项目1.4变压器的连接组别的判定.ppt

三相变压器一、二次绕组不同的连接组别，导致一、二次绕组相应的电动势（线电压）的相位差也就不同，它是三相变压器并联运行必不可少的条件之一。而单相变压器的连接组别是三相变压器连接组的基础。,任务1.4变压器的连接组别的判定,任务导入,绕组的端点标志与极性：首先，我们来了解一下变压器出线端的标志符号：,1.4.1变压器绕组的同名端,同极性(名)端：由于变压器高、低压绕组交链着同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正电位时，在低压绕组上必有一个端点的电位也为正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对应的端点上用符号“”标出。,1.4.1变压器绕组的同名端,当电流流入(或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入(或流出）端称为同极性端。,或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。,同极性端用“”表示。,增加,+,+,+,+,同极性端和绕组的绕向有关。,1.4.1变压器绕组的同名端,注意：绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、尾端的标志无关。规定绕组电动势的正方向为从首端指向末端。当同一铁心柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同，如图所示。当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反，如图：,1.4.1变压器绕组的同名端,各绕组电动势参考方向都统一规定从首端指向末端（当然也可以用电压来表示），高压绕组电动势即从到为，低压绕组电动势即从到为，为了简单，分别用和来表示。,1.4.1变压器绕组的同名端,（a）绕向相同标号相同（b）绕向相同标号相反（c）绕向相反标号相同（d）绕向相反标号相反,高低压绕组标号及电动势相位关系图,1.4.1变压器绕组的同名端,单相变压器的联结组：,标志单相变压器高、低压绕组的相位关系，国际上都采用时钟表示法。,1.4.2单相变压器的连接组别,所谓时钟表示法，就是把电动势相量图中的高压绕组电动势看作为时钟的长针，永远指向钟面上的“12”，低压绕组电动势看作为时钟的短针，短针指向钟面上的哪个数字，该数字就为变压器连接组别的标号，若它指向钟面上的“12”，该单相变压器连接组别标号为“0”；若指向“6”，连接组别标号为“6”。罗马数字“”表示高、低压边都是单相。,1.4.2单相变压器的连接组别,如图所示：对于单相变压器，由于单相变压器只有相电势的相位关系，所以单相变压器的连接组别只有I,I0和I,I6两种。当高、低压绕组电动势相位相同时，联结组为I,I0，当高、低压绕组电动势相位相反时，其联结组为I,I6。,单相变压器的联结组号：,1.4.2单相变压器的连接组别,磁路系统,一、组式磁路变压器,二、心式磁路变压器,特点是：三相磁路彼此无关联。,特点是：三相磁路彼此有关联。,1.4.3三相变压器的连接,与三相组式变压器比较，三相心式变压器的材料消耗较少、价格便宜、占地面积亦小，维护比较简单；但对大型和超大型变压器，为了便于制造和运输，并减少电站的备用容量，往往采用三相组式变压器。,a)单相心式铁心的合并b)铁心的演变c)三相心式铁心,1.4.3三相变压器的连接,三相心式变压器的三个铁心柱上分别套有A相、B相和C相的高压和低压绕组，三相共六个绕组，如图所示。为绝缘方便，常把低压绕组套在里面、靠近心柱，高压绕组套装在低压绕组外面。三相绕组常用星形联结(用Y或y表示)或三角形联结(用或D或d)表示。星形联结是把三相绕组的三个首端A、B、C引出，把三个尾端X、Y、Z联结在一起作为中点。三角形联结是把一相绕组的尾端和另一相绕组的首端相联，顺次联成一个闭合的三角形回路，最后把首端A、B、C引出。,电路系统,1.4.3三相变压器的连接,1.4.3三相变压器的连接,三相变压器与单相变压器不同，除了相电势的相位关系外，还有线电势的相位关系；高、低压绕组线电势之间的相位关系，除了决定于高、低压绕组的绕向及标志方法外，还决定于三相绕组的连接方式。