1、Page: 1 Date:2021-12-5第三章第三章 三相三相(sn xin)(sn xin)變壓器變壓器及運行及運行第一頁，共34頁。Page: 2 Date:2021-12-5第一節(jié)第一節(jié) 三相三相(sn xin)變壓器的磁路變壓器的磁路一、各相磁路彼此獨立一、各相磁路彼此獨立(dl)就是用三個單相變壓器構(gòu)成三相變壓器組。就是用三個單相變壓器構(gòu)成三相變壓器組。第二頁，共34頁。Page: 3 Date:2021-12-5二、各相磁路二、各相磁路(c l)彼此相關(guān)（三相鐵芯式變壓器）彼此相關(guān)（三相鐵芯式變壓器）第三頁，共34頁。Page: 4 Date:2021-12-5第二節(jié)第二節(jié) 三

2、相三相(sn xin)變壓器的連接組變壓器的連接組一、三相變壓器繞組的接法一、三相變壓器繞組的接法 基本接法：基本接法： 星形（星形（Y）：三相末端相連）：三相末端相連(xin lin) 三角形（三角形（D）：相鄰相首末端相連）：相鄰相首末端相連(xin lin)第四頁，共34頁。Page: 5 Date:2021-12-5v 組合接法：組合接法：v Yy或或YNy或或Yyn：高壓側(cè)和低壓側(cè)都是星形接法，某一：高壓側(cè)和低壓側(cè)都是星形接法，某一側(cè)的中性點可接地側(cè)的中性點可接地(jid)。v Yd或或YNd；高壓側(cè)星形接法，低壓側(cè)三角形接法，高；高壓側(cè)星形接法，低壓側(cè)三角形接法，高壓側(cè)的中性點可接

3、地壓側(cè)的中性點可接地(jid)。v Dy或或Dyn：高壓側(cè)三角形接法，低壓側(cè)星形接法，低壓：高壓側(cè)三角形接法，低壓側(cè)星形接法，低壓側(cè)的中性點可接地側(cè)的中性點可接地(jid)。v Dd：高壓側(cè)和低壓側(cè)都是三角形接法。：高壓側(cè)和低壓側(cè)都是三角形接法。v 注意：只有星形接法才有中性點。注意：只有星形接法才有中性點。第五頁，共34頁。Page: 6 Date:2021-12-5二、連接二、連接(linji)組別及標(biāo)準(zhǔn)連接組別及標(biāo)準(zhǔn)連接(linji)組組v 連接連接(linji)組：表示一、二次繞組電動勢相位組：表示一、二次繞組電動勢相位關(guān)系的一種方法。關(guān)系的一種方法。v 同極性端：某一時刻高低壓繞組上

4、極性相同的對同極性端：某一時刻高低壓繞組上極性相同的對應(yīng)端點稱為同極性端。應(yīng)端點稱為同極性端。v 注意：同極性端是客觀存在的，它與高低壓繞組注意：同極性端是客觀存在的，它與高低壓繞組的相對繞向有關(guān)。的相對繞向有關(guān)。v 首末端：繞組的兩個端點，首末端：繞組的兩個端點，人為地指定其中人為地指定其中(qzhng)一個一個是首端，則另一個就是末端。是首端，則另一個就是末端。第六頁，共34頁。Page: 7 Date:2021-12-5v Ii0：同極性端同時：同極性端同時(tngsh)標(biāo)為首端。標(biāo)為首端。v Ii6：同極性端一個：同極性端一個(y )標(biāo)為首端，一個標(biāo)為首端，一個(y )標(biāo)為標(biāo)為末端。末

5、端。v 時鐘表示法：高壓電動勢看作時鐘的長針，低壓電時鐘表示法：高壓電動勢看作時鐘的長針，低壓電動勢看作時鐘的短針，把代表高壓電動勢的長針固定指動勢看作時鐘的短針，把代表高壓電動勢的長針固定指向向(zh xin)12點，代表低壓電動勢的短針?biāo)傅臅r數(shù)點，代表低壓電動勢的短針?biāo)傅臅r數(shù)作為繞組的組號。作為繞組的組號。v1、單相變壓器的連接組別、單相變壓器的連接組別第七頁，共34頁。Page: 8 Date:2021-12-52、三相、三相(sn xin)變壓器的連接組別變壓器的連接組別v 三相變壓器的連接三相變壓器的連接(linji)組別用一、二次繞組的組別用一、二次繞組的線電勢相位差來表示。線

