《[高等教育]项目02 三相变压器的绕组连接》由会员分享,可在线阅读,更多相关《[高等教育]项目02 三相变压器的绕组连接(26页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、三相变压器的绕组连接 一、能力目标 二、使用的设备及仪器 三相调压器、三相变压器、交流电压表、开关、熔断器 、连接导线等。 三、项目要求 1三相变压器相间极性和一、二次侧极性的测定 (1)极性测定 1)用万用表电阻挡测量12个出线端通断情况及电阻 的大小,找出三相变压器高压绕组的六个端头,暂标记 为U1、V1、W1;U2、V2、W2。然后按图2-1接线,将 V2、W2两端用导线连接。 三相变压器的绕组连接 图2-1 相间极性的测定U1U2V1V2W2W1Q三相变压器的绕组连接 2)在U相施加低电压,约UN的50左右,用电 压表测量、及间电压,若,则说明V、W两相首端 为同名端,标号正确。若,则
2、说明V、W两相首端 为异名端,标号是错误的,应更换标号及连接端头 。3)用同样的方法,在V相施加低电压,决定U、 W相间极性。相间极性确定后,把高压绕组首末端 作正式标记。三相变压器的绕组连接 (2)测定三相变压器高、低压绕组极性1)在定好一次侧极性后,暂定二次侧的六个标记 u1、v1、w1、u2、v2、w2并按图2-2接线,此时一、 二次侧都为Y形连接,两中点间用导线连接。 2)在高压边加三相电压,约为50%UN,用电压表分 别测量、。若时,则和同相位,U1 、u1端点极性相同,标之为同名端,用“ ” 表示。 若,则 和反相位,U1、u1端点极性相反,称为异名 端。3)用同样的方法观察 与、
3、的关系以确定V相的同 极性端,观察与、的关系以确定W相的同极性端。三相变压器的绕组连接 三相变压器的绕组连接 三相变压器的绕组连接 2校验 连接组按图2-3所示进行接线。用导线将U1、u1端连在一 起,将三相调压器调到其输出电压100V左右。 根据连接组的电压向量图可知: 式中 为变压器的线电压比若实测结果与计算结果相同,则表明该变压器连 接组别为Y,yo。三相变压器的绕组连接 四、原理说明1变压器绕组的极性变压器绕组的极性是指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁 通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系,通常用同名端来 标记。在图2-1中,铁心上绕制的所有线圈都被铁心中交变的主 磁通所穿过,在任
4、何某个瞬间,电动势都处于相同极性(如正极 性)的线圈端就称同名端;而另一端就成为另一组同名端,它们 也处于同极性(如负极性)。不是同极性的两端就称为异名端。 例如在交变磁通的作用下,感应电动势1U与2U的正反向所指的 1U2、2U2是一对同名端,而1U1与2U1也是同名端。应该指出没 有被同一个交变磁通所贯穿的线圈,它们之间就不存在同名端的 问题。三相变压器的绕组连接 同名端的标记有好几种,例如用星号“*”或“ ”来表示,在互感器绕组上常用“+”和“-”来 表示(并不表示真正的正负意义)。 (1)直观法因为绕组的极性是由它的绕制方向决定的,所以 可以用直观法判别它们的极性,如图-4和图-5 所
5、示。如果从绕组的某端通入直流电,产生的磁通 方向一致的这些端点就是同名端(右手螺旋法则判 别)。三相变压器的绕组连接 (a) (b)图2-4绕组的极性 图2-5绕组的串联(a)正向串联; (b)反相串联三相变压器的绕组连接 (2)测试法如果无法观察到绕组的绕制方向(如绕组密封在内 部),只能借助仪表来测试。)电压表法 如图2-6所示,测出电压U2和U3,如 果U3U1U2,则是正向串联,1U1与2U1是异名端 ;如果U3U1-U2,则是反向串联,1U1与2U1是同名 端。 )检流计法 如图-7所示,为检流计(检流 计指针偏向电流流入的一端)。当合上开关,如电流向下,说明这时1U1与2U1 都处
6、于高电位,所以它们是同名端。三相变压器的绕组连接 图2-6 电压表法 图2-7检流计法三相变压器的绕组连接 3三相变压器及连接组别三相交流电由三个单相变压器连接组成,称为三相 组式变压器。但大多数均采用三相合为一体的三相心 式变压器,因为它体积小,经济性好,如图-8所示 。 (1)三相变压器的磁路结构1)三相组式变压器的磁路如图-8()所示,它的三个单相变压器铁心磁 路是各自独立的,只要三相电压平衡,则磁路也是对 称一样的,每只变压器可作为单相变压器来分析。三相变压器的绕组连接 图2-8三相变压器(a)三相组式变压器;(b)三相心式变压器(a)(b)三相变压器的绕组连接 2)三相心式变压器的磁
