項(xiàng)目1.4變壓器的連接組別的判定

1、三相變壓器一、二次繞組不同的連接組別，導(dǎo)致一、二次繞組相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)（線(xiàn)電壓）的相位差也就不同，它是三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行必不可少的條件之一。而單相變壓器的連接組別是三相變壓器連接組的基礎(chǔ)。任務(wù)任務(wù)1.4 變壓器的連接組別的判定變壓器的連接組別的判定任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入繞組的端點(diǎn)標(biāo)志與極性： 首先，我們來(lái)了解一下變壓器出線(xiàn)端的標(biāo)志符號(hào)：繞組名稱(chēng) 單相變壓器 三相變壓器 中性點(diǎn) 首端 末端首端 末端高壓繞組AXA、B、CX、Y、ZN低壓繞組axa、b、c x、y、zn1.4.1 變壓器繞組的同名端 同極性(名)端：由于變壓器高、低壓繞組交鏈著同一主磁通，當(dāng)某一瞬間高壓繞組的某一端為正電位時(shí)，在低壓繞組上必

2、有一個(gè)端點(diǎn)的電位也為正，則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)稱(chēng)為同極性端，并在對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)上用符號(hào)“”標(biāo)出。1.4.1 變壓器繞組的同名端 當(dāng)電流流入(或流出）兩個(gè)線(xiàn)圈時(shí)，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個(gè)流入(或流出）端稱(chēng)為同極性端。 AXax Aax或者說(shuō)，當(dāng)鐵心中磁通變化時(shí)，在兩線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相同的兩端為同極性端。 同極性端用“”表示。增加+同極性端和繞組的繞向有關(guān)。 1.4.1 變壓器繞組的同名端 注意：注意：繞組的極性只決定于繞組的繞向，與繞組首、尾端的標(biāo)志無(wú)關(guān)。規(guī)定繞組電動(dòng)勢(shì)的正方向?yàn)閺氖锥酥赶蚰┒?。?dāng)同一鐵心柱上高、低壓繞組首端的極性相同時(shí)，其電動(dòng)勢(shì)相位相同，如圖所示。當(dāng)首端極性不同時(shí)，高、低

3、壓繞組電動(dòng)勢(shì)相位相反，如圖：1.4.1 變壓器繞組的同名端 各繞組電動(dòng)勢(shì)參考方向都統(tǒng)一規(guī)定從首端指向末端（當(dāng)然也可以用電壓來(lái)表示），高壓繞組電動(dòng)勢(shì)即從 到 為 ，低壓繞組電動(dòng)勢(shì)即從 到 為 ，為了簡(jiǎn)單，分別用 和 來(lái)表示。AXAXEaxaxEAEaE1.4.1 變壓器繞組的同名端（a）繞向相同標(biāo)號(hào)相同（）繞向相同標(biāo)號(hào)相同（b）繞向相同標(biāo)號(hào)相反（）繞向相同標(biāo)號(hào)相反（c）繞向相反標(biāo)號(hào)相同（）繞向相反標(biāo)號(hào)相同（d）繞向相反標(biāo)號(hào)相反）繞向相反標(biāo)號(hào)相反高高低低壓壓繞繞組組標(biāo)標(biāo)號(hào)號(hào)及及電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)相相位位關(guān)關(guān)系系圖圖1.4.1 變壓器繞組的同名端單相變壓器的聯(lián)結(jié)組： 標(biāo)志單相變壓器高、低壓繞組的相位關(guān)系，

4、國(guó)際上都采用時(shí)鐘表示法時(shí)鐘表示法。1.4.2 單相變壓器的連接組別 所謂時(shí)鐘表示法，就是把電動(dòng)勢(shì)相量圖中的高壓繞組電動(dòng)勢(shì) 看作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向鐘面上的“12”，低壓繞組電動(dòng)勢(shì) 看作為時(shí)鐘的短針，短針指向鐘面上的哪個(gè)數(shù)字，該數(shù)字就為變壓器連接組別的標(biāo)號(hào)，若它指向鐘面上的“12”，該單相變壓器連接組別標(biāo)號(hào)為“0”；若 指向“6”，連接組別標(biāo)號(hào)為“6”。羅馬數(shù)字“ ”表示高、低壓邊都是單相。 AEaEaEI1.4.2 單相變壓器的連接組別 如圖所示：對(duì)于單相變壓器，由于單相變壓器只有相電勢(shì)的相位關(guān)系，所以單相變壓器的連接組別只有I,I0 和I,I6 兩種。 當(dāng)高、低壓繞組電動(dòng)勢(shì)相位相同時(shí)，聯(lián)結(jié)