6、電勢相位差來表示。v Yy連接連接(linji)：AXBYCZABEabEabcYy0 連接連接(linji)第八頁，共34頁。Page: 9 Date:2021-12-5Yy6 連接連接(linji)第九頁，共34頁。Page: 10 Date:2021-12-5v Yd連接連接(linji)v 三相變壓器的連接組別種類繁多，為統(tǒng)一制造，我國國三相變壓器的連接組別種類繁多，為統(tǒng)一制造，我國國標(biāo)規(guī)定只生產(chǎn)五種標(biāo)規(guī)定只生產(chǎn)五種(w zhn)標(biāo)準(zhǔn)連接組：標(biāo)準(zhǔn)連接組：Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0 和和 Yy0 ，其中前三種最為常用。，其中前三種最為常用。第十頁，共34頁。Page: 11

7、 Date:2021-12-5第三節(jié)第三節(jié) 三相變壓器繞組連接法及其磁路系統(tǒng)三相變壓器繞組連接法及其磁路系統(tǒng)對電動勢波形對電動勢波形(b xn)的影響的影響v 由于磁路飽和，磁化由于磁路飽和，磁化(chu)電流為尖頂波，可以分電流為尖頂波，可以分解為基波和奇數(shù)次諧波，其中三次諧波分量最大，對解為基波和奇數(shù)次諧波，其中三次諧波分量最大，對變壓器的影響也最大。變壓器的影響也最大。v 三次諧波電流分量分別為：三次諧波電流分量分別為： tItIitItIitIimmCmmBmA 3sin)240(3sin3sin)120(3sin3sin33333333v 特點：各相電流的三次諧波特點：各相電流的三次

8、諧波(xi b)分量是同相位的！分量是同相位的！第十一頁，共34頁。Page: 12 Date:2021-12-5由于三次諧波電流在時間上是同相位的，它們能否由于三次諧波電流在時間上是同相位的，它們能否(nn fu)流通取決于三相繞組的連接方法。流通取決于三相繞組的連接方法。 一次側(cè)一次側(cè)YN連接：三次諧波電流可以通過連接：三次諧波電流可以通過N線流通，線流通，不論二次側(cè)如何連接，各相磁化電流均為尖頂波，鐵不論二次側(cè)如何連接，各相磁化電流均為尖頂波，鐵芯中的磁通為正弦波，二次側(cè)各相電動勢也為正弦波。芯中的磁通為正弦波，二次側(cè)各相電動勢也為正弦波。 一次側(cè)一次側(cè)Y連接：三次諧波電流不能流通，鐵芯

9、中的磁連接：三次諧波電流不能流通，鐵芯中的磁通波形和二次側(cè)各相電動勢波形與變壓器的構(gòu)造及二通波形和二次側(cè)各相電動勢波形與變壓器的構(gòu)造及二次側(cè)的連接有關(guān)。次側(cè)的連接有關(guān)。第十二頁，共34頁。Page: 13 Date:2021-12-5一、一、Yy連接連接(linji)的三相變壓器組的三相變壓器組v 磁化電流：正弦波，因為三磁化電流：正弦波，因為三次諧波電流分量不能流通。次諧波電流分量不能流通。v 鐵芯磁通：平頂鐵芯磁通：平頂(pn dn)波（因為磁路飽和），可以分波（因為磁路飽和），可以分解為基波和奇次諧波，其中三解為基波和奇次諧波，其中三次諧波的影響較大。次諧波的影響較大。v 相電勢：尖頂波

10、，由基波電相電勢：尖頂波，由基波電勢和三次諧波電勢合成。勢和三次諧波電勢合成。第十三頁，共34頁。Page: 14 Date:2021-12-5一、一、Yy連接連接(linji)的三相變壓器組的三相變壓器組v 思考思考(sko)：鐵芯磁通波：鐵芯磁通波形和相電勢波形都是主要由形和相電勢波形都是主要由基波和三次諧波合成的，為基波和三次諧波合成的，為什么鐵芯磁通波形是平頂波，什么鐵芯磁通波形是平頂波，而相電勢波形是尖頂波？而相電勢波形是尖頂波？第十四頁，共34頁。Page: 15 Date:2021-12-5v 注意：由于三相變壓器組注意：由于三相變壓器組的各相有獨立的磁路，三相的各相有獨立的磁路

