第 7 章 三相变压器

1、第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 目前的电力系统，输配电都是采用三相制，三目前的电力系统，输配电都是采用三相制，三相变压器应用最广泛。相变压器应用最广泛。 三相变压器在对称负载下运行时，各相的三相变压器在对称负载下运行时，各相的电流电流( (电压电压) )大小相等，相位相差大小相等，相位相差120 120 度，对任度，对任何一相来说，上一章所得出的基本理论都适用。何一相来说，上一章所得出的基本理论都适用。 本章要讲三相变压器本身的问题，即讲述本章要讲三相变压器本身的问题，即讲述三相变压器的磁路结构、联结组和磁通波形等。三相变压器的磁路结构、联结组和磁通波形等。 第第 7 7 章章 三相

2、变压器三相变压器 7-1三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统 (Magnetic Circuit)1.1.三相变压器组：由三个单三相变压器组：由三个单相变压器的铁心组成。相变压器的铁心组成。特点：三相磁路彼此无关特点：三相磁路彼此无关 2. 2.三铁心柱变压器三铁心柱变压器特点：磁路相互关联，一特点：磁路相互关联，一相磁路以另外两相磁路作相磁路以另外两相磁路作为闭合磁路。为闭合磁路。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 变压器的磁通中除基波磁通外，还含有谐波磁通，变压器的磁通中除基波磁通外，还含有谐波磁通，其中三的倍数次谐波在三铁心柱和三相变压器组中其中三的倍数次谐波在三铁心柱和三相变

3、压器组中走过的路径不同。走过的路径不同。以三相变压器组为例，由于外以三相变压器组为例，由于外加三相电压对称，三相磁通也加三相电压对称，三相磁通也应对称，所以流过中间铁心柱应对称，所以流过中间铁心柱的磁通总和为零。即：的磁通总和为零。即：0ABC AiBiCiABC33cos3At 0333cos3(120 )cos3Btt 0333cos3(240 )cos3Ctt 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 三相变压器的磁路结构三相变压器的磁路结构 一、组式磁路变压器二、芯式磁路变压器特点是：三相磁特点是：三相磁路彼此无关联。路彼此无关联。特点是：三相磁路特点是：三相磁路彼此有关联。彼此有关联

4、。1W2Ww1V2Vv1U2Uu1U2U1u2u1V2V1v2v1W2W1w2wuvw第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 芯式这种铁心结构，两边两相磁路的磁阻比中间一相磁阻大芯式这种铁心结构，两边两相磁路的磁阻比中间一相磁阻大一些。当外加三相电压对称时，各相磁通相等，但三相空载一些。当外加三相电压对称时，各相磁通相等，但三相空载电流不等，中间那相空载电流小一些。在小容量变压器中表电流不等，中间那相空载电流小一些。在小容量变压器中表现较明显现较明显, ,一般一般I I0A0A=I=I0C0C= (1.2-1.5) I= (1.2-1.5) I0B0B 在大型变压器中，其在大型变压器中，其不

5、平衡度较小。不平衡度较小。 在计算空载电流时，可取三者算术平均值。因为空载电流较在计算空载电流时，可取三者算术平均值。因为空载电流较小，对变压器负载影响不大，与三相变压器组比较起来，还小，对变压器负载影响不大，与三相变压器组比较起来，还是非常经济的。是非常经济的。 比较比较 组式变压器三相铁心相互独立，三相磁路没有关联组式变压器三相铁心相互独立，三相磁路没有关联, ,三相磁路三相磁路对称对称, ,三相电流平衡三相电流平衡, ,便于拆开运输便于拆开运输, ,并可以减少备用容量。并可以减少备用容量。 芯式变压器铁心互不独立，三相磁路互相关联；中间相的磁芯式变压器铁心互不独立，三相磁路互相关联；中间