三相变压器高、低压各有三个绕组，不论高压绕组还是低压绕组，最常用的接线方式有两种：星形接法Y(y)和和三角形接法D(d)。同一铁心柱上的高、低压绕组，可以绕向相同或不同，可以是同相的或不同相的。,1.4.3三相变压器的连接,“Y”形,“”形,三相变压器绕组的标定和极性一、二次绕组可分别连接成“Y”形或“”形，常称星形接法或角形接法。,1.4.3三相变压器的连接,（a）接线图（b）相量图,Y接法的接线图和相量图,相电动势,线电动势,1.4.3三相变压器的连接,a）接线图（b）相量图,三角形接法的接线图和相量图,线电势与相电势的关系,1.4.3三相变压器的连接,（a）接线图（b）相量图,三角形接法的接线图和相量图(另一情况),线电势与相电势的关系,1.4.3三相变压器的连接,组别的“时钟标定”法,由于三相变压器的一、二次则均为三相对称连接。无论接成“Y”形还是“”形，可以证明同一相的一、二次对应端的线电势的相位差总是“30度”的倍数。变化一个周期为“12点”，正好与时钟的整点指示完全一致，故称三相变压器的联接组别为“1点联接，2点联接12点（或0点）规定为：取定一、二次绕组对应线电势比较，将A点与a点重合作“时钟轴心”，从向量沿顺时针方向转到向量，转过的角度除以30，就是其联接组别的点数。,1.4.3三相变压器的连接,三相绕组无论采用什么连接法，一、二次侧线电动势的相位差总是30的倍数，因此采用钟表面上12个数字来表示。把高压侧线电动势的相量作为分针，始终指着“12”这个数字，而以低压侧线电动势的相量作为时针，它所指的数字即表示高、低压侧线电动势相量间的相位差，这个数字称为三相变压器连接组的“标号”。,时钟表示法,1.4.3三相变压器的连接,对于三相变压器，连接组别是指高、低压绕组对应的线电动势（线电压）之间的相位差，如与之间的相位差。,连接组标号书写的形式是：用大、小写英文字母Y或y分别表示高、低压绕组星形连接；D或d分别表示高、低压三角形连接；在英文字母后边写出时钟序数。,1.4.3三相变压器的连接,确定三相变压器连接组标号的具体步骤如下：（1）在绕组连接图上标出高、低压各个绕组的相电动势与线电动势；（2）按照高压绕组连接方式，首先画出高压绕组电动势相量位形图；（3）根据同一铁心柱上的高、低压绕组的相位关系，先确定低压绕组的相电动势相位；然后按照低压绕组的接线方式，画出低压绕组电动势相量图（注意，将A和a重合）；（4）由高、低压绕组电动势相量图中与的相位关系，根据时钟表示法的规定来确定连接组标号。,1.4.3三相变压器的连接,三相变压器组别的确定，主要通过相量图法和规律归纳法判定,结论：该变压器的连接组别是Y，y0或Y，y12,1.4.3三相变压器的连接,（a）接线图（b）相量图,连接组Y，y0（Y，y12）,1.4.3三相变压器的连接,Y/Y联接的基本规律,当一、二次首、尾标号对应相同，同名端位置相同（同极性），称一一对应，此时的一、二次相量完全重合，指向相同，接法为“12点”。一次侧标定不变（变压器一次则由电网输入的三相对称电源确定），同名端不变，二次侧首尾标号顺移一个心柱，相位增加120度，即沿时钟顺移4点。,1.4.3三相变压器的连接,2019/11/18,26,可编辑,Y/联接组别及组别变化规律,结论：该变压器的连接组别是Y/-11,1.4.3三相变压器的连接,连接组Y，d1,（a）接线图（b）相量图,1.4.3三相变压器的连接,连接组Y，d11,（a）接线图（b）相量图,1.4.3三相变压器的连接,总之，对于Y，y（或D，d）连接，可以得到0、2、4、6、8、10等六个偶数组别；而Y，d（或D，y）连接，可以得到1、3、5、7、9、11等六个奇数组别。,1.4.3三相变压器的连接,标准联结组别理论上，变压器可以有很多联结组别。但实际上，为了避免制造和使用上的混乱，国家标准规定对单相双绕组电力变压器只有II0联结组别一种。对三相双绕组电力变压器规定只有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五种。,1.4.3三相变压器的连接,Yyn0组别的三相电力变压器用于三相四线制配电系统中，供电给动力和照明的混合负载；Yd11组别的三相电力变压器用于低压高于0.4kV的线路中；YNd11组别的三相电力变压器用于110kV以上的中性点需接地的高压线路中；YNy0组别的三相电力变压器用于原边需接地的系统中；Yy0组别的三相电力变压器用于供电给三相动力负载的线路中。