10电机学－三相变压器02

1、内容回顾三相变压器的磁路系统各相磁路彼此无关三相变压器组各相磁路彼此相关三相心式变压器AABCXYZABc三相变压器的电路系统绕组的联结和联结组联接组：形象地体现变压器原、副边线电动势之间的相位关系。单相变压器的联结组同名端同极性端。同名端的确定方法：当电流都从同名端流入时，它们产生的磁通应该是方向一致的。单相变压器的联结组规定正方向：为了比较两个绕组感应电动势的相位， 规定电动势的正方向为由末端指向首端。同名端标记为首端：I,I0联结组；非同名端标记为首端：I,I6联结组三相变压器的联结组三相变压器的联结组的确定方法：线电动势三角形重心重合法 将低压边三相线电动势位形图平移到高压边三相线电动

2、势位形图内，并使两个三角形的重心重合， 然后以重心O到顶点A的线段作为时钟的长针，并指向0 点,以o到a的线段所指钟时序数作为联结组的标号。该标号即表示了绕组间的线电动势相对相位移。Y,y联结方式，可得到0、2、4、6、8、10偶数组号的六种联结组。Y,d11联结：将高压边接成星形，低压边接成三角形。若每相按I,I0标志。低压边电动势相量应按连接情况做成电动势三角形，低压边按a-y，b-z，c-x联结，因此相量图中a和y，b和z，c和x分别等电位，然后把低压边电势位形图平移到高压边电势位形图内，并使其重心重合；线段 oa 指在钟面的11点上。Y,d11联结组。ABCAXYZabboaxyxyz

3、CcBa yb zx cY,d5联结：若每相按I,I6标志，Y,d5联结组。ABCAXYZcboaabCaBb zxyzb zxyza y讨论：1）用改变标号的方法，可以得到Y,d1， Y,d3 ，Y,d7和Y,d9联结组。总之，Y,d联结方式， 可得到1、3、5、7、9、11奇数组号的六种联结组。2）D,d Y,y 联结相同的联结组别，D,y Y,d 联结相同的联结组别。根据电动势位形图来作出三相绕组的联结：举例说明如下。已知一变压器的三相绕组如图，试画出Y,d3的绕组联结图。ABCAcxyayboazXYZzxyzxyCbB做出高压边三相对称电动势相量和线电动势相量位形图，并把高压边绕组连

4、成星形。标出首、末端，A、B、C和X、Y、Z。注意：ABC顺序；相间极性三相首端为同名端说明：联结组的数目很多，为了制造和并联运行方便， 我国国家标准规定只生产Y,yn0；Y,d11；YN,d11； YN,y0；Y,y0等五种，其中前三种最常用。Y,yn0联结组 副边可以引出中线成为三相四线制，用作配电变压器时 可兼带照明负载和动力负载；Y,d11联结组用在副边电压超过400伏的线路中。这时变压器的一边接成三角形， 对运行有利(改善电势波形，见下节)。YN,d11联结组主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压边有可能接地。三相变压器的极性和联结组的测定：意义BYCZBYCZYBCZXXXYZX

5、YZxaxcybzcCBayzayz(b)图3-16变压器副边d接法，a相极性接反的联结和相量图三相变压器的极性和联结组的测定：试验方法12个端子、6个绕组AXC ZAXC Z图3-17测定三相万用表 欧姆档通断 定一个绕组的2个端子万用表 欧姆档高低绕组高压绕组相间极性、首端极性相同高压绕组、低压绕组同一铁心柱同一铁心柱高压绕组、低压绕组之间的极性aAbaAbBcCUBbUCc (KabUBcUBcK 2 ab且：1UBb图3-18测定相联结组接线K UABUab三相变压器作 业三相变压器例题请将图中三相变压器连接成D，y9，并做出相量图。三相变压器3-3三相变压器空载运行时的电动势波形在单

