第46讲 第二十六章：变压器（六）（2010年新版）.doc

1、联系 QQ1165557537例 2 对上例的变压器的高压侧做短路试验：、 、 ，求短路参数。V40kUA5.1kI W350kP解 相电压 V9.24kU相电流 5.1kI一相损耗 6730P短路阻抗 25.19kIUZ短路电阻 7.8.622kIPR短路电抗 98.15.02kZX若在低压侧做短路试验，则低压侧施加电压 V24.9532KUkk低压侧电流 A8.12kkI低压侧短路电阻 0457.82R低压侧一相损耗 W167.22 kkIP计算表明，在低压侧做短路试验时，负载损耗值不变，但 太小， 太大，调压设备难以2kU2kI满足要求，试验误差也较大。26.6 三相变压器的磁路系统26

2、.6.1 三相组式变压器的磁路它的三个单相变压器铁心磁路是各自独立的，只要三相电压平衡，则磁路也是对称一样的，每只变压器可作为单相变压器来分析。组式：由三个容量与结构完全相同的单相变压器组成的三相变压器。特点：每相都有自己独立的磁路，互不相关，各相的励磁电流在数值上完全相等。组式组式应用三相组式变压器优点是：对特大容量的变压器制造容易，备用量小。但其铁芯用料多，占地面积大，只适用于超高压、特大容量的场合。26.6.2 三相芯式变压器的磁路三相磁路相互关联，磁路长度不等，当外加三相对称电压时，三相励磁电流不对称，但因励磁电流很小，可忽略对负载运行的影响，这种结构的变压器称为三相芯式变压器三相芯式

3、变压器有三个铁心柱，供三相磁通 、v、w 分别通过。在三相电压平衡时，磁U路也是对称的，总磁通 = +v +w=0，所以就不需要另外的铁心来供参总通过。类似于三总 U相对称电路中省去中线一样，这样就大量节省了铁心的材料。但由于中间铁心磁路短一些，造成三相磁路不平衡，使三相空载电流也略有不平衡，但大变压器的空载电流 Io 很小，影响不大。应用： 大、中、小容量的变压器广泛用于电力系统中。优点： 节省材料，体积小，效率高，维护方便。芯式变压器26.7 三相变压器绕组的联结和联结组绕组首末端标志与极性（1）变压器线圈的首、末端标志单相变压器 三 相 变 压 器线圈名称 首端末端首端末端中点高压线圈

4、A XA B CX Y ZO低压线圈 a xa b cx y zo中压线圈 Am XmAm Bm CmXm Ym ZmOm（2）变压器绕组的极性：极性：指瞬时极性同名端26.7.1 单相变压器的连接组别定义：单相变压器的联接组别使用来反映单相变压器两侧绕组电动势或电压之间的相位关系。影响单相组别的因素有：绕组的绕向（决定了同极性端子）首末端标志决定。当始末端为同极性时，原副方电势同相位，否则反相位。（一）同极性端子在对应端同相（二）同极性端子不在对应端反相单相变压器的连接组别：I， i0；I， i6*I， i0；I， i6 的意义；国标规定：I，i0 为标准连接组别。绕组首末端有两种标志方法：

5、一种是同极性端子在对应端，即把高、低绕组同极性端子都标于首端，如图(a)；另一种是同极性端子不在对应端即把高低绕组的同极性端子一个标在首端，另一个标在末端（b） 。axAXaxAXxAXaxaxAEEaAXxAAX aaax AXxAXaxXaxAEEAXxAX aAXxaXAE XAExa XAE XAEx xa（a） （b）26.7.2 三相变压器的联结组26.7.2.1 三相变压器的绕组的联接方式绕组主要采用 Y 接和三角形连接方式。称反顺序连接是标准连接形式：AXC ZBYA正顺序连接：AXBYCZA。需要注意的是三角形接线虽有正反两种顺 序，但他们的相序没有变。三相变压器的连接组的书

6、写方式是用大小 写依次表示高低绕组的连接方式。星形接线用 Y 和 y 表示， 有中性引出线是用 YN 和 yn 表示;三角形接线用 D，d 表示， 在英文字母后面写出组别号。26.7.2.2 三相变压器联结组定义：反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应线电动势（或线电压）之间的相位关系。影响三相组别的因素有：它与绕组的绕向；首、末端标记及三相绕组的连接方式有关。用时钟法来表示连接组的组别。时钟表示法：（位形图）作图步骤：先画出高压线圈的位形图； 便于比较，将 A,a 连成等电位点；画出低压侧的位形图； 将 AB,ab 连线，得出结论。（1）Yy 接线ABCXYZCXYZXYZABCABCXY

7、Z1）同极性端子在对应端Yy0， Yy4，Yy8。2）同极性端子不在对应端Yy6 。同样，换相序后可得 Yy10 和 Yy2。可见 Yy 连接的变压器可得偶数组别的连接组。（2） Y，d 接线1）Yd 为反顺序接线（标准接法）同样，换相序后可得 Yd3 和 Yy7。可见 Yd 连接的变压器可得奇数数组别的连接组。2）Yd 为正顺序接线（非标准接法）Yd1，Yy5，Yy9ABCXYZ a cbyzx bABCXYZacY,d1ABCXYZabc xyz ABCXYZabcY,y0ABCXYZ a cbb ABCXYZacyzx Y,d1 （3）联结组别小结Y，y 组：以 0 为基准点，逐字顺移差

