电机原理及拖动第四章课件

1、一、 变压器的用途变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器的作用是实现电能在不同等级之间进行转换。发电升压降压用户1二、变压器的简单工作原理一次绕组二次绕组铁芯负载2 磁路中的两个线圈没有电的直接联系，只有磁的耦合。原绕组：也称一次绕或初级绕组。是变压器的两个线圈中接交流电源的线圈，其匝数为N1副绕组：也称二次绕组或次级绕组。是变压器接到用电设备上的线圈，其匝数为N2 交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内产生感应电动势。简单的单相变压器3三、变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方

2、式等不同来进行分类。 1、按用途分类，可分为电力变压器（主要用在输配电系统中，又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器）、仪用互感器（电压互感器和电流互感器）、特种变压器（如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等）。4 2、按铁心结构分类，有心式变压器和壳式变压器。 3、按绕组数目分类:可分为双绕组变压器,三绕 组变压器、多绕组变压器和自耦变压器。 4、按相数分类，有单相变压器、三相变压器。 5、按冷却介质和冷却方式分类，可分为油浸式变压器（包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式）、干式变压器、充气式变压器。 6、电力变压器按容量大小通常分为小型变压器（

3、容量为10630kVA）、中型变压器（容量为8006300kVA）、大型变压器（容量为800063000kVA）和特大型变压器（容量在90000kVA及以上）。5电力变压器电源变压器环形变压器接触调压器控制变压器三相干式变压器62、其他部件：除器身外，典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。变压器的主要构成是铁心、绕组和其他附件：1. 铁心和绕组：是构成变压器的主要部件。铁心是变压器的磁路部分；绕组是变压器的电路部分。四、变压器基本结构7变压器及其附件1.温度计；2.吸湿器；3.储油柜；4.油表；5.安全气道；6.气体继电器；7.高压套管；8.低压套管；9.分接

4、开关；10.油箱；11.铁芯；12.线圈；13.放油阀8 1.铁心和绕组：是构成变压器的器身的主要部件。 铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.350.5mm，两面涂以厚0.020.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。四、变压器基本结构9铁芯绕组单相壳式变压器铁轭铁芯柱1）铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。四、变压器基本结构10 2）绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或 铝绝缘导线绕制而成 。一次绕组

5、（原绕组）：输入电能二次绕组（副绕组）：输出电能绕组通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。 11 两个绕组中，电压较高的称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产变压器一般采用同心结构，交迭式主要用于特种变压器中。四、变压器基本结构12同心式绕组和交迭式绕组高压绕组低压绕组高压绕组低压绕组图4-3心式变压器一般用于高电压电力输配电变压器图4-5壳式变压器用于大电流的特殊变压器-电焊

6、变压器、电炉变压器13四、变压器基本结构 除变压器的绕组可分为同心式、交迭式外，变压器铁心的结构有心式、壳式等形式。壳式结构的特点是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，心式结构的特点是铁心柱被绕组包围，壳式结构的机械强度较好，但制造复杂。14四、变压器基本结构 心式结构比较简单，绕组的装配及绝缘比较容易，电力变压器的铁心主要采用心式结构。 铁心叠装 ：变压器的铁心一般是由剪成一定形状的硅钢片叠装而成。为了减小接缝间隙以减小激磁电流，一般采用交错式叠法，使相邻层的接缝错开。 15铁心截面:铁心柱的截面一般作成阶梯形，以充分利用绕组内圆空间。容量较大的变压器，铁心中常设有油道，以改善铁心内部的散热条件

7、。四、变压器基本结构16 额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有额定容量、额定电压、额定电流、额定频率等。五、变压器额定值17 额定容量SN是指额定运行时的视在功率，表征传输电能的能力。以 VA、kVA或MVA表示。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。变压器额定容量18变压器的额定电压与所连接的输电线路相符合。规定正常运行时加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U1N；二次侧的额定电压U2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。额定电压以V或kV表示。对三相变压器，额定电压是指线电