5、組為I,I0， 當(dāng)高、低壓繞組電動(dòng)勢(shì)相位相反時(shí)，其聯(lián)結(jié)組為I,I6。單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)：1.4.2 單相變壓器的連接組別磁路系統(tǒng)一、組式磁路變壓器二、心式磁路變壓器特點(diǎn)是：三相磁路彼此無(wú)關(guān)聯(lián)。特點(diǎn)是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。CZCBYBAXAAXaxBYbyCZczABC1.4.3 三相變壓器的連接 與三相組式變壓器比較，三相心式變壓器的材料消耗較少、價(jià)格便宜、占地面積亦小，維護(hù)比較簡(jiǎn)單；但對(duì)大型和超大型變壓器，為了便于制造和運(yùn)輸，并減少電站的備用容量，往往采用三相組式變壓器。a)a)單相心式鐵心的合并單相心式鐵心的合并 b)b)鐵心的演變鐵心的演變 c)c)三相心式鐵心三相心式鐵心 1.4.3

6、 三相變壓器的連接 三相心式變壓器的三個(gè)鐵心柱上分別套有A相、B相和C相的高壓和低壓繞組，三相共六個(gè)繞組，如圖所示。為絕緣方便，常把低壓繞組套在里面、靠近心柱，高壓繞組套裝在低壓繞組外面。三相繞組常用星形聯(lián)結(jié)(用Y或y表示)或三角形聯(lián)結(jié)(用或D或d)表示。星形聯(lián)結(jié)是把三相繞組的三個(gè)首端A、B、C引出，把三個(gè)尾端X、Y、Z聯(lián)結(jié)在一起作為中點(diǎn)。三角形聯(lián)結(jié)是把一相繞組的尾端和另一相繞組的首端相聯(lián)，順次聯(lián)成一個(gè)閉合的三角形回路，最后把首端A、B、C引出。電路系統(tǒng)1.4.3 三相變壓器的連接1.4.3 三相變壓器的連接 三相變壓器與單相變壓器不同，除了相電勢(shì)的相位關(guān)系外，還有線(xiàn)電勢(shì)的相位關(guān)系；高、低壓繞

7、組線(xiàn)電勢(shì)之間的相位關(guān)系，除了決定于高、低壓繞組的繞向及標(biāo)志方法外，還決定于三相繞組的連接方式。 三相變壓器高、低壓各有三個(gè)繞組，不論高壓繞組還是低壓繞組，最常用的接線(xiàn)方式有兩種：星形接法Y(y)和和三角形接法D(d) 。同一鐵心柱上的高、低壓繞組，可以繞向相同或不同，可以是同相的或不同相的。1.4.3 三相變壓器的連接xyzabcABCXYZYBEABEabExaEybEzcEZCEXAExyzabcABCXYZYBEABEabExaEybEzcEZCEXAE 三相變壓器繞組的標(biāo)定和極性 一、二次繞組可分別連接成“Y”形或“”形，常稱(chēng)星形接法或角形接法。1.4.3 三相變壓器的連接（a）接線(xiàn)圖

8、）接線(xiàn)圖 （b）相量圖）相量圖Y接法的接線(xiàn)圖和相量圖00 EEA0120 EEB0240 EEC相電動(dòng)勢(shì) BAABEEECBBCEEEACCAEEE線(xiàn)電動(dòng)勢(shì) 1.4.3 三相變壓器的連接a）接線(xiàn)圖）接線(xiàn)圖 （b）相量圖）相量圖三角形接法的接線(xiàn)圖和相量圖BABEECBCEEACAEE線(xiàn)電勢(shì)與相電勢(shì)的關(guān)系 1.4.3 三相變壓器的連接（a）接線(xiàn)圖）接線(xiàn)圖 （b）相量圖）相量圖三角形接法的接線(xiàn)圖和相量圖(另一情況)AABEEBBCEECCAEE線(xiàn)電勢(shì)與相電勢(shì)的關(guān)系 1.4.3 三相變壓器的連接組別的組別的“時(shí)鐘標(biāo)定時(shí)鐘標(biāo)定”法法 由于三相變壓器的一、二次則均為三相對(duì)稱(chēng)連接。無(wú)論接成“Y”形還是“”形

