第六次课三相变压器的连接组 1 目前电力系统均采用三相制，因而三相变压器的应用极为广泛。三相变压器对称运行时，其各相的 电压、电流大小相等，相位互差120：因此在运行原理的分析和计算时，可以取三相中的一相来研究， 即三相问题可以化为单相问题。于是前面导出的基本方程、等效电路等方法，可直接用于三相中的任一 相。关于三相变压器的特点，如三相变压器的磁路系统，三相绕组的朕接方法等问题，将在本节中加以 研究。 一、三相变压器的磁路 1.三相组式变压器 三相变压器的磁路可分为三个单相独立磁路和三相磁路两类。图2一16表示三台单相变压器在电路上 联接起来，组成一个三相系统，这种组合称为三相变压器组。三相变压器组的磁路彼此独立，三相各有 自己的磁路。 图2-16三相变压器组及其磁路 2.三相心式变压器 心式变压器可由组式变压器演变得到。三台单相变压器如图1摆放： 图1 图2 图3 当三相绕组外施三相对称电压时，由于三相主磁通D4、中B和中：也对称（相位互差120，故三相磁通 之和将等于零，即： ΦA十ΦB十Φc=0 既然无磁通流过中间三个铁心柱，可考虑取消之。则变压器结构演变为图2：为减小体积，把三个 心柱安排在同一平面内，演变为3。可见，三相心式变压器的磁路是一个三相磁路，任何一相的磁路都以 其他二相的磁路作为自己的回路。三相磁路长度不相等，中间相较短，两边的两相较长，所以磁阻不相 等。当外施三相对称电压时，三相空载电流就不相等，对应中间相的较小，另二相的较大些。但由于变 压器的空载电流百分值很小，它的不对称对变压器负载运行的影响极小，可略去不计。 3.二者对比 与三相变压器组相比较，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，往往采用三相变压器组
第六次课 三相变压器的连接组 1 目前电力系统均采用三相制，因而三相变压器的应用极为广泛。三相变压器对称运行时，其各相的 电压、电流大小相等，相位互差 120o ；因此在运行原理的分析和计算时，可以取三相中的一相来研究， 即三相问题可以化为单相问题。于是前面导出的基本方程、等效电路等方法，可直接用于三相中的任一 相。关于三相变压器的特点，如三相变压器的磁路系统，三相绕组的联接方法等问题，将在本节中加以 研究。 一、三相变压器的磁路 1． 三相组式变压器 三相变压器的磁路可分为三个单相独立磁路和三相磁路两类。图 2—16 表示三台单相变压器在电路上 联接起来，组成一个三相系统，这种组合称为三相变压器组。三相变压器组的磁路彼此独立，三相各有 自己的磁路。 2． 三相心式变压器 心式变压器可由组式变压器演变得到。三台单相变压器如图 1 摆放： 图 1 图 2 图 3 当三相绕组外施三相对称电压时，由于三相主磁通 、 和 也对称(相位互差 1200 )，故三相磁通 之和将等于零，即： A B c 既然无磁通流过中间三个铁心柱，可考虑取消之。则变压器结构演变为图 2；为减小体积，把三个 心柱安排在同一平面内，演变为 3。可见，三相心式变压器的磁路是一个三相磁路，任何一相的磁路都以 其他二相的磁路作为自己的回路。 三相磁路长度不相等，中间相较短，两边的两相较长，所以磁阻不相 等。当外施三相对称电压时，三相空载电流就不相等，对应中间相的较小，另二相的较大些。但由于变 压器的空载电流百分值很小，它的不对称对变压器负载运行的影响极小，可略去不计。 3．二者对比 与三相变压器组相比较，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，往往采用三相变压器组
第六次课三相变压器的连接组 二、三相变压器的连接组 如果把两台变压器或多台变压器并联运行，除了要知道初级、次级绕组的连接方法外，还要知道初 级、次级绕组的线电势之间的相位，以免产生环流引起损耗。 连接组是用来表示初级、次级电势相位关系的一种方法。 1.三相变压器绕组摆放 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。 用大写字母(A,B,C)、(X、Y、Z)分别表示高压绕组的首端和末端： 用小写字母(a,b,c)、(Xy,z)分别表示低压绕组的首端和末端。 绕组的排列：从左至右一次ABC或BCA或CAB 原付边均可采用星形接法(YYN)或三角形接法(D),多种组合。字母Nn:表示Y接有中性线。 0 2.同名端 同一相的高、低压绕组绕在同一心柱上，被同一磁通中所交链。当磁通中交变时，在同一瞬间， 两个绕组的感应电势的相位关系只有两种可能：相同或者相反，这取决与绕组的绕向和正方向的规定。 换句话说，当高压绕组的某一端点相对于另一端点的电位为正时，低压绕组必有一端点其电位也是相对 为正，这两个相同极性的端点就称为同名端，用“*”标注。 为了确定相电压的相位关系，高、低压绕组感应电势的正方向统一规定为从绕组的首端指向尾端。 若高压和低压绕组的首端为同名端，Ex和E为同相：若高压和低压绕组的首端为非同名端，则 Ex和E为反相.如下图。 照望 简化表示： A EAX A a x