8、压。变压器额定电压19额定电流I1N和I2N是根据变压器额定容量和额定电压计算出的线电流，称为额定电流，以A表示。对单相变压器对三相变压器 变压器额定电流20额定频率 fN 是变压器设计所依据的运行频率，我国工业标准频率为50Hz 除额定值外，变压器的相数、绕组连接方式及联结组别、短路电压、运行方式和冷却方式等均标注在铭牌上。额定状态是电机的理想工作状态，具有优良的性能，可长期工作。变压器额定频率21理想变压器是一个端口的电压与另一个端口的电压成正比，且没有功率损耗的一种互易无源二端口网络。它是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。 22232425262728一、空载运行时的电

9、磁情况 空载运行：是指变压器原绕组接到额定电压、额定频率的电源上，副绕组开路时的运行状态。第二节、变压器的空载运行29e2e1e1i2i0u1u201变压器空载运行（图4-7）30 从理论上讲，正方向可以任意选择，因各物理量的变化规律是一定的，并不依正方向的选择不同而改变。但正方向规定不同，列出的电磁方程式和绘制的相量图也不同。在电机方向的学科中通常按习惯方式规定正方向，称为惯例。二、变压器中正方向的规定31连接电源支路的一次绕组相当于用电器，按用电惯例规定正方向：电流的正方向与产生它的电压的正方向一致，由电流产生的磁通符合右手螺旋定则，感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向遵循电磁感应定律

10、的规定：二、变压器中正方向的规定32二、变压器中正方向的规定连接负载支路的二次绕组相当于电源，按发电惯例规定正方向：电流的正方向与e2的正方向一致，输出电压u2与电流同向。感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向遵循电磁感应定律的规定；33正方向规定e2i2ei134正方向规定e2i2ei135（一）磁通变压器空载时如果外加电压是正弦波，则磁通也按正弦变化： =msint（由于磁通连接一二次侧的电路，为便于分析问题，往往以磁通为参考相量 ）三、磁通、电动势与空载电流36 如果主磁通按正弦规律变化，根据电磁感应定律和对正方向规定，一、二次绕组中感应电动势的瞬时值为 ： （二）电动势与磁通的关系3

11、7式中：38 在变压器中，原、副绕组的感应电动势E1和E2之比称为变压器的变比，用 表示，即： 上式表明，变压器的变比等于原、副绕组的匝数比。当变压器空载运行时，由于U1E1 ，U20=E2，故可近似地用空载运行时原、副方的电压比来作为变压器的变比，即39 变压器空载运行时原绕组中的电流 主要用来产生磁场，又称为励磁电流，分析它的波形： 1）当不考虑铁心损耗时，励磁电流是纯磁化电流，用 来表示。由于磁路有饱和现象，磁化电流 与产生的磁通之间的关系是非线性的。问题：什么形式的励磁电流能够产生正弦磁通？（三）空载电流当磁通按正弦规律变化时，励磁电流为尖顶波40i0i0i0只考虑饱和情况的励磁电流t

12、41i0i0i02)考虑铁心损耗时的励磁电流i励磁电流可分解为两个分量：（1）与同相的磁化电流（2）引前900有功分量IFetiFe42 从上图中，可以看出磁化电流 与磁通是同相位的。 当考虑铁心损耗时，励磁电流 中还应该包含铁耗分量，即 励磁电流 超前磁通一相位角 43 根据对正方向的规定，可得到空载时电动势平衡方程式：将漏感电动势写成压降的形式：令四、电动势平衡方程式、等效电路及相量图漏磁路不具有饱和特性44式中 是原绕组的漏阻抗。对于电力变压器，空载时原绕组的漏阻抗压降 很小，其数值不超过U1的0.2%， 忽略 ，则上式变成：由于副方电流为零，则副方的感应电动势等于副方的空载电压，即：

13、45空载时的相量图: 已知0空载时的相量图和等效电路考虑铁耗（磁滞、涡流）， 励磁电流不再与主磁通同相， 而是引前一个磁滞角。将上式两边通除以46 变压器空载时从原侧看进去的等效阻抗为 式中 用电路参数来表示 称为变压器的励磁阻抗（励磁电阻励磁电抗）。47 由主磁通产生，在主磁路中的损耗即铁损 所以它不能象漏抗电势那样用单纯的电抗压降来描述。变压器的等效阻抗：变压器原方的电动势方程可写成关系：48变压器等值电路等值电路综合了空载时变压器内部的物理情况， 在等值电路中 是常量； 是变量，它们与铁心磁路饱和程度有关。电压方程：49（1）r1为原绕组的电阻；x1是原绕组的漏电抗，与匝数和几何尺寸有关