9、，可以證明同一相的一、二次對(duì)應(yīng)端的線(xiàn)電勢(shì)的相位差總是“30度”的倍數(shù)。變化一個(gè)周期為“12點(diǎn)”，正好與時(shí)鐘的整點(diǎn)指示完全一致，故稱(chēng)三相變壓器的聯(lián)接組別為“1點(diǎn)聯(lián)接，2點(diǎn)聯(lián)接12點(diǎn)（或0點(diǎn)） 規(guī)定為：取定一、二次繞組對(duì)應(yīng)線(xiàn)電勢(shì)比較，將A點(diǎn)與a點(diǎn)重合作“時(shí)鐘軸心”，從向量沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)到向量，轉(zhuǎn)過(guò)的角度除以30，就是其聯(lián)接組別的點(diǎn)數(shù)。1.4.3 三相變壓器的連接 三相繞組無(wú)論采用什么連接法，一、二次側(cè)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)的相位差總是30的倍數(shù)，因此采用鐘表面上12個(gè)數(shù)字來(lái)表示。把高壓側(cè)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)的相量作為分針，始終指著“12”這個(gè)數(shù)字，而以低壓側(cè)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)的相量作為時(shí)針，它所指的數(shù)字即表示高、低壓側(cè)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)相量間

10、的相位差，這個(gè)數(shù)字稱(chēng)為三相變壓器連接組的“標(biāo)號(hào)”。時(shí)鐘表示法1.4.3 三相變壓器的連接ABEabE 對(duì)于三相變壓器，連接組別是指高、低壓繞組對(duì)應(yīng)的線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)（線(xiàn)電壓）之間的相位差，如 與 之間的相位差。 連接組標(biāo)號(hào)書(shū)寫(xiě)的形式是：用大、小寫(xiě)英文字母Y或y分別表示高、低壓繞組星形連接；D或d分別表示高、低壓三角形連接；在英文字母后邊寫(xiě)出時(shí)鐘序數(shù)。 1.4.3 三相變壓器的連接確定三相變壓器連接組標(biāo)號(hào)的具體步驟如下：（1）在繞組連接圖上標(biāo)出高、低壓各個(gè)繞組的相電動(dòng)勢(shì)與線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)；（2）按照高壓繞組連接方式，首先畫(huà)出高壓繞組電動(dòng)勢(shì)相量位形圖；（3）根據(jù)同一鐵心柱上的高、低壓繞組的相位關(guān)系，先確定低壓繞組

11、的相電動(dòng)勢(shì)相位；然后按照低壓繞組的接線(xiàn)方式，畫(huà)出低壓繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖（注意，將A和a重合）；（4）由高、低壓繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖中 與 的相位關(guān)系，根據(jù)時(shí)鐘表示法的規(guī)定來(lái)確定連接組標(biāo)號(hào)。ABEabE1.4.3 三相變壓器的連接三相變壓器組別的確定，主要通過(guò)相量圖法和規(guī)律歸納法判定結(jié)論：該變壓器的連接組別是Y，y0或Y，y12 1.4.3 三相變壓器的連接（a）接線(xiàn)圖）接線(xiàn)圖 （b）相量圖）相量圖連接組Y，y0（Y，y12）1.4.3 三相變壓器的連接Y/Y聯(lián)接的基本規(guī)律 當(dāng)一、二次首、尾標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同，同名端位置相同（同極性），稱(chēng)一一對(duì)應(yīng)，此時(shí)的一、二次相量完全重合，指向相同，接法為“12點(diǎn)”。 一