第六次课 三相变压器的连接组 2 二、三相变压器的连接组 如果把两台变压器或多台变压器并联运行，除了要知道初级、次级绕组的连接方法外，还要知道初 级、次级绕组的线电势之间的相位，以免产生环流引起损耗。 连接组是用来表示初级、次级电势相位关系的一种方法。 1．三相变压器绕组摆放 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。 用大写字母（A,B,C）、（X、Y、Z）分别表示高压绕组的首端和末端； 用小写字母（a,b,c）、（x,y,z）分别表示低压绕组的首端和末端。 绕组的排列：从左至右一次 ABC 或 BCA 或 CAB 原付边均可采用星形接法(Y/YN)或三角形接法(D)，多种组合。字母 N/n：表示 Y 接有中性线。 2．同名端 同一相的高、低压绕组绕在同一心柱上，被同一磁通 φ 所交链。当磁通 φ 交变时，在同一瞬间， 两个绕组的感应电势的相位关系只有两种可能：相同或者相反，这取决与绕组的绕向和正方向的规定。 换句话说，当高压绕组的某一端点相对于另一端点的电位为正时，低压绕组必有一端点其电位也是相对 为正，这两个相同极性的端点就称为同名端，用“*”标注。 为了确定相电压的相位关系，高、低压绕组感应电势的正方向统一规定为从绕组的首端指向尾端。 若高压和低压绕组的首端为同名端， 和 为同相；若高压和低压绕组的首端为非同名端，则 和 为反相.如下图。 EAX Eax EAX Eax 简化表示：
第六次课三相变压器的连接组 3 I/I一12（或I/I0) I/I-6 I:单相，Ea分针置于12，看Ea位于几点。 3.三相连接组别： 可联成Y/Y、Y/△、△/Y、△/△。Y型可有中线，N或Y0表示。 同时还给出原付边的相位差，例如Y/Y一12，Y/△一11，△/Y-5.. 线电压EB作为分针指向12点处，看时针E在几点位置？ 以Y/Y一12，Y/△一11两种联结组为例，说明其联结方法。 (1)Y/Y一12联接组 该联接组如图3-6所示。在图3-6b)中将E4B当作时钟的分针并指向钟面12处，将对应的Eb当 作时钟的时针，恰好也在12处，即为时钟的0点或12点，故此联接组用Y,y。(即Y/Y一12)来表记。 E E 0 E Ec 将Y,y0(即Y/Y一12)联接组的二次侧每相的始末端标记对调可得Y,y6(即Y/Y一6)联接组： 3 Ec Ec ER 将Y,y0(即Y/Y一12)联接组的二次侧各相标记轮换为bca可得Y,y4(即Y/Y一4)联接组；轮 换为cab可得Y,y8(即Y/Y一8)联接组：
第六次课 三相变压器的连接组 3 I/I—12（或 I/I0） I/I—6 I：单相， EA分针置于 12，看 Ea 位于几点。 3． 三相连接组别： 可联成 Y / Y 、Y / △ 、△/ Y 、△/△。Y 型可有中线，YN 或 Y0 表示。 同时还给出原付边的相位差，例如 Y / Y—12，Y / △—11， Y 5…. 线电压 作为分针指向 E AB 12 点处，看时针 E ab 在几点位置？ 以 Y / Y—12，Y / △—11 两种联结组为例，说明其联结方法。 （1） Y / Y—12 联接组 该联接组如图 3-6 所示。在图 3-6 b)中将 当作时钟的分针并指向钟面 12 处，将对应的 当 作时钟的时针，恰好也在 12 处，即为时钟的 0 点或 12 点，故此联接组用 Y, （即 Y / Y—12）来表记。 EAB Eab 0 y 将 Y，y0（即 Y / Y—12）联接组的二次侧每相的始末端标记对调可得 Y,y6（即 Y / Y—6）联接组； 将 Y,y0（即 Y / Y—12）联接组的二次侧各相标记轮换 为 bca 可得 Y,y4（即 Y / Y—4）联接组;轮 换为 cab 可得 Y,y8（即 Y / Y—8）联接组；
第六次课三相变压器的连接组 4 EA E。 E 同理，将Y,y6(即Y/Y一6)联接组二次侧各相标记轮换可得Y,2(即Y/Y一2)联接组和Y,y10 (即Y/Y一10)联接组 (2)Y/△一11联接组 B E Ec Eb=-E。 Ec 该联接组如图3-7所示。在图2-7b)中将E4B当作时钟的分针并指向12处，将 对应的E当作时钟的时针，恰好在11处，即时钟的11点，故此联接组用Y,d11(即 Y/△一11)来表记。 将Y,d11(即Y/△一11)联接组的二次侧每相的始末端对调可得Y,d5(即Y/△一5)联接组：将Y,d11 (即Y/△一11)联接组的二次侧各相标记轮换可得Y,d3(即Y/△一3)联接组和Y,d7(即Y/△一 7)联接组：将Y,d5(即Y/△一5)联接组的二次侧各相标记轮换可得Y,d9(即Y/△一9)联接组 和Y,d1(即Y/△一1)联接组。综上所述，三相变压器的联接组别如表3-1所示。 表3-1三相变压器的联接组别 基本组别 Y,y(即YN) Y,d(即Y/△) 12 6 11 5 派生组别 4 2 3 9 8 10 7 1