14、，表征漏磁通对电流的电磁效应。 （2） rm：变压器的励磁电阻，反映铁耗： Zm：变压器的励磁阻抗。 xm:变压器的励磁电抗，反映励磁过程,励磁电抗越大空载电流越小。（3）主磁通大小， 取决于电网电压、频率和匝数。等值电路参数50第三节 变压器的负载运行 前面我们通过分析了解了变压器的空载运行情况，当变压器原侧接入交流电源，副侧接上负载时的运行方式称为变压器的负载运行。一、负载运行时的电磁情况：负载运行如图所示51第三节 变压器的负载运行52一、负载运行时的电磁关系53 一次侧从空载电流 I 0变为负载时的电流I1原 绕组的磁动势也从空载磁动势F0变为 F1=I1N1。负载时的主磁通m就是由原

15、、副绕组的合成磁动势产生的，即: F1+ F 2= F 0 变压器负载运行时副方通过磁动势平衡对原方产生影响，副方电流的改变必将引起原方电流的改变，电能从原方传到了副方。变压器在负载时的电磁关系重新达到平衡。二、基本方程式54（一）磁动势平衡方程式 空载和负载时电压不变，感应电势E1也不变，所以主磁通不变。即：负载时磁路总磁动势空载磁动势负载运行时的磁动势平衡方程式可写为： F1+ F 2= F 0或：抵消二次侧的磁动势总磁势不变55参照图中正方向，电动势平衡方程式为（二）电动势平衡方程式56变压器的基本方程综合分析,变压器稳态运行时的六个基本方程式各电磁量之间同时满足这六个方程利用U1,k,

16、Z1,Z2,Zm,ZL求解出 U2,I1,I2 57 由于变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁路的联系。当k较大时两侧的电气参数差别很大，为了计算方便可以采用折算法，将副边的参数折算到原边。负载通过磁动势影响原边，折算时只要副边的磁动势不变，可保证原边的物理量不变。 常用一假想的绕组来代替副边绕组，使之成为变比k=的变压器，这样就可以把原、副绕组联成一个等效电路，从而大大简化变压器的分析计算。这种方法称为绕组折算。折算后的量在原来的符号上加一个上标号“”以示区别。三、变压器参数的折算58 折算的本质：只要保持副方的磁动势不变，则变压器内部电磁关系的本质就不会改变。即折算前后副方对整个回路

17、的电磁关系的影响不能发生变化！副方各量折算方法如下：1）副方电流的折算值 : 由副边向原边折算保持折算前后 不变，则 折算后磁势折算前磁势592）副边电动势的折算值： 由于折算前后主磁通和漏磁通均未改变，根据电动势与匝数成正比的关系可得603）副边漏阻抗的折算值：根据折算前后副绕组的铜损耗不变的原则613）副边漏阻抗的折算值：根据折算前后副绕组的漏磁通武功损耗不变的原则624) 副边电压的折算值5) 负载阻抗的折算值63M相变压器铜耗：有功输出：无功输出：64副边绕组经折算后与原来的基本方程形式一样：四、等效电路和相量图6566（一） 等效电路67（一） T型等效电路：68697071（二）负

18、载相量图72相量图的定性画法（1）参考相量主磁通（2）根据 （3）感性负载 （4）根据 引前磁通 （5）根据（6）根据 73五、型等值电路与简化等值电路 实际变压器中，I1N I0， 负载变化时 变化不大。则将T型等效电路中的励磁支路移出，并联在电源端口,得到型等值电路。（一） 型等值电路74（二）简化的等值电路 负载运行时， I0在I1N中所占的比例很小。在工程实际计算中，忽略I0，将激磁回路去掉，得到更简单的阻抗串联电路。 rk称为短路电阻；xk称为短路电抗；Zk为短路阻抗。空载运行时， 不能用简化的等值电路。7576感性负载和容性负载的简化相量图变压器接感性负载， 负载阻抗由电阻和电感组

