变压器 第03章-4 三相变压器空载运行电动势波形

i0（正弦波）磁路饱和决定
（平顶波） 数学分解
在两种磁路结构中， 1 3 实际磁通会是什么波形？
t
0
i0
t
1 Yy三相变压器组
Y接法
绕组接法决定
（平顶波） 数学分解
i 磁路饱和决定
0（正弦波）
1
3
基波磁通和3次谐波磁通 都沿各自铁心主磁路闭合
e1
e3
那么基波电势和3次谐波电势合成就是为一相的感应电动势 e，
空载电流波形结论：
1)如果三相变压器一次绕组为Y接，决定了空载电流中的3次谐 波电流不能流通，这样一次Y接的变压器空载电流接近正弦波。
2)如果三相变压器一次绕组为D接，决定了3次谐波电流会在闭 合的角接绕组内形成环流，这样一次D接的变压器各相空载电流 是尖顶波。
三.Yy联结的二次电压波形
Y接法 绕组接法决定
那么合成电动势波形是什么样的？
1 Yy三相变压器组
结论： 实际一相电动势波形 会畸变。因此Yy三相 变压器组在实际中不 能使用。
思考： 线电动势的波形如何？
1
0
3
t
e
e
e1
0
e3
t
2. Yy三铁心柱变压器
由于 3 很弱， e3 也很小 e e1 e3
接近正弦。 1800KVA及以下容量的变压器可采用此接法。
3.4 空载电势波形
一.三相变压器的磁路对磁通的影响
思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两种三
相变压器磁路结构对主磁通的影响。
1
3
1800
0
3600
t
A3 A3 cos 3t 3 cos 3t
B3 B3 cos 3(t 1200 ) 3 cos 3t C3 C3 cos 3(t 2400 ) 3 cos 3t
A1
0 A3
1800
B3 0
B1
t 3600 t
C1
t
0
C3
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1.三相变压器组
结论1 ：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，所以平顶 波磁通分解得到的基波及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路 闭合。
A
A1 A3
B
B1 B3
C
i0 A
i0 B
i0C
C1 C3
2.三铁心柱变压器
结论2 ：由于三铁心柱变压器的 三相主磁路彼此相关，所以平顶
因此相电动势 e 接近正弦波。
结论：为使相电动势波形接近于正弦形，— 次或二次侧中最好有一侧为三角形联结。在 大容量高压变压器中，当需要一次、二次侧 都是星形联结时，可另加一个接成三角形的 小容量的第三绕组，兼供改善电动势波形之 用。
A
B
C
XZ
Y
C
B
X
Y
Z
y
a
a
b
C
b
x
y
z
x
zC
单段相，变因压此器变：压器正空常载运时行时i0磁与通最大的值关系m是往非往线设性计的在。铁心饱和
结论：
对于单相变压器，在磁路饱
和情况下，i0 (t) 为尖顶波， t
0
i0
(t ) 为正弦波。
t
前面已知空载电流为尖顶波，通过谐波分析，空载电流除基波
电流外 i01 ，还有3次谐波电流 i03，及5、7次等高次谐波电流
A3
波磁通分解得到的三次谐波磁通
不可能沿着铁心磁路闭合，会被
挤到漏磁路中去，只能沿变压器
变压器油、油箱壁等其它路径闭
合，这样三次谐波磁通所遇到的
磁阻显著增加，会大大削弱三次
谐波磁通的幅值，此种情况可认
为变压器的主磁通近似正弦波，
而不是平顶波。
B3
C3
二.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响
A
i05 、 i07 。在近似分析时认为尖顶
波的空载电流 i0 可分解为基波电
L 流及3次谐波电流。
i0
i0
i0 i01 i03 i05 L
i01
i01 i03
t
i03
各相三次谐波电流为 i03A I03m sin 3t i03B I03m sin 3(t 1200 ) I03m sin 3t i03C I03m sin 3(t 2400 ) I03m sin 3t
四.Yd联结的二次电压波形
1(正弦波) 基波电势
i0
(正弦波)
(平顶波)
Z
]
3
(正弦波)
Z
]
e13 (正弦波) e23 (正弦波)
e23 在闭合的二次绕组中产生三次谐波电流 i23 ，二次产生
三次谐波磁通，此磁通(二次)对一次三次谐波磁通起去磁作
用，使三次谐波合成磁通减弱，从而三次谐波电动势减弱。