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1、第三章第三章 三相变压器三相变压器three-phase transformer n三相变压器在对称负载下运行时，其各相的电压，电流大小相等，相位相差120o，因此在在运行原理的分析与计算时，可以取三相中一相来研究，即三相问题可以转化为单相问题。分析单相变压器的方法及有关结论，完全适用于对称运行的三相变压器。1三三相相变变压压器器的的磁磁路路系系统统三三相相变变压压器器绕绕组组连连接接方方法法和和连连接接组组别别磁磁路路系系统统对对电电动动势势波波形形的的影影响响本章所要讨论的问题23.1 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统按铁芯结构型式的不同按铁芯结构型式的不同组式
2、变压器磁路组式变压器磁路心式变压器磁路心式变压器磁路magnetic circuit system of three-phase transformer33.1.1 三相变压器组磁路的特点图图3-13-1表示三台单相变压器在电路上联接起来，组成一个三相系统，这种表示三台单相变压器在电路上联接起来，组成一个三相系统，这种组合称为组合称为三相变压器组（三相组式变压器）三相变压器组（三相组式变压器）。三相变压器组的磁路彼此独立，三相各有自己的磁路。三相变压器组的磁路彼此独立，三相各有自己的磁路。4 如果把三台单相变压器的铁芯拼成星形磁路（如果把三台单相变压器的铁芯拼成星形磁路（如图如图），则当三相绕
3、组加），则当三相绕组加上三相对称电压时，由于三相主磁通上三相对称电压时，由于三相主磁通也对称，故三相磁通之和将等于零，即也对称，故三相磁通之和将等于零，即 这样，中间心柱将无磁通通过，可省略。进而把三个心柱安排在同一平这样，中间心柱将无磁通通过，可省略。进而把三个心柱安排在同一平面内，可得三相心式变压器。面内，可得三相心式变压器。3.1.2 三相心式变压器磁路的特点51.组式变压器：各相磁路彼此无关，即三相磁路是独立的；组式变压器：各相磁路彼此无关，即三相磁路是独立的； 原边外施三相对称电压原边外施三相对称电压三相对称磁通三相对称磁通由于磁路对称，产生三相对称由于磁路对称，产生三相对称的空载电
4、流的空载电流小结小结2.心式变压器：各相磁路彼此相关，有电和磁的联系；心式变压器：各相磁路彼此相关，有电和磁的联系； 原边外施三相对称电压原边外施三相对称电压三相对称磁通三相对称磁通但由于磁路不对称，产生的三相但由于磁路不对称，产生的三相空载电流不对称，且中间电流小。空载电流不对称，且中间电流小。6组式和心式变压器的比较：组式和心式变压器的比较：组式变压器：采用受运输条件或备用容量限制组式变压器：采用受运输条件或备用容量限制心式变压器：省材料，效率高，占地少，心式变压器：省材料，效率高，占地少， 成本低，运行维护简单，成本低，运行维护简单， 广泛应用广泛应用73.2 三相变压器的电路系统cir
5、cuit system of three-phase transformer 8绕组名称绕组名称单相变压器单相变压器三三 相相 变变 压压 器器首端首端末端末端首端首端末端末端中点中点高压绕组高压绕组A AX XA B CA B CX Y ZX Y ZO O低压绕组低压绕组a ax xa b ca b cx y zx y zo o中压绕组中压绕组A Am mX Xm mA Am m B Bm m C Cm mX Xm m Y Ym m Z Zm mO Om m3.2.1 绕组的端头标志与极性mark of head ,end and polarity 1. 1. 变压器绕组的首、末端标志变压器
6、绕组的首、末端标志92. 极性：指瞬时极性用同名端标注绕在同一铁心柱上，相对绕向相同的端子指交链同一磁通的两个绕组瞬时极性相同的端子，用符号“ * ”标出。规定电势E1、E2的方向从星端指向非星端，高、低压绕组的电势E1、E2都滞后磁通90，E1、E2所以始终同相位。E1=-j4.44fN1m ；E与m符合右手螺旋定律。10u绕线相电势的正方向从首端指向末端，如高压A相绕组的相电势的正方向从A指向X，相电势表示为EAX，简写为EA。u绕组线电动势的正方向为下标第一个字母指向第二个字母，EAB表示A、B两相间线电动势的正方向是从A指向B。3. 3. 绕组相电势、线电势的正方向规定绕组相电势、线电