19、成。 滞后； 接容性负载， 负载阻抗由电阻和电容组成， 超前。 以I为参考：77分析单相变压器基本方法 分析计算变压器负载运行方法有基本公式、等值电路和相量图。 基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式；等值电路： 是基本方程式的模拟电路；相量图： 是基本方程的图示表示； 三者是统一的， 一般定量计算用等效电路，讨论各物理量之间的相位关系用相量图。 78第四节 变压器参数的测定 变压器等效电路中的各种电阻、电抗或阻抗如rk、xk、rm、xm等称为变压器的参数，它们对变压器运行能有直接的影响。所以有必要了解如何通过实验的方法测定各种参数。一、空载实验：实验目的:通过测量空载电流I0和一、二次电

20、压及空载功率p0, 计算变比k、励磁阻抗Zm=rm+jxm。空载实验接线：如图所示 7980变压器空载实验实验要求：1.按照电压表外接方法连线，变压器低压侧加可调电压，高压侧开路；实验要求：2.外加电压在 范围内单向进行调节81变压器空载实验实验方法：在电压变化的过程中，记录相应的一二次电压、空载电流、空载损耗 作出相应的曲线，82参数计算：取电压为额定值时对应的空载电流和空载损耗，作为计算励磁参数的依据。变压器空载情况下，根据前述的空载等效电路图可知： 变压器空载实验838485注意：1.由于励磁参数与磁路的饱和程度有关，故应取额定电压下的数据来计算励磁参数。2.上述计算公式中的U1、I0、

21、p0均为单相数值，对于三相变压器（图4-18b），如果测量出的数据是线电压、线电流和三相总功率，计算时应换成单相数值。86注意：3.空载时电流很小，略去 ，实验测量的空载损耗即为铁损。4.如果空载试验是在低压侧进行的，测算出的励磁参数为低压侧的数值。要得到高压侧数值需由变比进行折算，变比可通过在高压侧加额定电压，测量低压侧电压值而获得：8788实验目的：测量变压器短路电流、损耗、短路电压，计算短路阻抗。变压器短路实验89实验要求：将变压器的副边短路，高压侧加可调电压，变压器短路运行应在较低电压下进行，注意使Ik不超过1.2I1N 。变压器短路实验90变压器短路实验实验方法：按照电压表内接方法连

22、接实验线路如图所示，从0开始缓慢调升U1，记录不同电压下测出 绘制实验曲线91参数计算 ：根据额定电流值时测得的pk、Uk值，计算出变压器的短路参数 1.短路时的短路损耗以铜耗为主 2.因电阻会随着温度发生变化，因此电阻值应换算到标准工作温度（75度）：对铜导线而言： 92所以相应的短路损耗和短路电压也应换算到750C的值短路电压：UkN=I1N Zk75 93注意：1.短路电流为额定值时一次所加的电压，称为短路电压，用短路电压对应值计算短路阻抗 。2.上述计算公式中的Uk、Ik、pk均为单相数值，对于三相变压器（图4-19b），如果测量出的数据是线电压、线电流和三相总功率，计算时应换成单相数

23、值。94 3.由于外加电压很小，主磁通很少，忽略铁损，测量的短路损耗即为铜耗。4.由于短路实验是在高压侧进行的，故测算的参数是高压侧的数值。要得到低压侧数值需通过变比进行折算。*变压器的短路电压 即变压器额定工作是的阻抗压降是变压器重要参数，用占额定电压百分比表示；有时用标么值表示95变压器的标么值 在工程计算中， 各物理量（电压、电流、功率等）除采用实际值来表示和计算外， 有时用这些物理量与所选定的同单位的基值之比，即所谓的标么值表示。用“*”表示。标么值定义：某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值之比,即96选择标么值的基值（1）标么值是两个具有相同单位的物理量（实际值和选定的固定值）