12、次側(cè)標(biāo)定不變（變壓器一次則由電網(wǎng)輸入的三相對(duì)稱(chēng)電源確定），同名端不變，二次側(cè)首尾標(biāo)號(hào)順移一個(gè)心柱，相位增加120度，即沿時(shí)鐘順移4點(diǎn)。1.4.3 三相變壓器的連接Y/聯(lián)接組別及組別變化規(guī)律 結(jié)論：該變壓器的連接組別是Y/-111.4.3 三相變壓器的連接連接組Y，d1（a）接線(xiàn)圖）接線(xiàn)圖 （b）相量圖）相量圖1.4.3 三相變壓器的連接連接組連接組Y，d11（a）接線(xiàn)圖）接線(xiàn)圖 （b）相量圖）相量圖1.4.3 三相變壓器的連接 總之，對(duì)于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個(gè)偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個(gè)奇數(shù)組別。1.4.3

13、三相變壓器的連接 標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別 理論上，變壓器可以有很多聯(lián)結(jié)組別。但實(shí)際上，為了避免制造和使用上的混亂，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)單相雙繞組電力變壓器只有I I0聯(lián)結(jié)組別一種。 對(duì)三相雙繞組電力變壓器規(guī)定只有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五種。 1.4.3 三相變壓器的連接 Yyn0組別的三相電力變壓器用于三相四線(xiàn)制配電系統(tǒng)中，供電給動(dòng)力和照明的混合負(fù)載；Yd11組別的三相電力變壓器用于低壓高于0.4kV的線(xiàn)路中；YNd11組別的三相電力變壓器用于110kV以上的中性點(diǎn)需接地的高壓線(xiàn)路中；YNy0組別的三相電力變壓器用于原邊需接地的系統(tǒng)中；Yy0組別的三相電力變壓器用于供電給三相動(dòng)力負(fù)載

14、的線(xiàn)路中。1.4.3 三相變壓器的連接 要做一個(gè)直接測(cè)量大電流、高電壓的儀表是很困難的，操作起來(lái)也是十分危險(xiǎn)的。利用變壓器能改變電壓和電流的功能，制造出特殊的變壓器儀用變壓器（或稱(chēng)互感器）。把高電壓變成低電壓，就是電壓互感器；把大電流變成小電流，就是電流互感器。 1 1、儀用變壓器、儀用變壓器知識(shí)拓展知識(shí)拓展使用儀用互感器的目的是：（1）使測(cè)量?jī)x表與高電壓、大電流隔離，從而保證儀表和人身的安全；（2）可大大減少測(cè)量中能量的損耗，擴(kuò)大儀表的測(cè)量范圍，便于儀表的標(biāo)準(zhǔn)化；（3）廣泛應(yīng)用于交流電壓、電流、功率的測(cè)量中，以及各種繼電保護(hù)和控制電路中。電流互感器主要用在電網(wǎng)線(xiàn)路中的大電流測(cè)量（a）外形結(jié)構(gòu)

15、圖）外形結(jié)構(gòu)圖 （b）接線(xiàn)圖）接線(xiàn)圖電流互感器1）電流互感器 電流互感器特點(diǎn)：原邊匝數(shù)很少（一匝或幾匝），副邊匝數(shù)較多；副邊接儀用電流表或其它電流線(xiàn)圈，由于電流線(xiàn)圈阻抗很小，故電流互感器相當(dāng)于變壓器短路運(yùn)行。ikNNII1221若忽略勵(lì)磁電流，則一、二次電流之比通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)脑褦?shù)比，就可以把大電流變換為小電流。 電流測(cè)量值等于電流互感器的讀數(shù)乘以電流比（電流比Ki=N2/N1）。原邊額定電流為1015000安，副邊額定電流均采用5安。 電流感感器的誤差：有變比誤差和相位誤差，按其誤差的大小分為五級(jí)：0.2、0.5、1.0、3.0、10.0。 電流互感器使用注意：電流互感器在運(yùn)行、接入、退出時(shí)，