7、势的正方向规定 11（1 1）交链同一磁通的高、低压绕组首端是同名端时：由于从星端指向）交链同一磁通的高、低压绕组首端是同名端时：由于从星端指向非星端电势非星端电势E E1 1、E E2 2始终同相位，始终同相位，E E1 1与与E EA A同相位，同相位，E E2 2与与E EA A同相位，所以同相位，所以E EA A与与E Ea a同相位。同相位。12（2 2）交链同一磁通的高、低压绕组首端是异极性端时：由于从星端指）交链同一磁通的高、低压绕组首端是异极性端时：由于从星端指向非星端电势向非星端电势E E1 1、E E2 2始终同相位，始终同相位，E1E1与与E EA A同相位，同相位，E
8、E2 2与与E Ea a反相位，所以反相位，所以E EA A与与E Ea a反相位。反相位。13判断绕组相电势的规律：判断绕组相电势的规律：交链同一磁通的两个绕组首端是同极性端时，两个绕组的相电势同相位；交链同一磁通的两个绕组首端是同极性端时，两个绕组的相电势同相位；首端是异极性端时，两个绕组的相电势反相位。首端是异极性端时，两个绕组的相电势反相位。14反映变压器高、低压侧绕组的连反映变压器高、低压侧绕组的连接方式，以及外加正相序电源时，接方式，以及外加正相序电源时，高、低压侧绕组对应线电势的相高、低压侧绕组对应线电势的相位关系。位关系。 1. 连接组别的概念连接组别的概念3.2.2 单相变压
9、器的连接组别connections of single-phase transformer152. 时钟表示法三相变压器同一侧（原边或副边）各相电动势相位互等三相变压器同一侧（原边或副边）各相电动势相位互等120120。同一铁芯柱上原、副绕组相电动势要么同相，相位差为同一铁芯柱上原、副绕组相电动势要么同相，相位差为00，要么反相，要么反相，相位差为相位差为+180+180。不论怎样联接，电势向量组成的三角形为等边三角形。高压绕组线电势不论怎样联接，电势向量组成的三角形为等边三角形。高压绕组线电势EABEAB和对应的低压绕相线电势和对应的低压绕相线电势EabEab之间的相位差总是之间的相位差总是
10、3030的整倍数。的整倍数。16 把高压绕组的线电势相量作为时钟的分针，固定指向把高压绕组的线电势相量作为时钟的分针，固定指向“12”点，对应的低压点，对应的低压绕组的线电势相量作为时针，所指的钟点数就是变压器的连接组别号。绕组的线电势相量作为时针，所指的钟点数就是变压器的连接组别号。例：例：Y,d3Y,d3低压绕组线电势低压绕组线电势E Eabab滞后对应的高压绕滞后对应的高压绕组线电势组线电势E EABAB330=90330=9017n定义：反映单相变压器高、低压线圈电动势（或电压）之间的相位关系，它定义：反映单相变压器高、低压线圈电动势（或电压）之间的相位关系，它由线圈的绕向和首末端标志
11、决定。由线圈的绕向和首末端标志决定。n单相变压器的连接组别：单相变压器的连接组别：I,I0；I,I63. 单相变压器的连接组别18I,I0国标规定：I,I0为标准连接组别19I,I620三相绕组主要采用星形连接或三角形连接。三相绕组主要采用星形连接或三角形连接。星形连接是把三相绕组的三个首端星形连接是把三相绕组的三个首端A,B,C引引出，把三个尾端出，把三个尾端X,Y,Z联结在一起作为中点。联结在一起作为中点。(用用Y或或y表示表示)3.2.3 三相变压器的连接方式connections of three-phase transformer 21三角形联结是把一相绕组的尾端和另一三角形联结是把
12、一相绕组的尾端和另一相绕组的首端相联，相绕组的首端相联，顺次联成一个闭和的三角形回路，最后顺次联成一个闭和的三角形回路，最后从首端从首端A,B,C引出。引出。 (用用D或或d表示表示)三角形连接顺序三角形连接顺序顺序顺序 ABCABCA逆序逆序 ACBACBA逆序逆序22若已知三相变压器连接形式、同极性端、首末端标志时，可通过作相量图来确定其连接组别。 例题一1 1 先画出高压绕组的相电势先画出高压绕组的相电势E EA A、E EB B、E EC C，A A、B B、C C应顺时应顺时针排列（因电源为正相序电针排列（因电源为正相序电源），源）， E EA A、E EB B、E EC C组成星形