24、之比， 没有量纲。（2）选定基值时， 电路参数如电压U、电流I、阻抗Z和视在功率S， 两个量的基值是任意选定， 其余量的基值根据电路的基本定律计算。如：取电压、电流额定值作基值97选择标么值的基值98（3）有功功率和无功功率均以额定视在功率为基值：电阻和电抗均以额定阻抗为基值；（4）计算单台变压器时， 通常以变压器的额定值作为基值。选择标么值的基值99阻抗基值ZN功率基值SN相值的基值是额定相值线值的基值是额定线值单相的基值是单相额定值三相的基值是三相额定值一次侧量的基值是一次侧额定值二次侧量的基值是二次侧额定值选择标么值的基值100标么值的优点（1）不论变压器的容量大小， 标么值表示的参数和

25、对变压器性能的描述， 通常都在一定的范围， 便于比较和分析；如： 101标么值的优点（2）用标么值计算时不需要折算。折算前、后的标么值相等。线值的标么值相值的标么值；单相值的标么值三相值的标么值。如： 102标么值的优点（3）某些物理量的标么值具有相同的数值，简化计算（4）可通过标么值判断运行情况。 如额定值的标么值为1 103三、变压器的阻抗电压 短路试验时， 绕组电流达到额定值， 加于原绕组的电压为UkI1NZk， 此电压称为变压器的阻抗电压或短路电压。 阻抗电压的大小用百分比来表示：104三、变压器的阻抗电压 阻抗电压的大小反映了变压器在额定负载下运行时漏阻抗压降的大小。 从运行观点来看

26、，阻抗电压小表示输出电压受负载变化的影响小。 一般阻抗电压为310%. 105第五节 变压器的运行特性1、外特性：输出电压随负载电流变化的特性；2、效率特性：效率随负载电流变化的特性I2U2U20106第五节 变压器的运行特性一、外特性与电压调整率IUUNIN（超前）（落后）107108 变压器的原、副边绕组都具有漏阻抗，负载电流流过漏阻抗， 在变压器内部就引起电压降落。当原绕组外施电压和负载性质不变时， 副边端电压随负载电流变化的规律，即为变压器的外特性曲线。 U2f（I2）I2U2UNIN1.变压器的外特性109用标么值表示：2.电压调整率 电压变化率是指一次侧加50Hz额定电压、二次空载

27、电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，用百分比表示 电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,其大小反映了供电电压的稳定性。用相量图推导电压变化率的表达式：110用简化相量图求UoBACEFD111用简化相量图求UoBACEFD用标么值表示：当I1I1N112由参数表达的电压变化率1）U与负载、功率因数及变压器本身参数有关。2)感性负载，20，U为正；容性负载， 20，U可能为负。实际运行中一般为感性负载，端电压下降U 58%。3）如果 ， 引入负载系数 1131）变压器的损耗 基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也

28、称为不变损耗。二、变压器的效率与效率特性 变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。 在额定电压下，变压器空载电流较小，测得的空载损耗主要是铁损：114二、变压器的效率与效率特性 基本铜损耗是电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。 额定短路损耗：在任意负载下：115效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。2）变压器的效率116 应用上式计算变压器效率，称为损耗分析法。不用给变压器加负载，也无需运用等效电路，只要有空载实验和短路实验数据，根据额定电压时的空载损耗p0和额定电流时的短路损耗pkN，就可以根据负载电流和负载性质计算出变压器任意负载下的效率

29、。如果不计副边电压的变化，即U2U2N，任意负载下117 当二次绕组的负载功率因数不变时， 变压器效率随负载电流变化的规律。 f(I2) 或=f(),称为变压器的效率特性。.3）变压器的效率特性118 即当铜损耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗)时,变压器效率最大：或119 第六节 三 相 变 压 器 现代电力系统都采用三相制，故三相变压器使用最广泛。三相变压器在平衡负载下，三相对称，取其中一相进行分析时可利用单相变压器的方程、电路、相量图。本节主要讨论三相变压器联结组120 一、 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统可分为各相磁路独立和各相磁路相关两大类。组式变压器:磁路独立的三相变压器

