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1、第三章 三相变压器 主要内容： 2. 掌握三相变压器联接组的判别方法 3. 掌握三相变压器空载运行时主磁通、空载电流以及电动势的波形 1. 了解三相变压器磁路系统的特点 3-2 三相变压器的磁路系统 1.三相变压器组： 一种由三个单相变压器组成的变压器组；特点：三相 磁路彼此无关。 2.三铁心柱变压器 AiBiABC0A B C 一般外加三相电压对称时， 三相磁通也对称： 三铁心柱变压器特点： 三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭合磁路。 3. 两种三相变压器磁路结构对磁通的影响 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。 13t00180
2、03600003A3B3C1A1B1C0180 0360ttt311 c os 33AA t 03111c os 3 ( 120 )31c os 33BBBtt 03111c o s 3 ( 2 4 0 )31c o s 33CCCtt 平顶波磁通的分析： 结论：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 B C1A 3A 1B 3B 3C1C0Ai 0Bi 0Ci结论：由于三铁心柱变压器的三相主磁路彼此相关， 所以平顶波磁通分解得到的同大小、同相位的三次 谐波磁通不可能沿着 铁心磁路闭合，只能 沿变压器变压器油、 油箱壁
3、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，会明显削弱三 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。 3A 3B 3C 3-4 三相变压器空载运行电动势波形 单相变压器： 为了充分利用铁心，设计变压器时，额定运行点的磁通最大值 往往设计在铁心饱和段，由于磁路饱和，变压器空载时 与 的关系是非线性的，它们的波形不可能同时为正弦波。 m0i结论： 对于单相变压器，在饱和情况下， 为尖顶波， 为正弦波。 0()it()ttt0i00it01i03i0i分析： 前面已知空载电流为尖顶波，那么除基波 电流外， 还有 3次谐波电流 ， 及 5、 7次等高
4、次谐波电 流 。由于 5、 7等高次谐波电流数 值较小，在近似分析时 认为尖顶波的空载电流 可分解为基波电流 及 3次谐波电流 。 05i 07i0i03i0i 01i03i0 0 1 0 3 0 50 1 0 3i i i iii 三相变压器：由于其三相绕组在电力系统中常见的接 法有两种： Y（星接）和 D接（角接）。 Y接 ABCXYZ接 YZABCX一、三相变压器空载电流波形分析 2）如果一次绕组角接的三相变压器（比如 Dd， Dy等） 空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？ 思考： 1）如果一次绕组星接的三相变压器（比如 Yd， Yy等） 空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？ 0
5、3 03003 03 03003 03 03si n 3si n 3 ( 120 ) si n 3si n 3 ( 240 ) si n 3AmB m mC m mi I ti I t I ti I t I t 假设三相变压器对称空载运行时每相空载电流 为尖顶波，那么其中每相都含有基波电流分量 和 3次谐波电流分量 ；根据分析可知各相 3次 谐波电流分量一定同大小、同相位。 0i01i03i三相变压器空载电流波形结论： 1）如果三相变压器一次绕组为 Y接，决定了不可能为 空载电流中的 3次谐波电流提供通道，这样一次 Y接的 变压器空载运行时的空载电流接近正弦波。 2）如果三相变压器一次绕组为
6、D接，那么 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 器空载运行时的空载电流认为是尖顶波。 一、三相变压器空载运行时相电动势波形分析 t0i0t（正弦波） 1） Yy 接法 0iY接法 13（平顶波） 绕组接法决定 磁路饱和决定 数学分解 实际磁通会是什么波形？ 在两种磁路结构中， Yy接法的三相变压器组： （正弦波） 0iY接法 1（平顶波） 绕组接法决定 磁路饱和决定 数学分解 都沿各自铁心主磁路闭合 基波磁通和 3次谐波磁通 33e1e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 ， 那么合成波形是什么样的？ ett00ee1e133e结论： 实际一相