16、絕不能使副邊開(kāi)路，否則會(huì)因過(guò)高的副邊感應(yīng)電勢(shì)而擊穿繞組，傷及工作人員；為保證安全，副繞組一端必須接地；使用時(shí)二次側(cè)不宜接過(guò)多的儀表，以免影響互感器的準(zhǔn)確度。 在供電系統(tǒng)中，為了在供電系統(tǒng)中，為了監(jiān)測(cè)高壓電網(wǎng)中的電監(jiān)測(cè)高壓電網(wǎng)中的電壓變化情況，就必須壓變化情況，就必須采用電壓互感器，將采用電壓互感器，將其變成標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的低其變成標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的低壓以供測(cè)量?jī)x表使用壓以供測(cè)量?jī)x表使用 （a）外形結(jié)構(gòu)圖）外形結(jié)構(gòu)圖 （b）接線(xiàn)圖）接線(xiàn)圖電壓互感器2）電壓互感器 電壓互感器的特點(diǎn)：原邊匝數(shù)很多，副邊匝數(shù)很少，變比很大；鐵心勵(lì)磁工作在線(xiàn)性段；由于接的負(fù)載為儀用電壓表，其阻抗很大，相當(dāng)于空載運(yùn)行，原邊按不同電網(wǎng)電

17、壓等級(jí)設(shè)定，其副邊額定電壓均為100伏。實(shí)測(cè)電壓值為副邊電壓表讀數(shù)乘以變比。若忽略漏阻抗壓降，則一、二次電壓之比ukNNUU2121通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)脑褦?shù)比，就可以把高電壓變換為低電壓。 電壓互感器的誤碼差有兩種，變比誤差與相位誤差。變比誤差是由電壓互感器內(nèi)就阻抗壓降造成，相位誤差則是由其內(nèi)部的漏抗引起。 按變比誤差的相對(duì)值，電壓互感器的精度可分成0.2、0.5、1.0、3.0四種。 電壓互感器注意事項(xiàng)：電壓互感器的副邊不能短路，否則會(huì)因過(guò)大的繞組電流而燒毀線(xiàn)圈；副繞組（連同鐵心）必須可靠接地，以保證工作人員安全。 普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，而無(wú)電的直接聯(lián)系，自耦

18、變壓器的原而無(wú)電的直接聯(lián)系，自耦變壓器的原副邊兩種聯(lián)系同時(shí)存在。它是一個(gè)原副邊兩種聯(lián)系同時(shí)存在。它是一個(gè)原副邊共用一個(gè)線(xiàn)圈，帶有可滑動(dòng)抽頭副邊共用一個(gè)線(xiàn)圈，帶有可滑動(dòng)抽頭的變壓器，由于調(diào)節(jié)電壓方便，在實(shí)的變壓器，由于調(diào)節(jié)電壓方便，在實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)中，被廣泛使用。驗(yàn)、試驗(yàn)中，被廣泛使用。結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 高、低壓側(cè)共用部分的線(xiàn)圈稱(chēng)公共繞組，非公共部分的線(xiàn)圈稱(chēng)為串聯(lián)繞組。2 2、自耦變壓器、自耦變壓器 外形結(jié)構(gòu)圖與示意圖 繞組接線(xiàn)圖 自耦變壓器的電壓比等于電勢(shì)比等于原副邊匝數(shù)比，即與變比成正比。自耦變壓器的原邊繞組匝數(shù)為N1，副邊繞組匝數(shù)為N2，忽略漏抗電勢(shì)，可得 ：mfNE1144. 4mfNE2244.

19、4KNNEEUU212121 自耦變壓器輸入、輸出電流比與變比成反比。根據(jù)磁勢(shì)平衡關(guān)系，可知：21III102211)(NIINNNI102211NININI221211IKINNI 自耦變壓器的輸出功率由電磁功率與傳導(dǎo)功率兩部分組成 ：21III222IUS )()(21212222IUIUIIUIUS主要優(yōu)點(diǎn)：由于自耦變壓器的設(shè)計(jì)容量小于額定容量，故在同樣的額定容量下，自耦變壓器的主要尺寸小，有效材料（硅鋼片和銅線(xiàn)）和結(jié)構(gòu)材料（鋼材）都較節(jié)省，從而降低了成本。有效材料的減少使得銅損耗和鐵損耗也相應(yīng)減少，故自耦變壓器的效率較高。由于自耦變壓器的尺寸小，重量減輕，故便于運(yùn)輸和安裝，占地面積也小。和普通雙繞組變壓器比較和普通雙繞組變壓器比較自耦變壓器的主