8、 ，相当于四个时钟点。头尾标注相反，差 ，相当120 180于 6 个时钟点。Y，y 组可以获得全部偶数组别。Y，d 组：以 11 点或 1 点为基准点，逐字顺移差 ，相当于四个时钟点。头尾标注相反，差，相当于 6 个时钟点。Y，d 组可以获得全部奇数组别。180（4）国标规定了五种标准连接组Y，yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0；Y，y0。（1）Y，yn0 的二次引出中性线，为三线四线制，为配电间变压器是兼供动力和照明负载；（2）Y，d11 用于低压侧电压超过 400V，高压侧电压等于或低于 35kv 的线路中（3）YN，d11 用于 110kv 及以上的高压线路中。*凡 Y,y

9、或 D,d 连接均为偶数；凡 Y,d 或 D,y 连接均为奇数。26.8 三相变压器的励磁电流和电动势波形绕组的连接方式和铁心结构对空载电动势波形的影响（1）单相变压器空载电流于主磁通的关系在饱和的情况下 io(t)为尖顶波 (t)为正弦波io(t)为正弦波 (t)为平顶波三相变压器：与接法有关*所以要判断是正弦波还是非正弦波，主要看是否含有三次谐波分量即可。若有三次谐波，则为非正弦波，反之为正弦波。（2）补充说明三相电路 3 次谐波的流通情况3 次谐波的性质： 0AmsiniIt0B3m03sn(12)iItCmi4siIt性质 1：三相 3 次谐波大小相等。性质 2：三相 3 次谐波相位相

10、同。性质 3： 1f总结：3 次谐波特点：三相大小相等、相位相同、3 倍基波频率。“基波借道流，三次谐波无道流。 ” 有中线中线有 3 次谐波。 无中线则 3 次谐波被抵消。（3）判断激磁电流的 i0的波形，须看绕组的连接方式。Y 接连接的三相绕组：对于 Y 接，i 03=0 由于 io(t)中不包含三次谐波其波形接近正弦波。YN 和 D 连接的三相绕组：因为三相的三次谐波激磁电流通路 i030，因此 i0为尖顶波。（4）判断主磁通 的波形，需要看铁心的结构形式1.三相心式变压器由于 3很弱 e3也很少 e =e1 +e3 接近正弦波。2.三相组式变压器 1， 03 尖顶波相电动势对变压器相绝

11、缘不利，用此接法。26.8.1 Y，y 联接的三相变压器（一）三相组式变压器aIObIc三个单相变压器在电路上连成 Y 接，各相有各自独立的磁路。平顶磁通在原边和副边绕组里感应尖顶波电动势 e1和 e2；磁路越饱和，每相磁路中磁通波的顶越平，三次谐波磁通越大，由此感应的三次谐波电动势也越大，相电动势波形也越尖，对绕组绝缘造成很大威胁因为相位相同的三次谐波线电动势被相互抵消，所以，Y 接时其线电动势波形仍然是正弦波。（二）三相心式变压器这种变压器的磁路是各相相互关联的。但三次谐波磁通就遇到很大的磁阻，使得它们大为削弱，使主磁通接近正弦波，因此，相电势中三次谐波很小，电势波形接近正弦波。但由于 3

12、需要经箱壁及其他部件构成回路，会产生涡流损耗而拒不过热，并降低了变压器的效率故 Y，y 接线的三相心式变压器只适用于因此变压器容量不大于 1600kVA 且电压较低的配电变压器。26.8.2 Dy 及 Yd 联接的三相变压器（1）对于 Dy 联接的三相变压器io(t)为尖顶波 （正弦波） e 正弦波图 3.12 三角形绕组中的三次谐波（2）对于 Yd 联接的三相变压器只要原、副边绕组有一方为三角形连接，就可提供三次谐波励磁电流分量，确保主磁通和相电动势波形接近正弦波形（不要求磁路结构）。对于必须采用 Y，y 连接的大容量变压器，可在铁心柱上再加一个容量很小的三角形的附加绕组，以改善相电动势波形

13、。Dy 及 Yd 联接的变压器( 正 弦 波 ）饱 和非 线 性 （ 平 顶 波 ）i0(正 弦 波 ） 饱 和非 线 性 （ 平 顶 波 ） 1 3( 正 弦 波 ）分 解分 解 原 边 绕组 感 应原 边 绕组 感 应 e1(正 弦 波 ）e1(正 弦 波 ） e1（ 尖 顶 波 ）1）一次侧 D 接，三次谐波电流可以流通，励磁电流尖顶波，主磁通正弦波，相电动势正弦波。2）Yd 接法时，由于二次侧 d 形接法，同样可以得到正弦波主磁通，正弦波相电动势。由此可知，无论是在一次侧还是在二次侧，只要有一侧接成 D 接，就能改善变压器的相电动势的波形。容量大于 1600kVA 的变压器，总有一方接

14、成三角形，就是为了获得正弦磁通与电势。*说明：Y,yn 接线空载时与 Y,y 接线情况完全相同。( 正 弦 波 ）i0(正 弦 波 ） 饱 和非 线 性 （ 平 顶 波 ） 1 3( 正 弦 波 ）分 解分 解 原 边 绕组 感 应原 边 绕组 感 应 e21(正 弦 波 ）e23(正 弦 波 ） 三 相 绕组 按 角 接 i23(正 弦 波 ）i23(正 弦 波 ） 不 饱 和线 性 3( 正 弦 波 ）负 正 两 者 相 互 抵 消 了 ， 但 仍 有 一 部 分 三 次 谐 波 磁通 存 在 ， 只 是 相 对 减 小 了 。副 边 磁 通 3对 原 边 磁 通 3有去 磁 作 用 。 I0=时 I=-I2 1= 12F1= F2