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三相变压器 当三相变压器的原边和副边绕组均以 一定的接法现接， 带上三相对称负 载， 原边加上对称的三相电压时 ， 因为三相对称电压本身大小相等、相 位互差1200，因此求得一相的电压、 电流， 其它两相按对称关系求出。 特殊 （1）三相绕组的联接，即电 问题： 路问题； （2）三相变压器的 磁路系统； 磁路 一、组式变压器 三个独立的单相变压器组成,在电路上互相 联接，三相磁路互相完全独立。 各相主 磁通有各自的铁心磁路， 互不影响。各 相铁芯、磁通、磁阻等一致 二、芯式变压器 • 具有共同铁芯;中柱（中间铁芯柱）磁通为三相磁 通之和，对称时中柱磁通为零，可省去;又称三相 三铁芯柱式变压器（三相铁芯式变压器）;平面， 磁路不完全对称，各相If不完全相同，但相差很小， 忽略区别。 2、连接组 （1）高、低压绕组中电动势相位关系（单相绕组） •单相变压器中， 高压绕组首端为“A”、末端 为“X”；低压绕组首端为“a”、末端为“x”。 •原、副绕组被同一主磁通交链， 感应电动势 在任一瞬间原边绕组一端点为高电位，副边绕 组也有一端点为高电位。 这两个端点为“同名 端” A A X a x X a x 二、单相变压器的连接组 • 同名端 • 两绕组绕向 • 原、副边绕组主磁通相同，电动势只能同相或反 相 • 考虑首未端为人为定义，也有两种可能 • 所以两绕组之间关系四种形式但其电势关系只有 两种可能 – 同向（夹角0度） – 反向（夹角180度） 图：同极性端有相同首端标志 图：同极性端有相异首端标志 一、三相变压器绕组的联接法和联接组 1、三相变压器连接法 高压绕组首端由A、B、C表示， 末端由 X、Y、Z表示；低压绕组首端由a、b、c 表示，末端由x、y、z表示。 •一相绕组末端与另一相绕组首端相连， 依次得到 一闭合回路， 为三角形连接“”， 有顺、逆之 A B C A B C 分。 E AX E AX E CX E BX X X Y 星形连接 ECX E BX Y Z 三角形连接 Z 图：三相绕组连接法 三、三相变压器的连接组别 连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电 动势（或线电压）的相位关系。 三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末 端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。 理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二 0的整数倍。 次侧线电动势（可电压）的相位差总是30 E uv EUV 因此可以采用时钟表示法 分针（长针）：表示高压绕组线电势EAB，固 定指向12 时针（短针）：表示低压绕组线电势Eab，指向 几就是几点钟连接。 判断步骤： （1）在接线图上标出各相电动势相量； （2）画出原绕组电动势相量位形图； （3）根据同一铁心柱上原、副绕组感应电动势的 相位关系， 画出副边绕组电动势位形图。将“a”点 与“A”点重合，使相位关系更直观。 E E AB ab根 （4）比较原、副绕组线电动势的相位关系。 据钟点法确定联接组别。 (1) Yy0 (2) Yy6 2. Yd连接 • 两种：Yd11, Yd1 • (1) Yd11 (2) Yd1 五、标准连接组 • 为生产使用方便，国家标准规定5种： – Y,yn0 – Y,d11 – YN,d11 – YN,y0 – Y,y0 三相变压器绕组的联接组 几点认识： （1）当变压器的绕组标志（同名端或首末端）改变时， 变压器的联接组号也随着改变。 （2）Y/Y联接的三相变压器， 其联接组号都是偶数； （3） Y/联接的三相变压器，其联接组号都是奇数； （4） /联接可以得到与Y/Y联接相同的组号； /Y联 接也可以得到与Y/联接相同的组号； （5）最常用的联接组是Y/Y－12 和 Y/－11； 第 2 章 变压器 2.7 三相变压器的并联运行 负荷容量很大，一台变压器不能满足要求。 负荷变化较大，用多台变压器并联运行可以随 时调节投入变压器的台数。 可以减少变压器的储备容量。 u1 ~ T1 T2 … u2 ~ 大连理工大学电气工程系 • 并联运行是指将几台变压器的一、二次绕 组分别接在一、二次侧的公共母线上，共 同向负载供电的运行方式。 一、并联运行的理想状态 1. 空载时各台变压器的 I2 = 0，即各台变压器之 间无环流。 2. 负载运行时，各台变压器分担的负载与它们 的容量成正比。 3. 各台变压器同一相上输出的电流同相位， 使得总输出电流： I2 = Ii 。 • 二、理想并联运行的条件 • 1. 电压比相等，以保证二次空载电压相等。 规定：电压比之差≤0.5%(平均电压比) • 2. 联结组相同，以保证二次空载电压相位相同。 • 3. 短路阻抗标么值相等。 并联条件不满足时的运行分析 一、变比不等时并联运行 kI < kII ZS I ILI ILII 变比不等的两台变压器并联运行 时，二次空载电压不等。折算到 U 1 Z S II 二次侧的等效电路如图所示。 