6、相的磁路短，磁阻小，励磁电流不平衡，但对实际运行的变压器，路短，磁阻小，励磁电流不平衡，但对实际运行的变压器，其影响极小。其影响极小。 在相同的在相同的S SN N下，芯式变压器经济，省材料，体积小、重量轻。下，芯式变压器经济，省材料，体积小、重量轻。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 电路系统电路系统变压器的端头标号绕组绕组名称名称单相变压器三相变压器中性点首端首端末端末端首端首端末端末端高压高压绕组绕组AXA、B、CX、Y、ZN低压低压绕组绕组axa、b、cx、y、zn中压中压绕组绕组AmXmAm、Bm、CmXm、Ym、ZmNm第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 绕组的标志方式

7、绕组的标志方式一、单相变压器的极性在本教材中，是利用电势在本教材中，是利用电势 来比较相位来比较相位E同名端：即同极性端，在绕组中产生感应电动同名端：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，同极性端与势的瞬时实际方向相同，同极性端与 绕组绕向有关，用绕组绕向有关，用“ ”“ ”表示。表示。AEAEaEaE4312m4312m第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 1. 1. 单相变压器绕组标志（单相变压器绕组标志（I I，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

8、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。 时钟法时钟法第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 连接组标号连接组标号, 0I I2 2 单相变压器连接组标号单相变压器连接组标号mAXaxAEaEAEaE, 0I I第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 连接组标号连接组标号, 6I I2 2 单相变压器连接组标号单相变压器连接组标号mAXaxAEaEAEaE, 6I I第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 (3)用时钟表示法 规定 矢量始终指向12点位置。 若 也在0位置则同相位，表示为I I0

9、若 也在6位置则反相位，表示为I I6AEaEaE2.2.单相变压器的联结组别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。AXEAEaxEaE(2)当A, a为异名端 与 为反相位。AEaE第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 一、单相变压器的极性*1U2U1u2u*1U2U1u2u1U2U1u2u)I , I(I/I012连接组别为)I,I(I/I66 连连接接组组别别为为一、二次绕组的同极性端一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。的电动势同相位。*1u2u1U2U1u2u*1U2U*1U2U1u2u一、二次

10、绕组的同极性端一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组异标志时，一、二次绕组的电动势反相位。的电动势反相位。7-2 三相变压器的联结组第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 二、三相变压器的连接组别连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。线电压）的相位关系。三相变压器的三相变压器的连接组别连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电理论和实践证明，无论采

11、用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（可电压）的相位差总是动势（可电压）的相位差总是30300 0的整数倍。因此可以采用时钟的整数倍。因此可以采用时钟表示法表示法 作为时钟的分针，指向作为时钟的分针，指向1212点，点， 作为时钟的时作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以以30300 0，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。UVEuvE第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 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

12、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0ABC 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 X、Y、 Z，中线 N 低压绕组:首端 a、b、c，尾端 x、y、z，中线 n 三相变压器绕组标志三相变压器绕组标志xaAXBYbyCZczABC第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 三相绕组的标志方法：三相绕组的标志方法：xaAXBYbyCZcz1 1）三相变压器原副边绕组同名端标为首端）三相变压器原副边绕组同名端标为首端2 2）三相变压器原副边绕组异名端标为首端

13、）三相变压器原副边绕组异名端标为首端xaAXBYbyCZcz3 3）同一铁心柱上的原副绕组标以不同相的标号，）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但原副边的相序必须一致xaAXBYbyCZcz第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 (1)(1)时钟表示法时钟表示法 将一次侧的某线电将一次侧的某线电势固定在势固定在0 0点，二次点，二次侧对应相的线电势侧对应相的线电势所指的位置所指的位置( (小时数小时数) )可以用来表示二者可以用来表示二者之间的相位差，即之间的相位差，即可以用来表征联结可以用来表征联结组。组。 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 连接组别可以

14、用相量图来判断：连接组别可以用相量图来判断：若高压绕组三相标志不变，低若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可压绕组三相标志依次后移，可以得到以得到Y,y4Y,y4、Y,y8Y,y8连接组别。连接组别。1 1、Y Y，y y连接连接UVEuvE 同名端在对应端，对应的同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势相电动势同相位，线电动势 和和 也同相位，连接组别为也同相位，连接组别为Y Y，y0y0。同理，若异名端在对应端，可同理，若异名端在对应端，可得到得到Y Y，y6y6、Y,y10Y,y10和和Y,y2Y,y2连接连接组别。组别。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 若高

