三相变压器

t
wt
1
0
i
u1
i i
u
t
1
0
1
u
i
3

0
尖顶波
wt
wt
6
1、三相组式变压器 d d d e N dt N dt N dt
m m1 1 1 1 1
m3
e11 e13 e21 e23
L
e2 N 2
d dt
m
N2
d
m1
dt
N2
d
m3
m
3.86 U 2 U 2 N (1 U %) 3150 (1 100 )
0
m
sN
最高效率
2450 0.4952 10000 m 1 0.495 630103 0.8 2450 0.4952 10000 100% 19
98.07%
有两台SJL型、额定电压相同的三相变压器并联运行。 例2： 第一台：SNI=3150KV.A，usI=7.3%，第二台： SNII=4000KVA，usII=7.6%。试求： ①当变压器并联运行时，总负载为6900KVA，每台变压 器的负载是多少？ S S I S II I I I I II
3
3
电压比
k
5774 1.83 3150
空载相损耗
空载相电压 U 20 U 20 3150 v 空载相电流 I 20 6.93 A 4 A 3
P
20

2450 w 816 .7 w 3
16
励磁参数
3150 zm 4 787 .5
'
rm
'
816.7
4

I

I

zsI zsII z
'' sI
''
z
'' sII ''

I I
I
II
I
2
I
z
'' sI ''

II
z sII
I
2
I I

I

II
z z
''
sI '' sII
14
I I
U U I
NI
I II
NII
I z
NI
NI
I NII zNII


I
I I
NI II NII
2 0 LN 2 N 2 0
) 100%
LN
11
二、并联运行的条件
好处： 提高供电的可靠性 希望： ①在并联组空载 各变压器间无环流 时， 若环 以避免环流铜耗； 流过大，会烧坏变压器 ②负载时，各变压器能 合理分担负载， 即负载 应按其容量大小成正比 地分配。 例： 两台变压器：I：电压比：KI，归算到二次侧的短路阻 '' 抗为 z sI 两台变压器：II：电压比：KII，归算到二次侧的短路 '' 12 阻抗为 z sII
换算到75度时 r s 75c 234 .5 75 1.99 2.51
234 .5 10
z
s 75 c
2.512 6.852 7.3
额定短路损耗
2 17 2 3 3 2 . 51 w 10000 w 36 . 4 r I s 75 c s 75c Ps75c
2

U 2 N U 2 U
2N
U U U % U
20 2N
2
100%
'
100%
U 1 N U 2 U
1N
100%
8
ab I 1 r s cos I 1 xs sin
2
2
U
1N
U 2 ab
1N
'
U % U
1
cos I x sin I r U
1 2
③计算P2时，忽略了负载运行时的二次侧 电压的变化，即
对铜耗的影响，故有 Pcu
I
1N
I
2N
2
P
LN
P
2
mU 2 N I 2 cos mU 2 N I 2 N cos S N cos
2 2
2
P P (1 S cos P P
两台变压器归算到二次侧的电压、负载电流方程为：

U z U I k U z U I k
1 '' 2 2I I 1 2 2 II II
sI
'' sII
I I
2


2I
I 2 II


I
2I

z
'' sI
z
'' sII ''
(
1
I
z sII
'' sII '' sII
2
51
xm
'
787.5
2
51 787.5
2
归算到一次侧
2 787.5 2636 1 . 83 zm 2 51 170.6 1 . 83 rm 2 787.5 2636 1 . 83 xm
短路相电压 短路相电流 短路相损耗 短路参数
S I

S

S SN

U S zs

I I z II z I
I II
sII sI
S I U sII S II U sI

SI S II u SI u SII S NI S NII
6900 S I S II
S I 7.3% S II 7.6% 3150 4000
3、额定负载及cosφ=0.8，cos（-φ）=0.8时的效率和 电压变化率、二次侧电压。 a、额定负载与cosφ=0.8时 2 2450 10000 1 效率 (1 ) 100% 97.95% 3
1 63010 0.8 2450 12 10000 电压调整率 cos I 1N xs sin I 1 N r s 75 c U % ( ) 100 %
I
I II

I I
I II
I NII
I
NI
z z
''
sI '' sII

I NII z NI z NII I
NI
z NI z NII
z z
sII sI
I I
I II
I II

z z
sII sI
理想情况：各变压器根据其本身的能力（容量）来分担 负载，即 I II ，要求短路阻抗的相对值彼 此相等，即 zsI zsII 并联运行的条件：各变压器的一、二次侧额定电压 结论： 相同；各变压器的联结组标号相同；各变压器阻抗 电压的相对值彼此相等。
I x U
1 N
s
100%
36.4 6.85 4.32% 5774
U
1 N
18
(U sr cos U sX sin ) 100 %
1(1.58 0.8 4.32 0.6) 100% 3.86%


