《相变压器原理》ppt课件

1、 三相变压器三相变压器 当三相变压器的原边和副边绕组均以当三相变压器的原边和副边绕组均以一定的接法现接，一定的接法现接， 带上三相对称负带上三相对称负载，载， 原边加上对称的三相电压时原边加上对称的三相电压时 ，由于三相对称电压本身大小相等、相由于三相对称电压本身大小相等、相位互差位互差12001200，因此求得一相的电压、，因此求得一相的电压、电流，电流， 其它两相按对称关系求出。其它两相按对称关系求出。 特殊特殊问题：问题： 1三相绕组的联接，即电三相绕组的联接，即电路问题；路问题； 2三相变压器的三相变压器的磁路系统；磁路系统；磁路一、组式变压器三个独立的单相变压器组成,在电路上相互联接

2、，三相磁路相互完全独立。 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不完全一样，但相差很小，忽略区别。2、衔接组1高、低压绕组中电动势相位关系单相绕组高、低压绕组中电动势相位关系单相绕组单相变压器中，单相变压器中， 高压绕组首端为高压绕组首端为“A、末端、末端为为“X；低压绕组首端为；低压绕组首端为“a、末端为、末端为“x。AXaxAXax原、副绕组被同一主磁通原、副绕组被同一主磁通交链，交链， 感应电动势感

3、应电动势在任一瞬间原边绕组一端点为高电位，副边绕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。组也有一端点为高电位。 这两个端点为这两个端点为“同名同名端端二、单相变压器的衔接组 同名端 两绕组绕向 原、副边绕组主磁通一样，电动势只能同相或反相 思索首未端为人为定义，也有两种能够 所以两绕组之间关系四种方式但其电势关系只需两种能够 同向夹角0度 反向夹角180度图：同极性端有一样首端标志图：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、三相变压器衔接法ABCXYZAXEBXECXE星形衔接ABCXYZAXEBXECXE三角形衔接高压绕组首端由高压绕组首端由A、B、

4、C表示，表示， 末端由末端由X、Y、Z表示；低压绕组首端由表示；低压绕组首端由a、b、c表示，末端由表示，末端由x、y、z表示。表示。 一相绕组末端与另一相绕组首端相连，一相绕组末端与另一相绕组首端相连， 依次得到依次得到一闭合回路，一闭合回路， 为三角形衔接为三角形衔接“ ， 有顺、逆之有顺、逆之分。分。 图：三相绕组衔接法三、三相变压器的衔接组别衔接组别：反映三相变压器衔接方式及一、二次线电衔接组别：反映三相变压器衔接方式及一、二次线电动势或线电压的相位关系。动势或线电压的相位关系。三相变压器的衔接组别不仅与绕组的绕向和首末三相变压器的衔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

5、绕组的衔接方式有关。端标志有关，而且还与三相绕组的衔接方式有关。实际和实际证明，无论采用怎样的衔接方式，一、二实际和实际证明，无论采用怎样的衔接方式，一、二次侧线电动势可电压的相位差总是次侧线电动势可电压的相位差总是300的整数倍。的整数倍。因此可以采用时钟表示法因此可以采用时钟表示法分针长针：表示高压绕组线电势分针长针：表示高压绕组线电势EAB，固定指向，固定指向12时针短针：表示低压绕组线电势时针短针：表示低压绕组线电势Eab，指向几就是，指向几就是几点钟衔接。几点钟衔接。UVEuvE判别步骤：判别步骤：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；画出原绕组电动势相量位形

6、图；3根据同一铁心柱上原、副绕组感应电动势的根据同一铁心柱上原、副绕组感应电动势的相位关系，相位关系， 画出副边绕组电动势位形图。将画出副边绕组电动势位形图。将“a点点与与“A点重合，使相位关系更直观。点重合，使相位关系更直观。 4比较原、副绕组线电动势的相位关系。比较原、副绕组线电动势的相位关系。 根根据钟点法确定联接组别。据钟点法确定联接组别。 ABEabE(1) Yy0课上举两例演示画法(2) Yy62. Yd衔接 两种：Yd11, Yd1 (1) Yd11(2) Yd1五、规范衔接组 为消费运用方便，国家规范规定5种： Y,yn0 Y,d11 YN,d11 YN,y0 Y,y0三相变压

7、器绕组的联接组三相变压器绕组的联接组几点认识：几点认识：1当变压器的绕组标志同名端或首末端改动时，当变压器的绕组标志同名端或首末端改动时， 变压器的联接组号也随着改动。变压器的联接组号也随着改动。2Y/Y联接的三相变压器，联接的三相变压器， 其联接组号都是偶数；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；联接的三相变压器，其联接组号都是奇数；4 / 联接可以得到与联接可以得到与Y/Y联接一样的组号；联接一样的组号； /Y联接也可以得到与联接也可以得到与Y/ 联接一样的组号；联接一样的组号； 5最常用的联接组是最常用的联接组是Y/Y12 和和 Y/ 11；大连理工大学电气