7、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？ 由于 很弱， 也很小 接近正弦。 3 3e 13e e e 三铁心柱式变压器： 所以 1800KVA及以下容量的变压器可采用此接法。 0 ()i 正 弦 波 () 平 顶 波1 () 正 弦 波3 () 正 弦 波原边 绕组 1 ()e 正 弦 波13 ()e 正 弦 波23 ()e 正 弦 波二、 Y, d 接法 e23 在闭合的副边绕组中产生三次谐波电流 I23 副边产生三次谐波磁通，此磁通 (副边 )对原边三次谐波磁通引去磁作用，使三次谐波合成磁通减弱，从而三次谐波电动势减弱。因此相电动势 接
8、近正弦波。 e励磁电流 三次谐波 主磁通 三次谐波 相电动势 应用 Y, y 心式 无 弱 (走漏磁路 ) 正弦 1800KVA 以上不用 Y, y 组式 无 强 (走主磁路 ) 尖峰 不用 Y N, y 有 (经中线 ) 无 正弦 可用 Y, y n 有 (经中线 ) 无 正弦 可用 Y, d (D, y) 有 (中有 ) 可略去 接近正弦 可用 不同磁路、绕组连接对相电动势波形的影响 第二节 绕组的标志方式 目的：解决一二次绕组侧匝间相位的改变问题。 在本教材中，是利用电势 来比较相位 E同名端：即同极性端，在绕组中产生感应电动 势的瞬时实际方向相同，同极性端与 绕组绕向有关，用 “ ”
9、表示。 AE AEaE aE4312m4312m1. 单相变压器绕组标志（ I， I） 把高压绕组电动势相量看作为时钟的分 针，指向数字 12，把低压绕组电动势相 量看作为时针，指向的数字即为钟点数。 高压绕组：首端标记为 A， 尾端标记 为 X 低压绕组：首端标记为 a， 尾端标记 为 x 采用时钟法后，不必考虑绕组绕向，只要看变压器连接组标号即可知高低压绕组电动势的相位关系。 时钟法： AE AEaE aEAEAXaEax,0IIAEXAaEax,6II单相电力变压器连接组只有 和 两种。 ,0II ,6IIAEaEAEaExaAXmxaAXm(3)用时钟表示法 规定 矢量始终指向 12点
10、位置。 若 也在 0位置则同相位，表示为 I I0 若 也在 6位置则反相位，表示为 I I6 AEaEaE2.单相变压器的联结组别 (1)当 A, a为同名端 （简化 ）与 （简化 ）为同相位。 AXEAE axE aE(2)当 A, a为异名端 与 为反相位。 AE aE 从三个相绕组首端 A、 B、 C通入电流，产生的各相磁通的方向指向同一个磁路节点，此时 A、 B、C三端点就是同极性端。三相绕组加三相对称电压时，其磁通总和必为零，即 0A B C 对于三铁心柱三相变压器，不仅每相的原、副边绕组间存在极性端问题，而且三相绕组间存在相间极性问题。 高压绕组 :首端 A、 B、 C， 尾端
11、X、 Y、 Z， 中线 N 低压绕组 :首端 a、 b、 c， 尾端 x、 y、 z， 中线 n 3. 三相变压器绕组标志 xaAXBYbyCZczAB C三相绕组的标志方法： xaAXBYbyCZcz1）三相变压器原副边绕组同名端标为首端 2）三相变压器原副边绕组异名端标为首端 xaAXBYbyCZcz3）同一铁心柱上的原副绕组标以不同相的标号，但原副边的相序必须一致 xaAXBYbyCZczABCXYZ1、星形接法 Y(Y y) 相、线电动势关系： AB A BBC B CC A C AE E EE E EE E E 相电动势： AE BE CE、 、 线电动势： ABE BCE CAE、
12、 、 ABCAEBECEX YZ一、三相绕组接法 ABE BCECAE第三节 三相变压器的连接组别 Z ACYXB AAEX BBEYCECZAXAEBYBECZCEA B AB C BCA CEEEEEE AB BBC CC A AEEEEEE 2、三角形接法 (D d) ZA CYXB AEABE二、三相变压器的联接组别 ABEa c,0YyAExyzaEabEb1、 Y,y 连接 ZA CYXB AEABEaEza cxb yabE1） BCX YZAABExyzaEb c, 1 0YyaAEabE2） ZA CYXB AEABEzacxb aEyabEBCX YZAaxcz byAEA
13、BEabE aE, 11Yd2、 Y,d 连接 ZA CYXB AEABEaEza cxby1） ABEBCX YZAAEABEaxbyczaEabE,1YdZA CYXB AEABEaEza cxby2） ABEBCX YZA4、结论： 1） Y y联结方式，只能得到偶数的联结组别。 2） Yd或 D y联结方式，只能得到奇数的联结组别。 3）三相双绕组电力变压器的标准连接组： Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 和 Yy0 4）单相电力变压器只有 一种 0II1)平行（方向相同或相反）或重合的两个矢量是指一个铁心柱上的高低压绕组所表示的矢量。 2)把 A和 a重合，是为了使高、低压绕组线电动势有公共的起点。 3、画图的注意事项：
