第五章 三相变压器与特殊变压器

杭州电子科技大学《电机学》自动化学院第五章三相变压器与特殊变压器5.2三相变压器的连接组别变压器既可以变电压、变电流、变阻抗，还可以改变供电的相位。变压器的并联运行必须保证连接组别相同。5.2.1单相变压器的连接方式1.同名端（同极性端）变压器同一铁心上的不同绕组的感应电动势正负极性相同的接线端。表示方法：一般在同名端打上“•”或者“*”表示。楞次定律。绕组绕线方向。2.时钟表示法I/I0I/I6变压器绕组的接线端：大写为高压，小写为低压。高压绕组电动势从首端A指向尾端X为正，记做，简化为低压绕组电动势从首端a指向尾端x为正，记做，简化为(a)(b)杭州电子科技大学《电机学》自动化学院5.2.2三相变压器的连接方式三相变压器绕组感应电动势的规定：（1）高压侧为一次侧，用大写字母表示。

三相绕组首端A、B、C，对应的末端X、Y、Z。（2）低压侧为二次侧，用小写字母表示。

三相绕组首端a、b、c，对应的末端x、y、z。1.星形连接（Y连接）•••1.星形连接（Y连接）•••2.三角形连接（∆或D连接）•••2.三角形连接（∆或D连接）••••••从星形和三角形连接的电动势相量图可以看出：绕组的线电动势构成的三角形ABC为等边三角形，三角形ABC三个顶点顺时针方向的顺序与三相绕组相序相同。思考：三相变压器相序为A-C-B-A时，三相绕组的Y、△接法和它们相量图。杭州电子科技大学《电机学》自动化学院5.2.3三相变压器的连接组别三相变压器高、低压绕组线电动势的相位差角，因高低压绕组接线方式的不同而不同，但始终是30°的整数倍。

国际上采用时钟表示法标识三相变压器高、低绕组线电动势的相位关系：规定高压绕组线电动势为长针，永远指向钟面的“12”点，低压绕组线电动势为短针，它指向的数字，表示三相变压器连接组别号。三相变压器的连接组别用高低压绕组的连接方式和组别号表示。确定三相变压器连接组别的步骤1）在绕组连接图上标出各个相电动势与线电动势；2）按照高压绕组的接线方式，画出高压绕组电动势相量图；3）根据同一个铁心柱上的高、低压绕组的相位关系，确定低压绕组的相电动势相位；然后根据低压绕组的接线方式，画出低压绕组电动势相量图；4）由高、低压绕组线电动势相量图中，的相位关系，按照时钟表示法确定连接组标号。1.Y/y连接连接组别：Y/y0••••••••••••高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，同一个铁心柱上可以是同相绕组，也可以是不同相绕组，绕组的相序可以是正相序，也可以负相序，Y/y连接的三相变压器可以得到Y/y0、Y/y2、Y/y4、Y/y6、Y/y8和Y/y10六种偶数的连接组别。2.Y/d连接连接组别：Y/d11••••••连接组别：Y/d1••••••高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，同一个铁心柱上可以是同相绕组，也可以是不同相绕组，绕组的相序可以是正相序，也可以负相序，Y/d连接的三相变压器可以得到Y/d1、Y/d3、Y/d5、Y/d7、Y/d9和Y/d11六种奇数的连接组别。杭州电子科技大学《电机学》自动化学院5.4变压器并联运行两台或多台变压器的一、二次绕组相同标号的接线端并联到一次侧和二次侧的公共母线上。优点：（1）提高供电的可靠性。

（2）提高供电的经济性。

（3）减少备用容量和初次投资。

缺点：台数过多时不经济。5.4.1并联运行方式及特点5.4.2并联运行的条件1.并联运行的理想情况（1）空载时并联的各变压器之间没有环流；

（2）负载时各变压器所分担的负载电流按其容量大小成正比例分配；

（3）负载时各变压器的输出电流相位相同。2.并联运行的理想条件（1）各变压器的连接组别相同；

（2）各变压器的额定电压相等，即变比相等；

（3）各变压器的短路阻抗(短路电压)标幺值相等，短路阻抗角也相等。必须严格满足允许偏差不超过1%允许偏差不超过10%5.4.3变压器的并联运行变压器并联运行等效电路1.短路阻抗不等的并联运行变压器短路阻抗引入变压器的负载系数β并联运行各变压器的负载系数与其短路阻抗标幺值成反比。2.变比不等的并联运行两台变压器折合到二次侧的短路阻抗。变比不等的变压器并联运行：（1）空载：有环流。电压差很小就能引起很大的环流，环流与负载无关。（2）负载运行：变压器电流含负载分量和环流。（3）环流占用变压器的容量，增加变压器的损耗。为了限制变压器的环流，通常规定并联运行的变压器变比相差不能超过1％。杭州电子科技大学《电机学》自动化学院5.5特殊变压器5.5.1三绕组变压器心式结构。考虑绝缘：高压绕组不宜靠近铁心，而放最外层。考虑功率：相互间传递功率较多的绕组应靠近些。国家标准规定三相三绕组变压器的标准连接组别：YN/yn0/d11、YN/yn0/y0。5.5.2分裂变压器变压器的每相由一个高压绕组、两个或多个电压和容量均相同的低压绕组构成的多绕组电力变压器。分裂变压器的三个特点：(1)由于两个分裂绕组之间具有较大的短路阻抗，当发生短路时可以有效地限制短路电流。(2)当分裂绕组的一个绕组发生短路时，另外一个分裂绕组仍能够维持较高的电压，从而保证供电的可靠性。(3)分裂绕组与不分裂绕组之间具有较小的短路阻抗，并且相等。这可以保证变压器具有较高的供电效率。大型电厂用电变压器需要向两段独立的母线供电，当一段低压母线短路或出现故障时，为保证另一段母线仍维持较高的供电电压，提高供电系统的可靠性。分裂变压器的应用场合5.5.3自耦变压器只有一个绕组，一、二次侧共用一部分绕组。主要用途：作为电压等级相近的两个电力网的联络变压器；

在实验室中用作调压器；交流电机降压起动。自耦变压器的优点1）节省材料。同样的变压器容量，自耦变压器比双绕组变压器的绕组容量小，可以减小变压器的体积，降低造价。2）效率较高。同样的变压器容量，自耦变压器比双绕组变压器的所用有效材料(硅钢片和铜材)较少，因而铜损耗和铁损耗较少，提高了效率。自耦变压器的缺点一、二次侧绕组有电路的直接联系，因此变压器内部绝缘和防过电压的措施要加强；短路阻抗标幺值小，短路电流大。5.5.4电压互感器供电压表或功率表的电压线圈进行测量，也可作为控制信号使用。二次侧的额定电压规定为100V。电压互感器是一台空载运行的降压变压器。电压互感器的误差等级主要有0.2、0.5、1.0和3.0几个等级。电压互感器应用时应当注意如下三点：1）二次绕组绝对不允许短路，否则会产生很大的短路电流，烧毁电压互感器；2）二次绕组必须接地；3）二次侧串接的阻抗值不能太小，以免影响测量精度。电压互感器测量误差的相对值为5.5.5电流互感器根据磁通势平衡关系设计时则电流互感器二次侧电流的额定