,1.4.3三相变压器的连接,要做一个直接测量大电流、高电压的仪表是很困难的，操作起来也是十分危险的。利用变压器能改变电压和电流的功能，制造出特殊的变压器仪用变压器（或称互感器）。把高电压变成低电压，就是电压互感器；把大电流变成小电流，就是电流互感器。,1、仪用变压器,知识拓展,使用仪用互感器的目的是：（1）使测量仪表与高电压、大电流隔离，从而保证仪表和人身的安全；（2）可大大减少测量中能量的损耗，扩大仪表的测量范围，便于仪表的标准化；（3）广泛应用于交流电压、电流、功率的测量中，以及各种继电保护和控制电路中。,电流互感器主要用在电网线路中的大电流测量,（a）外形结构图（b）接线图,电流互感器,1）电流互感器,电流互感器特点：原边匝数很少（一匝或几匝），副边匝数较多；副边接仪用电流表或其它电流线圈，由于电流线圈阻抗很小，故电流互感器相当于变压器短路运行。,若忽略励磁电流，则一、二次电流之比,通过选择适当的匝数比，就可以把大电流变换为小电流。,电流测量值等于电流互感器的读数乘以电流比（电流比Ki=N2/N1）。原边额定电流为1015000安，副边额定电流均采用5安。,电流感感器的误差：有变比误差和相位误差，按其误差的大小分为五级：0.2、0.5、1.0、3.0、10.0。电流互感器使用注意：电流互感器在运行、接入、退出时，绝不能使副边开路，否则会因过高的副边感应电势而击穿绕组，伤及工作人员；为保证安全，副绕组一端必须接地；使用时二次侧不宜接过多的仪表，以免影响互感器的准确度。,在供电系统中，为了监测高压电网中的电压变化情况，就必须采用电压互感器，将其变成标准等级的低压以供测量仪表使用,（a）外形结构图（b）接线图,电压互感器,2）电压互感器,电压互感器的特点：原边匝数很多，副边匝数很少，变比很大；铁心励磁工作在线性段；由于接的负载为仪用电压表，其阻抗很大，相当于空载运行，原边按不同电网电压等级设定，其副边额定电压均为100伏。,实测电压值为副边电压表读数乘以变比。,若忽略漏阻抗压降，则一、二次电压之比,通过选择适当的匝数比，就可以把高电压变换为低电压。,电压互感器的误码差有两种，变比误差与相位误差。变比误差是由电压互感器内就阻抗压降造成，相位误差则是由其内部的漏抗引起。按变比误差的相对值，电压互感器的精度可分成0.2、0.5、1.0、3.0四种。电压互感器注意事项：电压互感器的副边不能短路，否则会因过大的绕组电流而烧毁线圈；副绕组（连同铁心）必须可靠接地，以保证工作人员安全。,普通双绕组变压器只有磁的耦合，而无电的直接联系，自耦变压器的原副边两种联系同时存在。它是一个原副边共用一个线圈，带有可滑动抽头的变压器，由于调节电压方便，在实验、试验中，被广泛使用。,结构特点,高、低压侧共用部分的线圈称公共绕组，非公共部分的线圈称为串联绕组。,2、自耦变压器,外形结构图与示意图,绕组接线图,自耦变压器的电压比等于电势比等于原副边匝数比，即与变比成正比。自耦变压器的原边绕组匝数为N1，副边绕组匝数为N2，忽略漏抗电势，可得：,自耦变压器输入、输出电流比与变比成反比。根据磁势平衡关系，可知：,自耦变压器的输出功率由电磁功率与传导功率两部分组成：,主要优点：由于自耦变压器的设计容量小于额定容量，故在同样的额定容量下，自耦变压器的主要尺寸小，有效材料（硅钢片和铜线）和结构材料（钢材）都较节省，从而降低了成本。有效材料的减少使得铜损耗和铁损耗也相应减少，故自耦变压器的效率较高。由于自耦变压器的尺寸小，重量减轻，故便于运输和安装，占地面积也小。,和普通双绕组变压器比较,自耦变压器的主要优缺点,主要缺点：自耦变压器的短路阻抗标幺值较小，因此短路电流较大。故设计时应注意绕组的机械强度，必要时可适当增大短路阻抗以限制短路电流。由于一、二次绕组间有电的直接联系，运行时一、二次侧都需装设避雷器，以防高压侧产生过电压时，引起低压绕组绝缘的损坏。为防止高压侧发生单相接地时，引起低压侧非接地相对地电压升得较高，造成对地绝缘击穿，自耦变压器中性点必须可靠接地。,和普通双绕组变压器比较,自耦变压器的用途,（1）用于连接电压相近的电力系统；（2）用于鼠笼式异步电动机的降压启动；（3）在实验室中作调压器使用。,变压器是一种静止的传送交流电能的设备，变压器利用不同的变比，可以实现变电压、变电流、变阻抗的功能（变相位）。一、二次电压比与变比成正比；一、二次电流比与变比成反比；一、二次阻抗比正比于变比的平方。变压器是利