11、，三相諧波磁通能夠通過鐵芯流通，諧波磁通能夠通過鐵芯流通，磁阻較小，磁通較大，而且磁阻較小，磁通較大，而且其頻率是基波的三倍，其感其頻率是基波的三倍，其感應(yīng)的三次電勢分量振幅應(yīng)的三次電勢分量振幅(zhnf)可達(dá)基波的可達(dá)基波的 50% 60%，不但使相電勢波形嚴(yán)，不但使相電勢波形嚴(yán)重畸變，而且使相電勢輻值重畸變，而且使相電勢輻值超過允許值。所以，三相變超過允許值。所以，三相變壓器組不能接成壓器組不能接成 Yy 運行。運行。第十五頁，共34頁。Page: 16 Date:2021-12-5二、三相二、三相(sn xin)鐵芯式變壓器鐵芯式變壓器 Yy 連接連接v 和和 Yy 連接連接(linji

12、)的三相變壓器組一樣，三次諧的三相變壓器組一樣，三次諧波電流分量不能流通，磁通含有三次諧波分量。只波電流分量不能流通，磁通含有三次諧波分量。只是磁通的三次諧波分量不能通過鐵芯流通，只能通是磁通的三次諧波分量不能通過鐵芯流通，只能通過變壓器油、油箱壁合鐵軛等形成回路，其磁路磁過變壓器油、油箱壁合鐵軛等形成回路，其磁路磁阻較大，磁通量很小。其所感應(yīng)的諧波電勢也很小，阻較大，磁通量很小。其所感應(yīng)的諧波電勢也很小，相電勢接近于正弦波。所以，三相鐵芯式變壓器可相電勢接近于正弦波。所以，三相鐵芯式變壓器可以接成以接成 Yy 形式。形式。第十六頁，共34頁。Page: 17 Date:2021-12-5二、

13、三相二、三相(sn xin)鐵芯式變壓器鐵芯式變壓器 Yy 連接連接v注意：由于三次諧波磁通經(jīng)過油箱壁等鋼件時，會在注意：由于三次諧波磁通經(jīng)過油箱壁等鋼件時，會在其中感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生渦流，引起油箱壁局部過熱其中感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生渦流，引起油箱壁局部過熱(u r)，降低變壓器的效率。國標(biāo)規(guī)定，降低變壓器的效率。國標(biāo)規(guī)定，Yy 連接的三相鐵連接的三相鐵芯式變壓器，其容量不能超過芯式變壓器，其容量不能超過1800kVA。第十七頁，共34頁。Page: 18 Date:2021-12-5三、三、Yd 連接連接(linji)的三相變壓器的三相變壓器v 二次側(cè)的三次諧波電動勢形成環(huán)流，該環(huán)流產(chǎn)生磁二次側(cè)的三

14、次諧波電動勢形成環(huán)流，該環(huán)流產(chǎn)生磁通與原有的三次諧波磁通相抵消，鐵芯磁通波形接近通與原有的三次諧波磁通相抵消，鐵芯磁通波形接近于正弦波，相電勢也接近于正弦波。于正弦波，相電勢也接近于正弦波。v 也可以理解為產(chǎn)生正弦磁通所需要的尖頂波由一次也可以理解為產(chǎn)生正弦磁通所需要的尖頂波由一次側(cè)和二次側(cè)共同提供，一次側(cè)提供基波分量側(cè)和二次側(cè)共同提供，一次側(cè)提供基波分量(fn ling)，二次側(cè)提供三次諧波分量二次側(cè)提供三次諧波分量(fn ling)。v 由于由于Yd 連接的三相變壓器，其相電勢波形為正弦連接的三相變壓器，其相電勢波形為正弦波，所以大容量的變壓器可以接成波，所以大容量的變壓器可以接成Yd 連

15、接。連接。第十八頁，共34頁。Page: 19 Date:2021-12-5四、附加三角形連接四、附加三角形連接(linji)繞組的繞組的 Yy 變壓器變壓器大容量的變壓器如需要接成大容量的變壓器如需要接成Yy形式，必須在鐵芯柱上另形式，必須在鐵芯柱上另外安裝一套三角形連接的繞組，該繞組可以為變壓器提供外安裝一套三角形連接的繞組，該繞組可以為變壓器提供勵磁勵磁(l c)所需的三次諧波電流分量。根據(jù)需要，還可以所需的三次諧波電流分量。根據(jù)需要，還可以把該繞組的端點引出，成為三繞組變壓器。把該繞組的端點引出，成為三繞組變壓器。第十九頁，共34頁。Page: 20 Date:2021-12-5第四節(jié)