二次侧电压
3150 (1 0.0368 )V 3028 V a、额定负载与cos（-φ）=0.8时 效率 97.59% U % 1 (1.58 0.8 4.32 0.6) 1.33% 电压调整率 二次侧电压 U 2 3150 (1 (0.0133 ))V 3192 V ④ cosφ=0.8时，产生最高效率时之负载系数 及最高 效率 m 2450 P 0.495 最高负载时之负载系数 10000 P
S I 3110KV A(3150KV A) S Ii 3790KV A(4000KV A)
20
②在不允许任何一台变压器过载的情况下，两台变压 器并联运行，最大的输出负载是多少？并联组的利 用率是多少？ 分析：us小的先达到满载即SI=3150KVA，则 3150 7.3 S I u sI 4000 KVA 3844KVA S II S NII 3150 7.6 S NI u sII 最大总输出负载为 S S I S II (3150 3844)kvA 6994KVA
AX ax
3
（2）Y，d11或YN，d 11联结组
二、三相变压器的磁路系统---铁心的结构形式
三相变压器组
4
三相心式变压器
5
三、三相变压器电路系统和磁路系统对电动势波形的影响 图解法： 确定主磁通的对应波形

正弦波
1

主要含量是三次谐波

0
（一）Y，y0、Y，yn0联结 的三相变压器中的电 动势ຫໍສະໝຸດ Baidu形 电动势 波形怎 么样？
dt
2、三相心式变压器 正弦波
e
e
尖顶波
e e
1
（二）Y，d11、D，y11 联结的三相变压器 中的电动势波形
3
7
第七节 变压器的稳态运行 一台变压器单独运行和多台变压器并联运行 一、变压器的运行特性 表征运行特性的指标：变压器二次侧端电压的变化 和变压器的效率 （一）变压器负载时二次侧端电压的变化（电压调整率） 变压器的外特性： 一次侧外施电压为额定电压 U1 U1N 负载功率因数 cos 不变时，二次侧电压 U 2 随二次 侧负载电流I2变化的关系曲线，即： U 2 f (I 2) 电压调整率： U %
s 2 1 s 1N
U
U 2
1N
'
100%
2
ab
U
100%
1N s 2 1N s 2
cos I x sin I r 100% ( U
1N
1N
) 100%

I I
1
——负载系数
1N
9
（二）效率 铁耗 损耗
铁耗、铜耗
基本损耗： 磁滞损耗、涡流损耗
附加损耗： 基本损耗： 一、二次绕组内电流所引起的 铜耗： 直流电阻损耗 附加损耗： 由漏磁通所引起的 变压器的效率： 输出的有功功率与输入有功功率之比
I2

k k z z
II '' sI

1

)U 1
'' sII
II Ic



I
2 II

z z
sI
''
z
(
2

I

k k U I I z z

''
1
1

)
1

c
I
II
''
II
sI
sII
13
（一）环流

I
c
结论： 联结组标号不同的变压器绝对不允许并联运行。 （二）负载电流 、
依据： 互感线圈同名端问题
2
三相变压器： 决定三相变压器的联结组标号的步骤为： ①按规定绕组的端子标志，连接成所规定的联结组， 画出联结图。 ②标明相电动势的方向。 ③判断同一相的相电动势相位，并画出高、低侧对称 三相电动势的相量图，将相量E 和 E 的头A和a画在 一起。 ④根据高、低压线电动势的相位差，确定联结组标号。 例：Y，y0和Y，d11（或D，y11） （1）Y，y0或Y，yn0联结组 ① ② ③ ④
15
例1： 一台三相变压器，SN=630kVA， U1N/U2N=10KV/3.15KV， I1N/I2N=36.4A/11.5A， 联结组标号Y，d11，f=50Hz， 在10度时的空载和短路试验数据如下：
试求： 1、归算到一次侧的励磁参数和短路参数。 额定相电压 U 1N 1010 v 5774v U 2N U 2 N 3150 v
450 U 1s 3 v 260v
260 z s 36.4 7.14
I I I 36.4 A 7980 P 3 w 2630 w
1s 1s 1N
s
2 2 6.85 7 . 14 1 . 99 xs
rs
2630
2
36.4
1.99

P P P P 100% 100% (1 ) 100% P P P P
2 1 1
间接法：P2 P1 P
P 100% P
2 1
(1
P P
2

1
1
) 100 %
P P
10 Pcu FE
注意的问题： ①以额定电压下的空载损耗P0作为PFe，并 认为铁耗不随负载而变。 ②以额定电流时的负载损耗PLN作为额定电 流时之铜耗PCu，并认为铜耗与负载系数 的平方成正比 ( I I ，即不考虑 ) Im
第六节 三相变压器 三相组式、铁心共有的三相变压器 一、三相变压器的电路系统---联结组 星形和三角形 （一）联结法
Y
N
, d ---高压绕组星形，低
压绕组三角形。
1
（二）联结组 表示法： 把高压侧线电动势的相量作为分针， 始终 指者“12”这个数字， 而以低压侧线电动势 的相量作时针， 它所指的数字即表示高、 低压侧线电动势相量间的相位差。 单相变压器： 两种情况： 两者同相、两者相差180度
2、阻抗电压的百分值及有功分量和无功分量。 阻抗电压百分值 u s I 1s z s 75c 100% 36.4 7.3 4.6%
U
1 N
5774
阻抗电压百分值的有功分量
us u
sX
阻抗电压百分值的无功分量

I r U
1s 1s
s 75 c
100%
1 N
36.4 2.51 1.58% 5774