6、相变压器中，空载电流的波形。当磁路不饱和时，忽略铁耗，则空载电流全部为磁化电流，此时i0和成线性关系。当磁通按正弦规律变化时， i0也按正弦规律变化。 f (t) f (i0 )t900 f (t)t2- 5不考虑铁耗和饱和时的空载电流波当磁路饱和时，i0和成非线性关系。当外施电压u1为正弦波时，和它相平衡的电动势e1以及感应该电动势的主磁通也应是正弦波，激磁电流的波形畸变成尖顶波， 饱和程度愈高，激磁电流的波形畸变得愈厉害。 f(t) f (i0 )900 f(t)图2- 6t考虑饱和而不考虑铁耗时的空载电流波形讨论：尖顶波的激磁电流可分解为基波及3，5， 7等一系列奇次谐波，除基波外，主要

7、是三次i0i0i00三相变压器在三相变压器中，由于原边三相绕组的联结方式不同， 空载电流中的三次谐波分量不一定能流通，这将影响主磁通与相电动势的波形，并且这种影响不仅与绕组的联结方式有关，还与三相变压器的磁路系统有关，下面分别予以说明。分析中，我们只考虑三次谐波的影响，其它高次谐波由于幅值很小，不予考虑。Y,y联结的三相变压器三相三次谐波电流：三相三次谐波电流同相位同大小。由于变压器原边采用星形联结又无中线，故三次谐波电流不能流通，于是空载电流就接近于正弦形。acbacbCB图3-20Y,y联结的三相变压器绕组磁通：利用变压器铁心的磁化曲线作出的磁通为一平顶波。平顶波的主磁通中除基波磁通 外，

8、还有一定的三次谐波磁通分量。如图所示。13t0i0t3-21正弦激磁流产生的磁通波形Y,y三相变压器组：i0）1平顶波3较大e3 很大三相变压器组：分析：三相变压器组中，三相磁路彼此无关，三次三次谐波的频率为基波频率的三倍，所以由它所感应的三次谐波相电动势就相当大，其幅值可达基波幅值的4560，甚至更大，使相电动势的波形畸变，最大值升高很多，可能将线圈绝缘击穿。在三相线电动势中，三次谐波电动势相互抵消，因此线电动势的波形仍为正弦波。i01103 teee1e30 t平 顶 波 磁 通 产 生 的 电 动 势 波 形Y,y三相心式变压器：i03不能流通）平顶波13 较小e3 较小相电动势波形畸变

9、较小分析：1）三相心式变压器磁路彼此互相联系，三相的三次谐波磁通又彼此同相位同大小，不能沿铁心闭合，只能借油、油箱壁等形成闭路，如图所示，由于这些磁路的磁阻很大，故三次谐波磁通很小。因此主磁通仍接近于正弦波，相电动势波形也接近于正弦波。2）由于三次谐波磁通沿油箱壁闭合，引起附加的涡流损耗，使变压器效率降低和引起局部发热。图3-23图3-23三相心式变压器三次谐波磁通的磁路D,y和Y,d联结的三相变压器D, y 联结：i0尖顶波（在三角形内部流通）正弦波e正弦波Y, d 联结：正弦波平顶波33与共同建立主磁场 正弦波Aae正弦波i ibiCB2323分析：1）采用D,y联结时，原边相电势中的三次

10、谐波电动势在三角形内产生三次谐波电流，最终使主磁通接近正弦形，由它感应的原、副边电动势e1和e2也接近正弦形。2）采用 Y,d 联结时，原边空载电流中的三次谐波分量不能流通，因此主磁通和原、副边相电动势都出 现三次谐波。但因副边为三角形联结，三次谐波相电动 势(三相同相位同大小)便在副边三角形的闭合回路内产 生三次谐波电流。由于原边没有三次谐波电流和副边的 相平衡，因此副边的三次谐波电流起着激磁电流的作用。这时，变压器的主磁通就由原边正弦形的空载电流和副 边的三次谐波电流共同建立。其效果与D，y联结一样。主磁通可以接近正弦形。建立正弦形主磁通所需的三次 谐波电流很小，对变压器的运行并无很大影响。结论：1）三相变压器组不能采用Y，y联结。三相心式变压器可以采用 Y，y联结。但对容量大、电压较高的三相心式变压器，也不宜采用