30、组121三相心式变压器由变压器组演变而来。将三个单相变压器合并在一起（教材图4-24a）各相磁通之间相互联系，中间铁芯柱的磁通122当三相电源对称时三相磁通也对称，即： 则三相磁通矢量和123中间铁心柱的主磁通为三相主磁通之和，可以省去铁心柱。 （图4-24b） 为结构简单将三个铁芯柱排在一个平面，（图4-24c） 124特点：在这种铁心结构的变压器中，任一瞬间某一相的磁通均以其他两相铁心为回路，因此各相磁路彼此相关联。虽然中间一相磁路较短，但励磁电流占比例很小影响可以忽略不计。 125二、三相变压器联结组绕组的端点标志与极性：首先了解一下变压器出线端的标志符号：绕组名单相变压器三相变压器首

31、端末 端首 端末 端中 点高压绕组U1U2U1V1W1U2V2W2N低压绕组u1u2u1v1w1 u2v2w2n126 （一）三相绕组的联结法： 对于三相变压器，不论是高压绕组还是低压绕组，主要采用星形连接（Y连接）和三角形连接（D连接）曲折联结（Z联结）三种。有中性点时用YN、ZN表示。星形连接方式：以高压绕组为例，把三相绕组的个末端U2V2W2连在一起，结成中点，而把它们的三个首端U1、V1、W1引出，便是星形连接，以符号Y表示。三角形连接方式：如果把一相的末端和另一相首端连接起来，顺序形成一闭合电路，称为三角形连接，用D表示。注意：对于低压侧而言，相应的用 y,d表示。 127（二）单相

32、变压器的联结组号同极性(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（同名端）并在对应的端点上用符号 * 标志。对于单相变压器高、低压绕组都是单相绕组。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。128单相变压器的极性一、二次绕组的同名端有相同标号时，一、二次绕组的电动势同相位。联结组I,I0一、二次绕组的同名端标号不同时，一、二次绕组的电动势反相位。联结组 I,I6a） d）b） c）*题4-23129 联结组别：反映三相变压

33、器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。 三相变压器的联结组别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。 可以证明无论何种连接方式，一、二次侧线电动势的相位差总是300的整数倍。因此可以采用时钟表示法： 作为时钟的分针指向12点， 作为时钟的时针指向的钟点数就是三相变压器的组别号。（三）三相变压器联结组1301）绕组的极性只表示绕组的绕法，与绕组首末端的标志无关；2）高、低压绕组的相电动势均从末端指向首端，线电动势从U1指向V1； 3）同一铁心柱上的绕组（在联结图中为上下对应的绕组），首端为同极性时相电动势相位相同，首端为异极性时相电动势相位相反；4）相量图

34、中U、V、W与u、v、w的排列顺序必须同为顺时针排列，即原、副方同为正相序。 组别号的数字乘以300，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。几点说明：1311、Y，y联结同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势 和 也同相位，联结组别为Y，y0。用相量图判断联结组别12693在同一铁芯柱上，且首端为同名端。相位相同。132高压绕组三相标志不变，在Y,y0联结组基础上，低压绕组三相标志依次右移(w1u1v1)12693133高压绕组三相标志不变，在Y,y4联结组基础上，低压绕组三相标志依次右移 (v1w1u1)12693134在Y,y0基础上，如果高/低压绕组对应端是异名端，可

35、得到Y，y6联结组U1U1V1Y/Y6V1W1u1 v1 w1W1 v112612693135高压绕组三相标志不变，在Y,y6联结组基础上，低压绕组三相标志依次右移12693136高压绕组三相标志不变，在Y,y10联结组基础上，低压绕组三相标志依次右移12693137 同名端对应的相电动势同相位，线电动势 和 相差3300，联结组别为Y，d11。2、Y，d连接12693138若高压绕组三相标志不变，在Y，d11基础上，低压绕组三相标志依次右移2、Y，d联结12693139高压绕组三相标志不变，在Y，d3基础上，低压绕组三相标志依次右移2、Y，d联结126931402、Y，d联结若改变2次侧联结

