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1、大学 电气工程与自动化学院 电机学教研组 电机学多媒体课件系列 2007.1 第一篇 变 压 器 第三章 三相变压器及运行 1 第三章 三相变压器及运行 3.1 三相变压器的磁路 3.2 三相变压器的连接组 3.3 三相变压器连接组及磁路对电动势波形的影响 3.4 变压器的并联运行 3.5 互感器 目 录 2 3.1 三相变压器的磁路 一、各相磁路彼此独立 三相组式变压器:三个完全相同的三个单相变压器 按一定方试作三相联接，构成三相组式变压器。 特点:三相电路相关，三相磁路独立 3 每一相铁心柱的主磁通均以其它两相为回路 . 二、各相磁路彼此相关 三相芯式变压器:从三个单相变压器铁心合并成 4
2、 三相芯式磁路变压器特点: 三相的电路相关 三相磁路也彼此相关 磁路长短不一， 励磁电流占很小比例， 影响不大 5 3.2三相变压器的联接组 一三相变压器的连接法 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。 星形连接: “Y”， 中点引出为“YN” 2、三相变压绕组的接法 星形连接“Y” 1 绕组首末端标志: 6 三角形连接: “”， 有顺接、逆接 三角形连接 7 二、连接组别及标准连接组 1.同极性(名)端： 任一瞬间两绕组电位变 化规律相同端称为同极性 端，用符号“”标出。 8 连接组别: 反映三相变压器连接方式及一、
3、二 次线电动势（或线电压）的相位关系，与绕组 的绕向、首末端标志、连接方式有关。 时钟表示法: 作为时钟的分针，指向12点 ， 作为时钟的时针，其指向的数字就是变 压器的连接组别号。 2、连接组别及时钟表示法 通过画相量图来判别变压器连接组别 9 高、低压绕组的电动势同相位。 3. 单相变压器的组别 a) 首端极性相同时 10 b) 首端极性不同时 高、低压绕组电动势相位相反 x a 11 1）、Y，y接法 4、三相变压器绕组的联接组别 12 13 2）、Y，d接法 14 15 16 17 由上可得： Y，y（或D，d）连接有0、2、4、6、8、10等六组别Y ，d（或D，y）连接有1、3、5
4、、7、9、11等六组别 国家标准:Y,yn0、Y,d11、YN,d11、YN,y0和Y,y0连接组 为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。 其中最为常用： Y,yn0 连接的二次绕组可以引出中线，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 连接用于低压侧电压超过400V的线路中。 YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压 侧可以接地。 18 课时小结 1、三相变压器的磁路及其特点？（组式 、芯式） 2、变压器的连接组别及时钟表示法? 3、三相变压器连接组别的判断方法？（ 重点） 4、书面作业P56：3-1、3-2 19 3.3 三相变压器绕组联接及其
5、磁路系统对电动势波形的影响 a)单相变压器空载运行: 主磁通m正弦波 (使 E2 为正弦波) 外施电压 U1 正弦波 空载电流i0 尖顶波 i0存在：i1(正弦） i3及各次高次谐波 20 b)在三相变压器系统 三相三次谐波电流分量同相位、等幅值,即： 若i3可以流通，m为为正弦波，E 为为正弦波 若i3不能流通，m为为平顶顶波，E 为为尖顶顶波 单相、三相YN、三相 三相Y接法 21 一次侧Y接i3=0 im正弦波 m= 1+ 3+ 一三相变压器组 Y,y 联接 22 1. 三相组式变压器 3与 1 磁路相同磁阻较小 f3=3f1E3 相当大 (4560% E1)相电动势波形严重畸变产生过
6、电压,危害绕组的绝缘 E1 思考：1、线电动势是什么波形？ 2、是否可以接成YN，y 和 Y，yn运行？ 结论：三相变压器组 不能采用Yy连接 23 2.三相芯式变压器 注意：但3经过油箱壁会产生涡流，引起局部发热，损耗 增加。因此其容量一般不超过1800KVA 3磁路磁阻大3小m、E 接近正弦波 结论：三相芯式变压 器可以接成Y，y连（ 包括Y，yn连接） 24 二三相变压器组Y,d联接 1.D,y连接 一次侧i3可以流通m为正弦波 E相为正弦 波线电势为正弦波。 2.Y,d连接 a) 一次侧Y接i3不能流通， m、E相出现三次谐波分量。 b) 二次侧接， i3同相位、同幅值，形成 环流 c