15、压绕组三相标志不变，低若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可压绕组三相标志依次后移，可以得到以得到Y,d3Y,d3、Y,d7Y,d7连接组别。连接组别。2 2、Y Y，d d连接连接-11-11UVEuvE 同名端在对应端，对应的相同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势电动势同相位，线电动势 和和 相差相差3303300 0，连接组别，连接组别为为Y Y，d11d11。同理，若异名端在对应端，可同理，若异名端在对应端，可得到得到Y Y，d5d5、Y,d9Y,d9和和Y,d1Y,d1连接连接组别。组别。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 ABCXYZ1 1、星形接法、

16、星形接法 Y(YY(Y或或y)y)相、线电动势关系：相、线电动势关系：ABABBCBCCACAEEEEEEEEE相电动势：相电动势：AEBECE、线电动势：线电动势：ABEBCECAE、三相绕组接法三相绕组接法ABCAEBECEXYZABEBCECAE第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 ZACYXBCECZAXAEBYBEAAEX BBEYCZCEABABCBCACEEEEEEABBBCCCAAEEEEEE 三角形接法三角形接法 (D(D或或 d)d)ZACYXBAEABE第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 若高压绕组三相标志不变，若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，

17、低压绕组三相标志依次后移，可以得到可以得到Y,d5Y,d5、Y,d9Y,d9连接组连接组别。别。3 3、Y Y，d d连接连接-1-1UVEuvE同名端在对应端，对应的同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动相电动势同相位，线电动势势 和和 相差相差30300 0，连接，连接组别为组别为Y Y，d1d1。同理，若异名端在对应端，同理，若异名端在对应端，可得到可得到Y Y，d7d7、Y,d11Y,d11和和Y,d3Y,d3连接组别。连接组别。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 第第 7 7 章章 三相变

18、压器三相变压器 （1）钟表法）钟表法步骤：步骤： 根据接线图画出一次侧相量图，并找出线电势根据接线图画出一次侧相量图，并找出线电势E EABAB的相位。的相位。 注：注：I.I.无论是无论是Y Y形或形或形连接，形连接，E EABAB均为由均为由A A指向指向B B的相量，一的相量，一般为方便起见，般为方便起见，A A指向指向B B的方向为垂直向上。的方向为垂直向上。 II. II. 强迫强迫A A、a a同电位。同电位。 III.III.原、副方的相序要正确，即顺钟向读原、副方的相序要正确，即顺钟向读a.b.c.a.b.c.或或A.B.CA.B.C（也含（也含x.y.zx.y.z等）。等）。

19、 IV. IV. 凡凡形联结时，必须标出首末端和相电压的方向（即末形联结时，必须标出首末端和相电压的方向（即末端指向首端）端指向首端）-属正方向问题。属正方向问题。 V.V. 画完相量图时，应该有三组两两平行的相量，只需看画完相量图时，应该有三组两两平行的相量，只需看a a指指向向b b 的射线方向就是几点钟即联结组组号了！的射线方向就是几点钟即联结组组号了！ VI. VI. 原、副方连接相同时的组号是偶数，否则是奇数。原、副方连接相同时的组号是偶数，否则是奇数。 对照两侧的绕组绕向和标号，根据接线图画出二次侧的相量对照两侧的绕组绕向和标号，根据接线图画出二次侧的相量图。图。 二次侧的相电势与

20、一次侧同一铁心柱上的绕组的相电势同相二次侧的相电势与一次侧同一铁心柱上的绕组的相电势同相或者反相。或者反相。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 （2 2）重心重合法）重心重合法 分别做出一、二次侧的相量图；三角形联结时要分别做出一、二次侧的相量图；三角形联结时要注意绕组的首位端，并画成三角形相量图。注意绕组的首位端，并画成三角形相量图。 将一、二次侧相量图重心将一、二次侧相量图重心O O和和Q Q重合，比较重合，比较OAOA和和QaQa的相对方位，即可确定联结组别。的相对方位，即可确定联结组别。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 总之，对于总之，对于Y Y，y y（或（或D D，d