36、顺序，可得到Y,d1联结组12693141高压绕组三相标志不变，在Y,d1基础上低压绕组三相标志依次后移。2、Y，d联结126931422、Y，d联结高压绕组三相标志不变，在Y,d5基础上低压绕组三相标志依次后移。12693143 综上，对于Y，y（或D，d）联结，可以得到0、2、4、6、8、10等六个偶数组别；而Y，d（或D，y）联结，可以得到1、3、5、7、9、11等六个奇数组别。 其中Y，yn0、Y，d11、 YN，d11较为常用：Y,yn0 联结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载。Y,d11联结用于低压侧电压超过400V的线路中。YN,d11联

37、结主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。144 变压器的联结组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定Y，yn0 Y，d11 YN，d11YN，y0 Y，y0为三相双绕组电力变压器的标准联结组别。145i0i0i0t146i0tt13147et13te1e3e1与e3叠加148以联结组Y，y0为基准V1U1112Wu1v1w112693149 单相变压器，当磁路饱和时，u1为正弦波，和e1也是正弦波，而i0为尖顶波,在其所含的奇次谐波中，三次谐波i03幅值最大，且相位相同。三、三相变压器绕组联结方式和磁路系统对电动势波形的影响150为得到正弦波电动势，必须有正弦波磁通。磁路不

38、饱和时，正弦的由正弦i0产生；磁路饱和时，正弦的必须由尖顶的i0产生，如果i0仍为正弦，则产生的是平顶波。无三次谐波i03，i0为正弦波产生平顶的磁通磁通的波形： 有三次谐波i03，i0为尖顶波产生正弦磁通151励磁电流的波形： i0中是否有i03，与电路中是否允许i03通过有关。绕组YN或D联结时，i03可以在绕组中流过。这时i0为尖顶波，和e1为正弦波。W1V1U1i03i03152当一次侧Y型接线且没有中性线时（三相三线），绕组联结方式和磁路系统对电动势波形的影响从下述几个方面分析：Y,y联结：绕组Y联结时无i03通路，i0为正弦波，产生平顶波磁通；W1V1U1153主磁通波形：当磁通为

39、平顶波时，若忽略其它高次谐波，可将分解为基波和三次谐波。中是否有三次谐波磁通3 ，与磁路结构有关。三相组式变压器，有3的通道，所以为平顶波；三相心式变压器，3不能在铁心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路（见教材图4-32） ，漏磁路磁阻很大3很小，所以基本为正弦波。154Y，y联结的三相变压器 （1）对三相组式变压器，3可以在铁心中存在，所以为平顶波（见教材图4-30），磁通、电势相位互差900，所以感应电动势e 为尖顶波（见教材图4-31），其中的三次谐波幅值可达基波幅值的45%60%，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Y，y联结。155（2）对三相心

40、式变压器，3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3很小，基本为正弦波，感应电动势 e 也基本为正弦波 。但3通过油箱壁时将产生涡流损耗，造成局部过热，降低变压器的效率，因此，容量大于1800kVA时，不宜采用心式Y，y联结方式。Y，y联结的三相变压器156I23233E23一次绕组Y连接， i03=0， i0为正弦波，应为平顶波， 3分量在二次绕组中感应的电动势e23落后390度，并在绕组内产生i23。 由于绕组中电阻远小于电抗，所以i23落后e23将近90度。由i23建立的磁通23滞后一个磁滞角，与3相差近180度可以大大削弱3的作用。因此合成磁通和电动势均接近正弦波

41、。（二）Y，d联结的三相变压器157 二次侧yn联结时， i03通过负载构成回路，大小和相位取决于负载阻抗， i23产生的磁通23的大小和相位受到限制，对3的削弱作用大大降低，因此合成磁通和电动势得不到很好的改善。与Y,y联结一样，不适于在三相变压器组中采用。Y，yn联结的三相变压器158（3）变压器一次侧有3次谐波电流通路时（YN或D）电动势波为正弦。（4）变压器有一侧是D联结时，电动势波为正弦。（1）正弦的磁通产生正弦感应电势；正弦的必须由尖顶波励磁电流产生，如果励磁电流为正弦，则产生的是平顶波。（2）平顶的磁通产生尖顶的感应电势，相电动势的尖峰值升高很多，可能击穿绕组绝缘。三、三相变压器绕组联结方式和磁路系统对电动势波形的影响1591 自耦变压器一、定义： 自