8、工程系2.7 三相变压器的并联运转三相变压器的并联运转 负荷容量很大，一台变压器不能满足要求。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转可以随负荷变化较大，用多台变压器并联运转可以随 时调理投入变压器的台数。时调理投入变压器的台数。 可以减少变压器的贮藏容量。可以减少变压器的贮藏容量。 u1 u2 T1 T2 第第 2 章章 变压器变压器 并联运转是指将几台变压器的一、二次绕并联运转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，共组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运转方式。同向负载供电的运转方式。一、并联运转的理想形状一、并联运转

9、的理想形状1. 空载时各台变压器的空载时各台变压器的 I2 = 0，即各台变压器之，即各台变压器之 间无环流。间无环流。2. 负载运转时，各台变压器分担的负载与它们负载运转时，各台变压器分担的负载与它们 的容量成正比。的容量成正比。3. 各台变压器同一相上输出的电流同相位，各台变压器同一相上输出的电流同相位， 使得总输出电流：使得总输出电流： I2 = Ii 。 二、理想并联运转的条件二、理想并联运转的条件 1. 电压比相等，以保证二次空载电压相等。电压比相等，以保证二次空载电压相等。 规定：电压比之差规定：电压比之差0.5%(平均电压比平均电压比) 2. 结合组一样，以保证二次空载电压相位一

10、样。结合组一样，以保证二次空载电压相位一样。 3. 短路阻抗标么值相等。短路阻抗标么值相等。并联条件不满足时的运转分析并联条件不满足时的运转分析变比不等的两台变压器并联运转变比不等的两台变压器并联运转时，二次空载电压不等。折算到时，二次空载电压不等。折算到二次侧的等效电路如下图。二次侧的等效电路如下图。由等效电路可以列出方程式：由等效电路可以列出方程式：1212IIIISIIIISIIIII = I + IU- U= I ZkU- U= IZk那么二次侧电流为：那么二次侧电流为：1111SIIIIIICLISISIISISIISIIIIIICLISISIISISIIUU-ZkkI=+I = I

11、 + IZ+ ZZ+ ZUU-ZkkI=+I = - I + IZ+ ZZ+ ZCII1kU2ULZSIZ2IS IIZII1kULIILIII一、变比不等时并联运转IIIk k 为了保证空载时环流不超越额定电流的10%，通常规定并联运转的变压器的变比差不大于1%。 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，又添加了变压器的损耗，这是很不利的。CI二、衔接组别不同时并联运转 衔接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差300，那么二次线电压差为线电压的51.8%，由于变压器的短

12、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，所以衔接 组别不同绝不允许并联。三、短路阻抗标么值不等时并联运转由等效电路可知：由等效电路可知： 等效电路如下图。ISIIISIII Z= I ZNISINIISIIIIININNIINIZIZII=IUIUIII*SISII11:=:ZZ 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。1Uk2ULZSIZS IIZIIIII 变压器运转规程规定：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

13、联运转。又规定：阻抗标么值不等的变压器并联运转时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运转的变压器的容量均能充分利用。 为了使各台变压器所承当的电流同相位，要求各变压器的短路阻抗角相等。普通来说，变压器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运转的变压器的最大容量之比不超越3：1。自耦变压器自耦变压器1. 自耦变压器的根本构造自耦变压器的根本构造 只需一个绕组。只需一个绕组。手手柄柄接接线线柱柱第第 2 章章 变压器变压器2. 自耦变压器的任务原理自耦变压器的任务原理(1) 电压关系电压关系 忽略漏阻抗，那么忽略漏阻抗，那么= U1 U2E1 E2=N1 N2= k

14、2.8 自耦变压器自耦变压器 I 降压自耦变压器降压自耦变压器 N1N2+ +U1U1I1E1E2 U2U2I2 I+ +U2U2I1E1E2 U1U1I2 升压自耦变压器升压自耦变压器 (2) 电流关系电流关系 N1I1N2I2 = N1I0 N1I1N2I2 = 0 I1 = I2 N2N1I1 I2 N2 N1 =I1与与 I2 相位相反。相位相反。 1 k =I = I1I2 2.8 自耦变压器自耦变压器公共绕组的电流公共绕组的电流忽略忽略 I0，那，那么么 在降压变压器中，在降压变压器中， I1 I2 (3) 功率关系功率关系 变压器容量变压器容量 SN = U2NI2N = U1N

15、I1N S2 = U2I2在降压变压器中在降压变压器中 = U2 (II1 )= U2IU2I1= SiSt2.8 自耦变压器自耦变压器I = I1 I2 在升压变压器中在升压变压器中S1 = U1I1= U1 (II2 )= U1IU1I2= SiSt 降压变压器降压变压器 升压变压器升压变压器 感应功率感应功率 Si传导功率传导功率 StU2I U1IU2I1 U1I2 在在 SN 一定时，一定时， k 越接近越接近 1，Si 越小，越小， St 所占所占 比例越大，经济效果越显著。比例越大，经济效果越显著。2.8 自耦变压器自耦变压器仪用互感器仪用互感器一、电压互感器一、电压互感器U1 U2=N1 N2= ku 国产互感器：国产互感器： U2N = 100 V 运用留意：运用留意：二次绕组制止短路。二次绕组制止短路。二次绕组与铁心必需接地。二次绕组与铁心必需接地。空载运转的降压变压器。空载运转的降压变压器。u1 Vu