16、第四節(jié) 變壓器的并聯(lián)變壓器的并聯(lián)(bnglin)運行運行一、理想并聯(lián)運行的條件一、理想并聯(lián)運行的條件1、空載時各變壓器的二次電壓必須相等、空載時各變壓器的二次電壓必須相等(xingdng)且同相且同相位，這樣，并聯(lián)變壓器內(nèi)部才不會產(chǎn)生環(huán)流。位，這樣，并聯(lián)變壓器內(nèi)部才不會產(chǎn)生環(huán)流。 各變壓器都應(yīng)有相同的線電壓變比。（可以保證二次線電各變壓器都應(yīng)有相同的線電壓變比。（可以保證二次線電壓大小相等壓大小相等(xingdng)） 各變壓器必須有相同的電壓等級，且屬于相同的連接組。各變壓器必須有相同的電壓等級，且屬于相同的連接組。（可以保證二次電壓同相位）（可以保證二次電壓同相位）第二十頁，共34頁。Pa

17、ge: 21 Date:2021-12-5knnkkZIZIZI222 從簡化等效電路可以看出從簡化等效電路可以看出(kn ch)，當(dāng)一、二電壓相同時：，當(dāng)一、二電壓相同時：各變壓器同時各變壓器同時(tngsh)滿載滿載時：時：knNnkNkNZIZIZI 各項同時除以額定各項同時除以額定( dng)電電壓得：壓得：*knkkkuuuu 即各變壓器都應(yīng)有相同的短路電壓即各變壓器都應(yīng)有相同的短路電壓標(biāo)幺值標(biāo)幺值。2、負(fù)載時各變壓器分擔(dān)的它們的電流與容量成比例，、負(fù)載時各變壓器分擔(dān)的它們的電流與容量成比例，這樣，各變壓器可這樣，各變壓器可同時滿載同時滿載，容量可充分利用。，容量可充分利用。第二十一

18、頁，共34頁。Page: 22 Date:2021-12-53、各變壓器的負(fù)載電流都同相位。這樣，總的負(fù)載電流、各變壓器的負(fù)載電流都同相位。這樣，總的負(fù)載電流最小，損耗也最小。最小，損耗也最小。 由于一、二電壓由于一、二電壓(diny)相同，要求阻抗壓降的有功分量相同，要求阻抗壓降的有功分量和無功分量分別相等，若要求各變壓器的負(fù)載電流都同相和無功分量分別相等，若要求各變壓器的負(fù)載電流都同相位，則各變壓器的短路電阻和短路電抗的比值應(yīng)相等。也位，則各變壓器的短路電阻和短路電抗的比值應(yīng)相等。也就是短路電壓就是短路電壓(diny)的有功分量和無功分量應(yīng)分別相等。的有功分量和無功分量應(yīng)分別相等。 *rn

19、rrranaaauuuuuuuu第二十二頁，共34頁。Page: 23 Date:2021-12-5二、并聯(lián)運行時負(fù)載二、并聯(lián)運行時負(fù)載(fzi)分配的實用計算公式分配的實用計算公式 knnkkZUkUIZUkUIZUkUI212212212各變壓器的負(fù)載各變壓器的負(fù)載(fzi)電流為：電流為：總的負(fù)載總的負(fù)載(fzi)電流為：電流為： nikiZUkUI1212第二十三頁，共34頁。Page: 24 Date:2021-12-5二、并聯(lián)運行時負(fù)載分配二、并聯(lián)運行時負(fù)載分配(fnpi)的實用計算公式的實用計算公式 212212212111111IZZIIZZIIZZInikiknnnikikn

20、ikik各變壓器的負(fù)載各變壓器的負(fù)載(fzi)電流分配關(guān)系為：電流分配關(guān)系為：第二十四頁，共34頁。Page: 25 Date:2021-12-5二、并聯(lián)運行時負(fù)載分配二、并聯(lián)運行時負(fù)載分配(fnpi)的實用計算公式的實用計算公式 SZZSSZZSSZZSnikiknnnikiknikik111111111各變壓器的輸出功率分配關(guān)系為：各變壓器的輸出功率分配關(guān)系為：第二十五頁，共34頁。Page: 26 Date:2021-12-5二、并聯(lián)運行二、并聯(lián)運行(ynxng)時負(fù)載分配的實用計算公式時負(fù)載分配的實用計算公式2*111NNkNNkkUSuUIZZ 假設(shè)各變壓器的電流都同相位，假設(shè)各變壓