第六次课 三相变压器的连接组 4 同理，将 Y,y6（即 Y / Y—6）联接组二次侧各相标记轮换可得 Y,y2（即 Y / Y—2）联接组和 Y,y10 （即 Y / Y—10）联接组 (2) Y / △—11 联接组 该联接组如图 3-7 所示。在图 2-7 b) 中将 当作时钟的分针并指向 12 处，将 EAB 对应的 当作时钟的时针，恰好在 11 处，即时钟的 11 点，故此联接组用 Y，d11（即 Eab Y / △—11）来表记。 将 Y,d11（即 Y / △—11）联接组的二次侧每相的始末端对调可得 Y,d 5（即 Y / △—5）联接组；将 Y,d11 （即 Y / △—11）联接组的二次侧各相标记轮换可得 Y,d3（即 Y / △—3）联接组和 Y,d7（即 Y / △— 7）联接组；将 Y,d 5（即 Y / △—5）联接组的二次侧各相标记轮换可得 Y,d 9（即 Y / △—9）联接组 和 Y,d 1（即 Y / △—1）联接组。综上所述，三相变压器的联接组别如表 3-1 所示。 表 3-1 三相变压器的联接组别 基本组别 Y,y （ 即 Y /Y ） Y,d（ 即 Y / △ ） 12 6 11 5 派生组别 4 2 3 9 8 10 7 1 ab EE b
第六次课三相变压器的连接组 三. 不同连接法对电势波形的影响 在分析单相变压器的空载电流波形时，曾经指出：当外施电压山1为正弦波时，和它相平衡的电势1以 及主磁通中也是正弦波（或者说近似正弦波）。由于铁芯磁路的非线性（通常设计额定点在磁化曲线已经 开始饱和的膝点附近)。空载电流呈尖顶波，其中除基波外还有较强的3次谐波电流i3。对于三相变压器， 各相3次谐波电流分别为 io34=Io3m Sin3@t iosB=Io3m Sin3(@1-120)=Io3m Sin3@t iosc=lo3m Sin3(@1-240)=lo3m Sin3@t 由此可见，在对称三相中，所有的3次谐波都是同相位同大小的。它能否流通与三相绕组的连接方法有 关。 如初级为N连接，三次谐被电流可以流通，各相磁化电流为尖顶波。在这种情况下，不论次级 是y连接或d连接，铁芯中的磁通均能保证正弦波形，因此，相电势也为正弦波。 如初级为Y连接，三次谐波电流则不能流通。以下着重分析三次谐波电流不能流通所产生的影响。 1.Y,y联接的三相变压器 ·励磁电流的3次谐波分量不能流通 ·尖顶波一三次谐波心正弦波 ·由于饱和，正弦的励磁电流产生平顶波的磁通 ·平顶波的磁通分解为基波磁通和三次谐波磁通 对于三相组式变压器，三相同相位同大小的 三相组式变压器 3次谐波磁通能通过铁芯磁路，则将会导致 主磁通呈平顶波，相电压呈尖顶波。 不可作Y,y联接
第六次课 三相变压器的连接组 5 三． 不同连接法对电势波形的影响 在分析单相变压器的空载电流波形时，曾经指出：当外施电压 为正弦波时，和它相平衡的电势 以 及主磁通 1 u 1 e 也是正弦波（或者说近似正弦波）。由于铁芯磁路的非线性（通常设计额定点在磁化曲线已经 开始饱和的膝点附近）。空载电流呈尖顶波，其中除基波外还有较强的 3 次谐波电流 。对于三相变压器， 各相 3 次谐波电流分别为 03 i A i03 = Sin3 m I 03 t B i03 = I 03m Sin3( t -1200 )= Sin3 m I 03 t C i03 C= Sin3( m I 03 t -2400 ) = Sin3 m I 03 t 由此可见，在对称三相中，所有的 3 次谐波都是同相位同大小的。它能否流通与三相绕组的连接方法有 关。 如初级为 YN 连接，三次谐被电流可以流通，各相磁化电流为尖顶波。在这种情况下．不论次级 是 y 连接或 d 连接，铁芯中的磁通均能保证正弦波形，因此，相电势也为正弦波。 如初级为 Y 连接，三次谐波电流则不能流通。以下着重分析三次谐波电流不能流通所产生的影响。 1． Y,y 联接的三相变压器 励磁电流的 3 次谐波分量不能流通 尖顶波－三次谐波 正弦波 由于饱和，正弦的励磁电流产生平顶波的磁通 平顶波的磁通分解为基波磁通和三次谐波磁通 三相组式变压器 不可作 Y,y 联接 对于三相组式变压器，三相同相位同大小的 3 次谐波磁通能通过铁芯磁路，则将会导致 主磁通呈平顶波，相电压呈尖顶波