13、。组成星形。2 A2 A与与a a取同一点，因首端是取同一点，因首端是同极性端，同极性端， E EA A与与EaEa同相位，同相位，通过高压绕组的相电势，画通过高压绕组的相电势，画出对应的低压绕组相电势出对应的低压绕组相电势EaEa、EbEb、EcEc。3 3 作出作出E EABAB和和EabEab，EabEab与与E EABAB同相位，连接组别号为同相位，连接组别号为0 0，所以，该变压器的连接组别所以，该变压器的连接组别是是Y Y，y0y0或或Y Y，y12 y12 3.2.4 三相变压器的连接组别23例题二首端是异极性端，首端是异极性端，E EA A与与EaEa反相位。作相量图，反相位。
14、作相量图，EabEab滞后滞后E EABAB180180，连接组别号为，连接组别号为6 6，所以，该变压器的连接组别是，所以，该变压器的连接组别是Y Y，y6y6 24例题三 若首端是同极性端，若首端是同极性端，E EA A与与EaEa同相位。作相量同相位。作相量图，图，EaEa、EbEb、EcEc组成组成等边三角形，等边三角形，EabEab滞后滞后E EABAB330330，连接组别号为连接组别号为1111，所，所以，该变压器的连接以，该变压器的连接组别是组别是Y Y，d11d11。 25变压器联接组的变化规律变压器联接组的变化规律 n三相变压器的基本接线有星形联接（原边用符号三相变压器的基
15、本接线有星形联接（原边用符号“Y”表示，副边表示，副边用符号用符号“y”表示）和三角形联接（原边用符号表示）和三角形联接（原边用符号“D”表示，副边表示，副边用符号用符号“d”表示）。原、副边的接线组合有表示）。原、副边的接线组合有Yy、Yd、Dy和和Dd四种。每一种组合又有四种。每一种组合又有6个组别号，共有个组别号，共有24种联接组，其变化规种联接组，其变化规律如下：律如下： 26n第一，当原、副绕组接线方式相同时，联接组标号为偶数，当原副绕组接线第一，当原、副绕组接线方式相同时，联接组标号为偶数，当原副绕组接线方式不同时，联接线别标号为奇数。方式不同时，联接线别标号为奇数。n第二，当原、
16、副边接线相同、标记相同、极性也相同时，原、副绕组相对应第二，当原、副边接线相同、标记相同、极性也相同时，原、副绕组相对应线电势相位差为线电势相位差为0。联接组别的标号为。联接组别的标号为“0”，如，如Yy0。 当原、副边接线相同，当原、副边接线相同，标记相同，极性相反时，原、副绕组对应电势相位差为标记相同，极性相反时，原、副绕组对应电势相位差为180，联接组别的标，联接组别的标号应为号应为“6”（Yy6）。）。 27p第三，当原边接线、标记、极性固定时，副边绕组三相出线标记按相序第三，当原边接线、标记、极性固定时，副边绕组三相出线标记按相序移位一次，相当于副边相电动势顺时针转动了移位一次，相当
17、于副边相电动势顺时针转动了120，联接组别在原来的，联接组别在原来的标号上加标号上加“4”，如，如“0+4”时，标号为时，标号为“4”；再移位一次副边相电动；再移位一次副边相电动势，又顺转了势，又顺转了120，相当于，相当于“4+4”，标号为，标号为“8”（Yy8）。）。 28p第四，当有一侧的接线为三角形时，若标记不变，极性不变，但接线由顺序第四，当有一侧的接线为三角形时，若标记不变，极性不变，但接线由顺序三角形改接成逆序三角形，对应的相电势变化了三角形改接成逆序三角形，对应的相电势变化了60。当三角形接线在副边时，。当三角形接线在副边时，相当于钟表的时针逆时针转了相当于钟表的时针逆时针转了
18、60，组别号减，组别号减“2”；如；如yd1变为变为Yd11，三角，三角形接线在原边时，相当于钟表的时针顺时针转了形接线在原边时，相当于钟表的时针顺时针转了60，组别号加，组别号加“2”，如，如Dy11变为变为Dy1。 29我国三相变压器的标准连接组别 Y,yn0；Y,d11；YN,d11；YN,y0；Y,y0。uY,yn0：低压侧可引出中性线，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。uY,d11：用于低压侧超过400V的线路中。uYN,d11：用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧中性点有可能接地。30课堂练习ABCXYZabcxyz*31小结n连接组别的概念n时钟表示法n同名端n首末端和同极性端对电势相位关系的影响n三相变压器连接组别的确定n标准连接组别32图图3-1 三相变压器组及其磁路三相变压器组及其磁路XYZA B C 返回33 图图 三相心式变压器的磁路三相心式变压器的磁路 a)三相星形磁路三相星形磁路 b)三相磁通的相量图三相磁通的相量图 34 图图 三相心式变压器的磁路三相心式变压器的磁路 c)实际心式变压器的磁路实际心式变压器的磁路 返回返回35