21、 d）连接，可以得到）连接，可以得到0 0、2 2、4 4、6 6、8 8、1010等六个偶数组别；而等六个偶数组别；而Y Y，d d（或（或D D，y y）连接，可以得到）连接，可以得到1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111等六个奇数组别。等六个奇数组别。 变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，家标准规定，Y Y，yn0yn0、Y Y，d11d11、YNYN，d11d11、Y,z11,D,z0连接连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。 其中前三种最为常用：其中前三种最

22、为常用：Y,yn0Y,yn0 连接的二次绕组可以引出中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。载。Y,d11Y,d11连接用于低压侧电压超过连接用于低压侧电压超过400V400V的线路中。的线路中。YN,d11YN,d11连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。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。有有z z形形的联结适用于防雷性能较高的变压器的联结适用于防雷性能较高的变压器 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 7-3 变压器励磁电流、磁通和电势波形 1 1、

23、励磁电流和磁通波形关系、励磁电流和磁通波形关系 变压器中的电势变压器中的电势e ep p由磁通变化由磁通变化(d/dt)(d/dt)引起，当引起，当 为正弦时，为正弦时，e ep p为相位上滞后为相位上滞后9090度的正弦函数；度的正弦函数；若若非正弦时，非正弦时，e ep p将发生畸变，这是应当避免的。将发生畸变，这是应当避免的。下面讨论如何获得正弦下面讨论如何获得正弦。 励磁电流励磁电流i im m产生磁势产生磁势F Fm m，F Fm m在铁心中产生磁通在铁心中产生磁通。的波形由的波形由i im m的波形决定。的波形决定。 当磁路不饱和时，当磁路不饱和时，和和i im m是直线关系。即正

24、弦的是直线关系。即正弦的由正弦由正弦i im m产生。产生。 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 l当磁路饱和时，当磁路饱和时，和和i im m是不再是直线关系。正是不再是直线关系。正弦的弦的i im m无法产生正弦的无法产生正弦的，只能产生平顶波的只能产生平顶波的。 l正弦的正弦的必须由尖顶的必须由尖顶的imim产生。产生。 l尖顶的尖顶的imim中除了基波分中除了基波分量量i i0101外，还有较大的外，还有较大的3 3次次谐波分量谐波分量i i0303等等 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 结论：结论： 不饱和时，正弦的不饱和时，正

25、弦的由正弦由正弦imim产生。饱和产生。饱和时，正弦的时，正弦的必须由尖顶的必须由尖顶的imim产生。如果产生。如果imim仍为正弦，则产生仍为正弦，则产生的是平顶波。的是平顶波。 平顶平顶的中含有较大的的中含有较大的3 3次谐波磁通，如果次谐波磁通，如果不加以抑制，将产生含有不加以抑制，将产生含有3 3磁谐波的感应电磁谐波的感应电势。势。 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响 i i0 0中有无中有无i i0303 , ,看电路连接中有无看电路连接中有无i i0303通路，通路，Y Y连接中，无连接中，无i

26、 i0303通通路路,i,i0 0为正弦波为正弦波;YN;YN或或D D连接连接,i,i0303可以在绕组中流过，可以在绕组中流过，i i0 0为尖顶波。为尖顶波。 单相变压器，当磁路饱和时，单相变压器，当磁路饱和时，u u1 1为正弦波，为正弦波，和和e e1 1也是正弦也是正弦波，而波，而i i0 0为尖顶波为尖顶波分解为基波分解为基波i i0101和三次谐波和三次谐波i i0303（忽略其它（忽略其它高效次谐波）（都有自己的回路）。高效次谐波）（都有自己的回路）。 对三相变压器，由于绕组的连接方式不同，对三相变压器，由于绕组的连接方式不同，i i0 0 中可能中可能i i0303 ，使使

27、和和e e1 1为非正弦波为非正弦波同样可分解为基波和三次谐波（忽略其同样可分解为基波和三次谐波（忽略其它高效次谐波）它高效次谐波） 。 中有无中有无3 3 ，看磁路结构，三相组式变压器，看磁路结构，三相组式变压器， 3 3可以可以在铁心中流过，在铁心中流过， 为平顶波；三相心式变压器，为平顶波；三相心式变压器， 3 3不能在铁不能在铁心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3 3很小，很小， 基本为正弦波。基本为正弦波。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 三三相相励励磁磁电电流流t0( )i t返回第第 7 7 章章