7、路三相心式变压器有三个铁心柱,供三相磁通U、 V、 W分别通过。在三相电压平衡时,磁 路也是对称的,总磁通 U V W0, 所以就不需要另外的铁心来供 通过。类似于三 相对称电路中省去中线一样,这样就大量节省了铁 心的材料,如图-8所示。但由于中间铁心磁路 短一些,造成三相磁路不平衡,使三相空载电流也 略有不平衡,但大变压器的空载电流I0很小,影响 不大。三相变压器的绕组连接 (2)绕组的首尾判别1)三相绕组的首尾判别三相绕组之间有个首尾判别的问题,判别的准则 是:磁路对称,三相总磁通为零。如果一次侧一相 首尾接错,会破坏三相磁通的相位平衡,即 0 ,结果磁通就不能从铁心中返回,而要从空气和油
8、 箱中绕走,如图2-9所示。这就使磁阻大大增加,使 空载电流也随之增加,尤其是反接的一相空载电流 I0更大,后果是严重的,所以绝不允许接错首尾。三相变压器的绕组连接 图2-9 三相磁通不对称时的路径(一次测一相接反)磁通相量图三相变压器的绕组连接 首尾的判别方法如图2-10所示。如图2-10(a)中 接法,先假设1U1是首端,外加电压U1 后,测得电压 U20,则说明1U1与1V1都是首端。如图2-10(b)中 接法,测得电压U2U1 则说明被连接的1V2是尾端。 因为前者接法使磁通自成一回路,W相绕组中磁通0 ,所以电压U20。而后者U、V两相的磁通都通入到 W相中,则W相感应出电压等于U、
9、V两相之和。同理,把W相与V相交换,同样可测出W相的首、 尾端。只有正确判别了三相绕组的首尾,才可进一步 探讨三相绕组的两种连接方法星形(Y)接法和 三角形()接法。三相变压器的绕组连接 图2-10三相绕组的首尾判别 (a)顺接时;(b)反接时(a)(b)三相变压器的绕组连接 2)星形接法 在电工基础中就曾讲过星形接法,它把三相绕组 的尾连在一起构成中性点N,三个首端接三相电源 ,如图2-11所示。一次侧是星形接法,接在三相电 源上,因此电压总是对称平衡的,但由于中间相磁 路略短,阻抗较大而该相空载电流I0略小(有中线 时更明显),这是正常的。但如果首尾接反,磁路 将严重不对称,则会出现空载电
10、流I0上升, 三相变压器的绕组连接 图2-11星形接法的电路图和相量图(a)电路接线图;(b)正确时的相量图;(c)二次测一相接反时的向量图三相变压器的绕组连接 3)三角形接法它是把三相绕组的各相首尾相接构成一个闭合回路,把三个连 接点接到电源上去,如图2-12所示。因为首尾连接的顺序不同, 可分为正相序和反相序两种接法。与星形接法一样,如果一次侧 有一相首尾接反了,磁通也不对称,就会同样出现空载电流I0急剧 增加,比星形接法还严重,这是不允许的。二次侧绕组正确接法时,闭合回路的三相电动势之和为零,即 U V W0,所以也就不产生环流,如图2-13(b)所 示。电动势相量图是闭合的,即 0,这
11、时任意打开回路中一个 接点,测量该接点两端所得的电压,称为三角形的开口电压,其 值应该为零。三相变压器的绕组连接 图2-12 一次测绕组三角形接法电路图和相量图(a)反相序接线图;(b)反相序连接时的向量图;(c)正相序连接时的向量图三相变压器的绕组连接 如果其中一相接反,如图2-14所示,电动势的相 量图是不闭合的,即 0,而是 E2U,2W2 ,它将在闭合回路中产生很大的环流,情况比二次 侧两相短路还严重(因为电压增大一倍),所以是 绝不允许的。因此,只要测量一下三角形接法的开 口电压是否为零,就可以断定二次侧三角形接法是 否接对了。 三相变压器的绕组连接 图2-13 二次测绕组的三角形接
12、法(a) 正相序接线图; (b) 一、二次测电动势相量 图图2-14 二次测绕组一相接反的情况(a) 接线图;(b)一、二次测电动势相量图三相变压器的绕组连接 (3)三相变压器绕组的连接组别 变压器的一次侧、二次侧都可以有三角形或星形 两种接法,一次侧绕组三角形接法用D表示、星形 接法用Y表示、有中线时用YN表示;二次侧绕组分 别用小写d,y和yn表示。根据不同的需要,一次侧 、二次侧有各种不同的接法,形成了不同的连接组 别,也反映出不同的一次侧、二次侧的线电压之间 的相位关系。两台三相变压器并联,如果它们的一 次侧、二次侧电压大小一样,但相位不同,不能并 联,要求它们的连接组别一样才能并联,从而说明 连接组别判别的重要性。