电机与电气控制技术 课件 1-3三相变压器的认识与使用

任务三三相变压器的认识与使用任务描述

由于目前电力系统都是三相制的，所以三相变压器应用非常广泛。从运行原理上看，三相变压器与单相变压器完全相同。三相变压器在对称负载下运行时，可取其一相来研究，即可把三相变压器化成单相变压器来研究。本任务要了解三相变压器的磁路，会判断三相变压器的连接组别，熟悉三相变压器的并联运行意义和条件。目录三相变压器的磁路系统三相变压器的连接方式和连接组别三相变压器的磁路系统1、三相组式变压器三相变压器的磁路系统按铁芯结构可以分为各相磁路彼此无关（独立）和彼此相关（不独立）两类。。

三相变压器组是由3个同样的单相变压器组成的，如图所示。它的结构特点是三相之间只有电的联系而无磁的联系；其磁路特点是三相磁通各有自己的单独磁路，互不相关联。

如果外施电压是三相对称的，则三相磁通也一定是对称的。如果3个铁芯的材料和尺寸相同，则三相磁路的磁阻相等，三相空载电流也是相等的。三相组式变压器的铁芯材料用量多，占地面积大，效率也较低；受运输条件或备用容量限制。所以，实际中主要用于巨型容量变压器的制造。三相变压器的磁路系统2、三相芯式变压器

三相芯式变压器是由三相变压器组演变而来的。如果把3个单相变压器的铁芯按图a所示的位置靠拢在一起，外施三相对称电压时，则三相磁通也是对称的，因中心柱中磁通为三相磁通之和，且所以，中心柱中没有磁通通过。因此，可将中心柱省去，变成如图b所示的形状。实际上为了制造的方便，常用的三相变压器的的铁芯是将3个铁芯柱布置在同一个平面内，如图c所示。三相变压器的磁路系统

由图可以看出，三相芯式变压器的磁路是连在一起的，各相的磁路是相互关联的，即每相的磁通都以另外两相的铁芯柱作为自己的回路。三相的磁路不完全一样，B相的磁路比两边的A相和C相的磁路要短些。B相的磁阻较小，因而B相的励磁电流也比其他两相的励磁电流要小。由于空载电流只占额定电流的百分之几，所以空载电流不对称，对三相变压器的负载运行影响很小，可以不予考虑。在工程上取三相空载电流的平均值作为空载电流值，即在相同的额定容量下，三相芯式变压器与三相组式变压器组相比，铁芯用料少、效率高、价格便宜、占地面积小、维护简便，因此，中小容量的电力变压器都采用三相芯式变压器。三相变压器的连接方式与连接组别1、三相组式变压器的连接方式

在三相电力变压器中，不论一次绕组还是二次绕组，其连接方法主要有星形和三角形两种。把三相绕组的三个末端X、Y、Z（或x、y、z）连接在一起，而把它们的首端A、B、C(或a、b、c)引出，这便是星形联结，用字母Y或y表示，如图a所示。（a）星形联结（b）逆序三角形联结（c）顺序三角形联结三相变压器的连接方式与连接组别1、三相组式变压器的连接方式

把一相绕组的末端和另一相绕组的首端连在一起，顺次连接成闭合回路，然后，从首端A、B、C（或a、b、c）引出，如图b、c所示，这便是三角形联结，用字母D或d表示。在图b中，三相绕组按A-X-C-Z-B-Y-A的顺序连接，称为逆序（逆时针）三角形联结；在图c中，三相绕组按A-X-B-Y-C-Z-A的顺序连接，称为顺序（顺时针）三角形联结。现在新国标中只有顺序三角形联结。（a）星形联结

（b）逆序三角形联结（c）顺序三角形联结三相变压器的连接方式与连接组别2、三相组式变压器的连接组别

三相变压器的连接组由两部分组成，一部分表示三相变压器的连接方法，一部分表示连接组的标号。下面介绍连接组的方法和作图步骤。（1）根据绕组连接方法画出绕组连接图，标明高压侧各绕组的同名端，根据高压侧的同名端标明同一铁芯柱上的低压侧同名端。（2）标明高压侧相电势

、

、

和低压侧相电势

、

、

的正方向。（3）随后可以先画出高压线圈的相量图；再根据同名端和端子标号来确定低压侧相电势的向量位置。（4）对于不同的联接方式画出高压侧任一线电势和其对应的低压侧线电势的向量位置，将AB，ab连线，根据它们的相位差，按照时钟法确定连接组别。三相变压器的连接方式与连接组别现在举例说明三相变压器连接组的判别方法。Yy连接三相变压器连接时的接线图如图a所示。图中同名端在对应端，这时，原、副边对应的相电动势同相位，同时原、副边对应的线电动势与也同相位，如图b所示。这时，如把指向钟面的12点，则也指向12点，故其连接组就写为(Y，y-12)。三相变压器的连接方式与连接组别Yd连接三相变压器(Y，d-ll)连接时的接线图如图a所示。图中将原、副绕组的同名端标为首端（或末端），副绕组做三角形联结，这时，原、副边对应相的相电动势也同相位，但线电动势

与

的相位差为330°，如图b所示。当指向钟面的12时，则指向11，故其组号为11，用Yd11表示。三相变压器的连接方式与连接组别综上所述，对（Y，y）连接而言，可得0、2、4、6、8、10六个偶数连接组标号；对(Y，d)连接而言，可得1、3、5、7、9、11六个奇数连接组标号。因此，三相变压器共有12个不同的连接组别。同时可以看出影响三相组别的因素有以下几个方面。①绕组的绕向。②首、末端标记。③三相绕组的连接方式。用时钟法来表示连接组的组别。为便于制造和并联运行，国家标准规定Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五种连接作为三相双绕组电力变压器的标准连接