28、 三相变压器三相变压器 磁磁通通与与电电势势的的相相位位关关系系t0e返回第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 一、Y，y连接的三相变压器一次侧一次侧Y Y接线，接线，i i0303=0=0，i i0 0为正弦波，磁通为正弦波，磁通应为平顶波。应为平顶波。（2 2）对）对三相心式变压器三相心式变压器，3 3不能在铁心中流过，只能借助油不能在铁心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3 3很小，很小， 基本为正基本为正弦波，感应电动势弦波，感应电动势 e e 也基本为正弦波也基本为正弦波 。但通过油箱壁时将产。但通过油箱壁时将产生涡流损耗，造

29、成局部过热，降低变压器的效率，因此，容量生涡流损耗，造成局部过热，降低变压器的效率，因此，容量大于大于1800kVA1800kVA时，不宜采用心式时，不宜采用心式Y Y，y y连接。连接。（1 1）对）对三相组式变压器三相组式变压器，3 3可以在铁心中存在，所以可以在铁心中存在，所以为平为平顶波，感应电动势顶波，感应电动势e e 为尖顶波，其中的三次谐波幅值可达基波为尖顶波，其中的三次谐波幅值可达基波幅值的幅值的45%60%45%60%，使相电动势的最大值升高很多，可能击穿绕组，使相电动势的最大值升高很多，可能击穿绕组绝缘，因此，三相组式变压器不采用绝缘，因此，三相组式变压器不采用Y Y，y

30、y连接。线电势波形正连接。线电势波形正弦波弦波第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 三相芯式变压器：三相三相芯式变压器：三相磁路关联，由于三相的磁路关联，由于三相的3 3次谐波磁通同相位，在主次谐波磁通同相位，在主磁路上将相互抵销；只有磁路上将相互抵销；只有漏磁路上较小的漏磁路上较小的3 3次谐波次谐波磁通留了下来，也就是说，磁通留了下来，也就是说，这种磁路结构对这种磁路结构对3 3次谐波次谐波磁通有较好的抑制作用，磁通有较好的抑制作用，所以磁通近似为正弦波。所以磁通近似为正弦波。可见中小型三相心式可见中小型三相心式Y,yY,y变压器是可以用的。变压器是可以用的。三次谐波磁通路径第第 7

31、7 章章 三相变压器三相变压器 二、YN，y连接的三相变压器 一次侧一次侧YNYN接线，接线，i i0303可以流过，可以流过，i i0 0为尖顶波，磁通为尖顶波，磁通应为应为正弦波，感应电动势正弦波，感应电动势 e e 也为正弦波也为正弦波 。 一次绕组一次绕组Y Y连接，连接， i i0303=0=0， i i0 0为正弦波，为正弦波，应为平顶波，其应为平顶波，其中的中的3 3在二次绕组中感应电动势在二次绕组中感应电动势e e2323，并在，并在D D内产生内产生i i2323。i i2323建立建立的磁通的磁通2323大大削弱大大削弱3 3的作用，因此合成磁通和电动势均接近的作用，因此合

32、成磁通和电动势均接近正弦波。正弦波。三、D，y连接的三相变压器 一次侧一次侧D D接线，接线，i i0303可以流过，可以流过，i i0 0为尖顶波，磁通为尖顶波，磁通应为正应为正弦波，感应电动势弦波，感应电动势 e e 也为正弦波也为正弦波 。四、Y，d连接的三相变压器第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 三绕组：超高压、大容量电力变压器，常加三绕组：超高压、大容量电力变压器，常加一个三角形的第三绕组提供一个三角形的第三绕组提供3 3次谐波励磁电流次谐波励磁电流的通路。以改善电势波形。的通路。以改善电势波形。 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 五、Y，yn连接的三相变压器 二次侧