7、) 二次侧 i23 作为激磁电流，与一次侧基波电流共同建立 主磁场，m接近正弦波， E相为正弦波，E线为正弦波。 结论：三相变压器存在一个绕组，m、E近似为正弦波 25 大容量三相变压器需接成Yy时 另加一套三角 形绕组 提供磁化电流三次谐波分量 主磁通接 近正弦波,相电动势接近正弦波。 三Yy连接附加一组d连接绕组 26 变压变压 器i33相电动势电动势应应用 Yy芯式无弱（走漏磁路）正弦1800KVA以上 不可用 Yy组组式无强（走主磁路）尖峰不用 YN，y有（经经中线线 ） 无正弦可用 Y，yn有（经经中线线 ） 无正弦可用 (不允许许空载载 ) Yd（D，y）有（中有）可略去接近正弦可
8、用 采用D接线可以改善相电动势波形 四小结 27 3.4 变压器的并联运行 二、并联运行的优点 1.能提高供电的可靠性 2.提高系统的运行效率 3.减少初投资、减少备用容量 一、并联运行的定义 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。 28 四、并联运行的变压器必须满足以下三个条件 1）各变压器的额定电压相等，即变比相等 2) 各变压器的连结组别相同 3）各变压器短路阻抗的标么值相等 且短路电抗与短路电阻之比相等 三、变压器理想并联运行的条件 1）空载时并联各变压器二次侧间没有环流 2）带负载后各变压器的负载系数相等 3）负载时各变压器对应相的电流
9、相位相同 29 1、变比不同时形成环流 ( 并联变压器的变比差0.5% ) 30 2、连接组别不同时形成环流 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%，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对不允许并联。 3、短路阻抗标么值不等时 各台变压器所分配的负载与其短路阻抗标么值成 反比。为了充分利用变压器的容量，达到理想的负载 分配，并联运行变压器的短路阻抗标么值差10% 31 五、并联运行时负载分配的实用计算公式 负载分配与变压器的 SN 成正比，与 UK 成反比。 短路电压小的变压器先满载 并联变压器的最大容量
10、之比不超过3：1，短路电压 值尽可能接近，其差值10%。 32 例1：两台变压器并联运行，额定容量S1N=6300kVA， SIIN=5000kVA，联接组均为Yy0，短路阻抗：ZkI*=0.07， ZkII*=0.075，U1N/U2N=35/6.3kV ，不计阻抗角差别。试计算 并联组最大容量、最大输出电流、利用率。 解：由于变压器I的短路阻抗标幺值小，先达到满载，令： 故有 33 两变压器并联组的最大容量 并联组最大输出电流 并联组利用率 34 试求：输出总负载S=8000kVA时，每台分担多少负荷？ 输出最大总负荷为多少？ 解： 例2：某变电所有两台变压器并联运行： 35 变压器I先满
11、载，令 36 课时小结 1、三相变压器的磁路及连接组别对电动势波形 的影响？ 2、变压器并联运行的理想条件?并联时如何满 足这些条件？ （重点） 3、变压器并联运行的负载分配？（重点） 4、书面作业P56：3-3、3-4 预约实验 37 3. 互感器 、分类： 电压互感器 电流互感器 、用途： 扩大仪表的量程 起隔离作用，保证安全 自动控制执行元件 、仪用互感器规格化： 电压互感器二次输出为 电流互感器二次输出为或 、特点 它要求转换值与被测量间有良好的线性关系 38 一、电压互感器 提高精度的措施： 所接测试仪表具有高阻抗，使运行于近空载 所接仪表数量受变压器容量限制 设计时尽量减小励磁电流和漏阻抗（磁路不饱和、粗导线） 国标精度：.2、0.5、1.0、3.0四个等级 使用注意事项： 二次侧绝对不允许短路 铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地 39 电压互感器实物图 40 一、电流互感器 提高精度的措施： 所接测试仪表具有低阻抗，使运行于近短路 所串仪表数量受互感器容量限制 设计时尽量减小励磁电流和漏阻抗（磁路不饱和、粗导线） 国标精度：.2、0.5、1.0、3.0四个等级 使用注意事项： 二次侧绝对不允许开路 铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地 41 电流互感器实物图 42
