ Ф =0
ФA
ФC
A
a
c
图3.2 三相芯式变压器的磁路系统
*
E b
E c
* y (a) *
A/a
针
C/c
x
z
b
(b)
时钟6点
图3-9 Y,y6连接组
A *
B E AB
*
时钟 12点或0点
C *
E AB
Z
B
E A
E B
X Y b a E ab * *
E C
c *
时钟 11点
E ab E b
b
B/b
z
E B
E c
第二节 三相变压器的连接组别 连接组别作用：用来反映变压器高、低压侧绕 组的连接方式，以及高、低压侧绕组对应线电动势 间的相位关系。 绕组采用不同的连接方式，变压器的高、低压 侧对应线电势（或电压）的相位关系会不同。
三、三相变压器高、低压绕组的连接方法 1、星形（Y） 以高压侧为例， Y形连接是将三相绕组的尾端X、 Y、Z连接在一起，而把它们的三个首端A、B、C分别 引出。