kI U1 k II 由等效电路可以列出方程式： 则二次侧电流为： I2 IC U 2 ZL U1 U1 I = I I + I II Z SII k I k II U1 I = + I = I C + I LI I - U 2 = I I Z SI Z SI + Z SII Z SI + Z SII kI U1 U1 U1 - U 2 = I II Z SII Z SI k I k II I = + I = - I C + I LI k II II Z SI + Z SII Z SI + Z SII IC 当变压器的变比不等时，在空载时，环流 就 存在。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路 阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。 环流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变 压器的损耗，这是很不利的。 为了保证空载时环流不超过额定电流的10%，通常 规定并联运行的变压器的变比差不大于1%。 二、连接组别不同时并联运行 连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差300， 则二次线电压差为线电压的51.8%，由于变压器的短 路阻抗很小,这么大的电压差将产生几倍于额定电流 的空载环流，会烧毁绕组，所以连接 组别不同绝不 允许并联。 三、短路阻抗标么值不等时并联运行 等效电路如图所示。 ZS I 由等效电路可知： II III I I ZSI = I II Z SII I I I NI Z SI I II I NII Z SII = I NI U N I NII U N I : II U1 k Z S II U 2 ZL 1 1 = * : * Z SI Z SII 可见，各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值 成反比。 为了充分变压器的容量，理想的负载分配，应使各台变压 器的负载系数相等，而且短路阻抗标值相等。 为了使各台变压器所承担的电流同相位，要求各 变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相 差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行 的变压器的最大容量之比不超过3：1。 变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过 负荷的情况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的 变压器可以并联运行。又规定：阻抗标么值不等的 变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大 的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容 量均能充分利用。 第 2 章 变压器 自耦变压器 1. 自耦变压器的基本结构 只有一个绕组。 手 柄 接 线 柱 2.8 自耦变压器 2. 自耦变压器的工作原理 I2 I1 + U1 N1 E1 － I2 I I1 － － E2 N2 U2 ＋ U1 E1 ＋ 降压自耦变压器 (1) 电压关系 忽略漏阻抗，则 I E2 升压自耦变压器 U1 E1 N1 = = = k U2 E2 N2 + U2 － 2.8 自耦变压器 (2) 电流关系 N1I1＋N2I2 = N1I0 忽略 I·0，则 N1I1＋N2I2 = 0 N2 I1 =－ I2 N1 I1 N2 1 = = I2 N1 k I1与 I2 相位相反。 公共绕组的电流 I = I1＋I2 2.8 自耦变压器 I = I1 I2 在降压变压器中， I1 < I2 在升压变压器中， I1 > I2 (3) 功率关系 变压器容量 SN = U2NI2N = U1NI1N 在降压变压器中 S2 = U2I2 = U2 (I＋I1 ) = U2I＋U2I1 = Si＋St 2.8 自耦变压器 在升压变压器中 S1 = U1I1 = U1 (I＋I2 ) = U1I＋U1I2 = Si＋St 降压变压器 U2I 感应功率 Si U2I1 传导功率 St 升压变压器 U1I U1I2 在 SN 一定时， k 越接近 1，Si 越小， St 所占 比例越大，经济效果越显著。 第 2 章 变压器 仪用互感器 一、电压互感器 空载运行的降压变压器。 u1 ~ U1 N1 = = ku U2 N2 u1 u2 V 国产互感器： U2N = 100 V 电压互感器 使用注意： ①二次绕组禁止短路。 ②二次绕组与铁心必须接地。 2.10 仪用互感器 二、电流互感器 ~ N1很小。 i1 短路运行的升压变压器。 I1 N2 i2 = ki = I2 N1 A 国产互感器： I2N = 5 A 使用注意： ① 二次绕组禁止开路。 开路时：I2 = 0，I1 不变→Φ → E2 ② 一次绕组工作电压较高时， 二次绕组与铁心必须接地。