21、器的電流都同相位，可采用阻抗可采用阻抗(zkng)的模進行計的模進行計算，將下式代入功率表達(dá)式可得算，將下式代入功率表達(dá)式可得功率分配公式如右式所示：功率分配公式如右式所示： SuSuSSSuSuSSSuSuSSnikNiknNnnnikNikNnikNikN1*1*1*第二十六頁，共34頁。Page: 27 Date:2021-12-5二、并聯(lián)運行時負(fù)載二、并聯(lián)運行時負(fù)載(fzi)分配的實用計算公式分配的實用計算公式*22*1121:knNnkNkNnuSuSuSSSS 變壓器的負(fù)載分配與各變壓器的容量成正比，與短路變壓器的負(fù)載分配與各變壓器的容量成正比，與短路電壓成反比。電壓成反比。 各變

22、壓器的短路電壓都相同時，變壓器的負(fù)載分配與各變壓器的短路電壓都相同時，變壓器的負(fù)載分配與額定容量成正比。此時可以使所有的變壓器同時達(dá)到額定容量成正比。此時可以使所有的變壓器同時達(dá)到(d do)滿載，總的容量將得到充分利用。滿載，總的容量將得到充分利用。v 各變壓器的輸出各變壓器的輸出(shch)容量之間的關(guān)系也可表示為：容量之間的關(guān)系也可表示為：第二十七頁，共34頁。Page: 28 Date:2021-12-5二、并聯(lián)運行二、并聯(lián)運行(ynxng)時負(fù)載分配的實用計算公式時負(fù)載分配的實用計算公式 事實上，要使變壓器的短路電壓都相同是很難的，通常事實上，要使變壓器的短路電壓都相同是很難的，通常

23、容量小的變壓器短路電壓也較小，將先達(dá)到滿載，為了不容量小的變壓器短路電壓也較小，將先達(dá)到滿載，為了不使其過載，大容量的變壓器只能運行在輕載狀態(tài)，造成容使其過載，大容量的變壓器只能運行在輕載狀態(tài)，造成容量浪費。為了使并聯(lián)運行的變壓器容量得到量浪費。為了使并聯(lián)運行的變壓器容量得到(d do)充分充分利用，應(yīng)使各變壓器的容量盡量接近，最大容量與最小容利用，應(yīng)使各變壓器的容量盡量接近，最大容量與最小容量之比不要超過量之比不要超過3：1。第二十八頁，共34頁。Page: 29 Date:2021-12-5一、三繞組變壓器一、三繞組變壓器 用途用途(yngt)：用于連接三個不同電壓等級的電網(wǎng)。：用于連接三

24、個不同電壓等級的電網(wǎng)。 結(jié)構(gòu)特點：每個鐵芯柱上有三個不同電壓等級的繞組，結(jié)構(gòu)特點：每個鐵芯柱上有三個不同電壓等級的繞組，由外到內(nèi)的排列順序為，升壓：高由外到內(nèi)的排列順序為，升壓：高低低中；降壓：高中；降壓：高中中低；低；第五節(jié) 電力系統(tǒng)(din l x tn)中的特種變壓器升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器第二十九頁，共34頁。Page: 30 Date:2021-12-5二、自耦變壓器二、自耦變壓器 結(jié)構(gòu)特點：低壓繞組和高壓繞組共用結(jié)構(gòu)特點：低壓繞組和高壓繞組共用(n yn)部分繞部分繞組。組。 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點： 節(jié)省材料節(jié)省材料 效率高效率高 電壓變化率小、短路電流大電壓變化率小、短

25、路電流大 需要可靠的保護措施需要可靠的保護措施 用途：交流可調(diào)電源，交流電動機降壓起動。用途：交流可調(diào)電源，交流電動機降壓起動。第五節(jié) 電力系統(tǒng)(din l x tn)中的特種變壓器第三十頁，共34頁。Page: 31 Date:2021-12-5三、互感器三、互感器 分類：分類： 電壓互感器電壓互感器 電流互感器電流互感器主要功能：主要功能： 擴大儀表量程擴大儀表量程 強電與弱電隔離強電與弱電隔離 為繼電保護提供為繼電保護提供(tgng)控制信號控制信號 主要性能指標(biāo)：測量精度主要性能指標(biāo)：測量精度第五節(jié) 電力系統(tǒng)(din l x tn)中的特種變壓器第三十一頁，共34頁。Page: 32 Date:2021-12-5v 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：v 電壓互感器：一次側(cè)匝數(shù)多，二次側(cè)匝數(shù)少。一次電壓互感器：一次側(cè)匝數(shù)多，二次側(cè)匝數(shù)少。一次側(cè)并在被測回路中，二次側(cè)接儀表的高阻抗電壓線