33、二次侧 yn yn 接线，负载时可以为三次谐波提供通路，使接线，负载时可以为三次谐波提供通路，使相电动势波形得到改善。但是由于负载的影响，产生相电动势波形得到改善。但是由于负载的影响，产生i i2323不能不能很大，所以相电动势波形不能得到很好改善，这种情况基本很大，所以相电动势波形不能得到很好改善，这种情况基本与与Y Y，y y连接一样，只适用于容量较小的三相心式变压器，而连接一样，只适用于容量较小的三相心式变压器，而组式变压器仍然不采用。组式变压器仍然不采用。结论：结论：（1 1）变压器一次侧是）变压器一次侧是YNYN连接时，电动势波为正弦。连接时，电动势波为正弦。（2 2）变压器有一侧是

34、变压器有一侧是D D连接时，电动势波为正弦连接时，电动势波为正弦。（3 3）无论相电动势是否为正弦波，但线电动势一定是正弦波。无论相电动势是否为正弦波，但线电动势一定是正弦波。（4 4）若一定需要）若一定需要Y Y，y y连接，则可以增加第三绕组，采用连接，则可以增加第三绕组，采用D D接线接线第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 励磁电流励磁电流三次谐波三次谐波主磁通主磁通三次谐波三次谐波相电动势相电动势应用应用Y, yY, y心式心式无无弱弱( (走漏磁路走漏磁路) )正弦正弦1800KVA1800KVA以上不用以上不用Y, yY, y组式组式无无 强强( (走主磁路走主磁路) )尖顶

35、尖顶不用不用Y N, yY N, y有有( (经中线经中线) )无无正弦正弦可用可用Y, y nY, y n有有( (经中线经中线) )无无正弦正弦可用可用Y, d (D, y)Y, d (D, y) 有有(中有中有) )可略去可略去接近正弦接近正弦可用可用不同磁路、联结组别对相电动势波形影响不同磁路、联结组别对相电动势波形影响第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 7-4 变压器的并联运行并联运行的理想条件并联运行的理想条件并联运行的优点：并联运行的优点：并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、并联运行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，共同向负载供电的

36、运行方式。二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。并联运行的理想情况是：并联运行的理想情况是：1 1、空载时各变压器绕组之间无环流；、空载时各变压器绕组之间无环流；2 2、负载后，各变压器的负载系数相等；、负载后，各变压器的负载系数相等；3 3、负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。、负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。1 1、提高供电的可靠性；、提高供电的可靠性；. .提高运行效率提高运行效率、提高供电的经济性。、提高供电的经济性。. .适应用电量的增加适应用电量的增加第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 ACBC CBBC Cc2c1b2b1a2a1AA变压

37、器的并联运行变压器的并联运行(Parallel operation of transformer)第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需满足为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需满足以下条件：以下条件：1 1、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；2 2、各变压器的连接组别相同；、各变压器的连接组别相同；3 3、各变压器的短路阻抗（短路电压）的标么值相等，且短路、各变压器的短路阻抗（短路电压）的标么值相等，且短路阻抗角也相等。阻抗角也相等。其中，第二条必须绝对满足。其中，第二条

38、必须绝对满足。4、各变压器输出电流同相位、各变压器输出电流同相位 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 并联条件不满足时的运行分析并联条件不满足时的运行分析变比不等的两台变压器并联运行变比不等的两台变压器并联运行时，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图所示。二次侧的等效电路如图所示。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则二次侧电流为：则二次侧电流为：1111SIIIIIICLISISIISISIISIIIIIICLISISIISISIIUU-Zkk

39、I=+I = I + IZ+ ZZ+ ZUU-ZkkI=+I = - I + IZ+ ZZ+ ZCII1kU2ULZSIZ2IS IIZII1kULIILIII一、变比不等时并联运行IIIk k第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 为了保证空载时环流不超过额定电流的为了保证空载时环流不超过额定电流的10%10%，通常规定并联，通常规定并联运行的变压器的变比差不大于运行的变压器的变比差不大于1%1%。 当变压器的变比不等时，在空载时，环流当变压器的变比不等时，在空载时，环流 就存在。变就存在。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻抗很小，

40、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，又增加了变压器的损耗，这是很不利的。压器的容量，又增加了变压器的损耗，这是很不利的。CI二、连接组别不同时并联运行 连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差30300 0，则二，则二次线电压差为线电压的次线电压差为线电压的51.8%51.8%，由于变压器的短路阻抗很小，由于变压器的短路阻抗很小, ,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，所以连接绕组，所以连接 组别

41、不同绝不允许并联。组别不同绝不允许并联。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 2UA(a)A(a)B BabUabUABU22222sin150.5185.18NNckkUUUUIZZ0.1kkZZ第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 三、短路阻抗标么值不等时并联运行由等效电路可知：由等效电路可知： 等效电路如图所示。等效电路如图所示。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。成反比。 为了充分

42、变压器的容量，理想的负载分配，应使各台变压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。器的负载系数相等，而且短路阻抗标值相等。1Uk2ULZSIZS IIZIIIII第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 四、各变压器输出电流同相位四、各变压器输出电流同相位 并联运行的每台变压器的输出电流都同相位时，并联运行的每台变压器的输出电流都同相位时，整个并联组的输出电流才能最大化，各台变压器整个并联组的输出电流才能最大化，各台变压器的装机容量才能充分利用的装机容量才能充分利用 第第 7 7 章章 三相变压器三相变

43、压器 变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过负荷的情变压器运行规程规定：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联运况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：行。又规定：阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容量均能充分利用。的变压器的容量均能充分利用。 为了使各台变压器所承担的电流同相位，要求各变压器的为了使各台变压器所承担的电流同相位，要求各变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变

44、压器容量相差越大，短路阻抗短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行的变压器的最大容量之比不角相差也越大，因此要求并联运行的变压器的最大容量之比不超过超过3 3：1 1。第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 7-5 三相变压器的不对称运行 三相变压器实际运行时，可能出现各种不对称运三相变压器实际运行时，可能出现各种不对称运行的情况。例如：单相负载或某一相断开检修等行的情况。例如：单相负载或某一相断开检修等 对对Y,yY,yn n联结组，不对称负载会引起中点偏移，导联结组，不对称负载会引起中点偏移，导致二次侧相电压发生较大的变化致二次侧相电压发生较大

45、的变化 分析不对称运行采用的方法是分析不对称运行采用的方法是“对称分量法对称分量法” 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 一、对称分量法原理一、对称分量法原理 一组不对称三相电流（或电压）可以看成是三组对称的电一组不对称三相电流（或电压）可以看成是三组对称的电流（或电压）的叠加，后者称为前者的对称分量。流（或电压）的叠加，后者称为前者的对称分量。 正序分量正序分量 I IA+A+, , I IB+B+, , I IC+C+； 负序分量负序分量 I IA-A-, I, IB-B-, I, IC-C-； 零序分量零序分量 I IA0A0, , I IB0B0, , I IC0C0 合成：合成

46、： I IA A=I=IA+A+I+IA-A-+I+IA0A0 I IB B=I=IB+B+I+IB-B-+I+IB0B0 I IC C=I=IC+C+I+IC-C-+I+IC0C0第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 第第 7 7 章章 三相变压器三相变压器 I IB+B+= =a a2 2I IA+A+, , I IC+C+= =a aI IA+A+I IB-B-= =a aI IA-A-, , I IC-C-= =a a2 2I IA-A-I IB0B0=I=IC0C0=I=IA0A0a=a=11201120o o= = -1/2 + j sqrt(3)/2-1/2 + j sqrt

47、(3)/2a a2 2= =12401240o o= =-1/2-jsqrt(3)/2-1/2-jsqrt(3)/2a a3 3= =1,1, 1+ 1+a+aa+a2 2= =0 0I IA A = =I IA+A+ + I + IA-A- + I + IA0A0I IB B= =a a2 2I IA+A+ +a aI IA-A-+ I+ IA0A0I IC C = =a aI IA+A+ +a a2 2I IA-A-+ I+ IA0A0I IA+A+=1/3( I=1/3( IA A+ +a aI IB B+ +a a2 2I IC C) )I IA-A-=1/3( I=1/3( IA A+ +a a2 2I IB B+ +a aI IC C) )I IA0A0=1/3( I=1/3( IA A+ I+ IB B + I + IC