三相變壓器方波.ppt

1、3.1三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別,3.2三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu),3.3此路結(jié)構(gòu)和聯(lián)結(jié)組別對電動(dòng)勢波形的影響,內(nèi)容,3.1 三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別,連接組別：是反映變壓器連接方式及一、二次電動(dòng)勢相位關(guān)系的一種標(biāo)志。,三相繞組有兩種連接方式：星形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)。,一、三相繞組的連接方式,變壓器繞組的首、末端標(biāo)志,為了正確連接三相繞組，變壓器每相繞組的兩個(gè)出線端都有一個(gè)標(biāo)志,星形聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)的接線圖,二、單相變壓器的聯(lián)結(jié)組別,1同名端（同極性端）,判別法：在繞組電流與磁通正方向符合右手螺旋關(guān)系時(shí)，可根據(jù)： “凡是從 同名端流進(jìn)的電流所產(chǎn)生的磁通是同方向的”這一特點(diǎn)來判斷同名端。,同名端：高、低壓繞組感應(yīng)

2、電動(dòng)勢是交變的，即高、低壓繞組的極性是交變的。 某一瞬間，高、低壓繞組為同極性的兩個(gè)端點(diǎn)，稱為同名端。,2高、低壓繞組電動(dòng)勢相位關(guān)系,規(guī)定：,根據(jù): 由同名端指向非同名端的電動(dòng)勢同相位，則,3單相變壓器的聯(lián)結(jié)組別,時(shí)鐘表示法：,時(shí)鐘分針（長針），固定指向時(shí)鐘的“0點(diǎn)”,時(shí)鐘時(shí)針（短針），它指向的時(shí)鐘數(shù)字，就是聯(lián)結(jié)組別號。,單相變壓器的聯(lián)結(jié)組別有兩種：,I表示單相繞組,I,I0是標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組,三、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別,高、低壓繞組的連接方式 高、低壓線電動(dòng)勢相位關(guān)系,三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別反映：,時(shí)鐘表示法：,分針（長針），固定指向時(shí)鐘的“0點(diǎn)”,時(shí)針（短針），它指向的時(shí)鐘數(shù)字，就是聯(lián)結(jié)組別號。,三

3、相變壓器連接組別判別方法：,（1）高、低壓側(cè)電動(dòng)勢相序必須一致； （2）電動(dòng)勢相量圖形與繞組連接方式相對應(yīng)： Y聯(lián)結(jié)繞組，相量圖呈Y形；D聯(lián)結(jié)繞組，相量圖呈D形。,（1）根據(jù)高壓側(cè)三相繞組連接方式（Y或D）畫出高壓側(cè)電動(dòng)勢相量圖，并使 指向“0點(diǎn)”,（2）根據(jù)低壓側(cè)三相繞組連接方式（y或d）及低壓側(cè)與高壓側(cè)相電動(dòng)勢相位關(guān)系（同向或反 向）畫出低壓側(cè)電動(dòng)勢的相量圖，并畫出 ，它指向的數(shù)字就是聯(lián)結(jié)組別號。,畫相量圖時(shí)注意兩點(diǎn)：,Y,y0 聯(lián)結(jié)組,Y,y6 聯(lián)結(jié)組,Y,y0 含義： 高、低壓繞組均為星形連接， 高、低壓側(cè)對應(yīng)線電動(dòng)勢同相位。,Y,y6 含義： 高、低壓繞組均為星形連接， 高、低壓側(cè)對

4、應(yīng)線電動(dòng)勢反相位。,低壓繞組三相標(biāo)志依次后移， 可得到Y(jié),y4、Y,y8聯(lián)結(jié)組別。,低壓繞組三相標(biāo)志依次后移， 可得到Y(jié),y10、Y,y2聯(lián)結(jié)組別。,Y,d11聯(lián)結(jié)組,Y,d1聯(lián)結(jié)組,Y,d11 含義： 高壓繞組為Y接，低壓繞組為d接， 低壓線電動(dòng)勢超前高壓線電動(dòng)勢30o。,低壓繞組三相標(biāo)志依次后移， 可得到Y(jié),d3、Y,d7聯(lián)結(jié)組別。,Y,d1 含義： 高壓繞組為Y接，低壓繞組為d接， 低壓線電動(dòng)勢滯后高壓線電動(dòng)勢30o。,低壓繞組三相標(biāo)志依次后移， 可得到Y(jié),d5、Y,d9聯(lián)結(jié)組別。,總之: 對于Y,y（或D,d）連接，可得到0、2、4、6、8、10等六個(gè)偶數(shù)組別； 對于Y,d（或D,y）

5、連接，可得到1、3、5、7、9、11等六個(gè)奇數(shù)組別。,標(biāo)準(zhǔn)連接組別有5種：,Y,yn0： 二次帶中線構(gòu)成三相四線制，作400V配電變壓器供三相動(dòng)力和單相照明負(fù)載。 Y,d11： 用于低壓側(cè)電壓超過400V，高壓側(cè)電壓在35kV以下的變壓器中。 YN,d11：用在高壓輸電線路中，高壓側(cè)可以接地，電壓一般在35110kV及以上。 YN,y0： 用在高壓側(cè)中性點(diǎn)需要接地的場合。 Y,y0： 用在只供三相負(fù)載的場合。,其中，前三種最為常用。,3.2 三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu),一、三相組式變壓器的磁路特點(diǎn),（1）三相磁路彼此獨(dú)立，互不關(guān)聯(lián)，即各相主磁通都有自己獨(dú)立的磁路；,（3）外加三相對稱電壓時(shí)，三相主磁

6、通對稱，三相空載電流也對稱。,（2）三相磁路幾何尺寸完全相同，即各相磁路的磁阻相等；,三相組式變壓器： 由三臺相同的單相變壓器組合而成。,磁路特點(diǎn)：,三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu)：組式、心式。,二、三相心式變壓器的磁路特點(diǎn),三相心式變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)是從三相組式變壓器鐵心演變而來的。,（2）各相磁路長度不等。中間相磁路長度略小于其它兩相磁路長度，中間相磁阻 略小于其它兩相的磁阻；,（1）各相磁路不獨(dú)立，每相磁通都要借助其它兩相磁路而閉合；,磁路特點(diǎn)：,（3）外加三相對稱電壓時(shí)，三相主磁通對稱，三相空載電流近似對稱。,3.3 聯(lián)結(jié)組別和磁路結(jié)構(gòu)對相電動(dòng)勢波形影響,一、勵(lì)磁電流與主磁通的波形關(guān)系,尖頂波電流

7、分解成基波和三次諧波,平頂波磁通分解成基波和三次諧波,根據(jù)數(shù)學(xué)中的級數(shù)理論，尖頂波和平頂波都可分解成基波和一系列奇次諧波。,忽略幅值很小的五次及以上諧波情況下,2.非正弦波的分解,在三相系統(tǒng)中，三相三次諧波分量大小相等、相位相同。例如,3. 三次諧波的特點(diǎn),4. 三次諧波的流通情況,在單相變壓器中：,在三相變壓器中：,能否流通，取決于三相繞組的連接方式。,一樣可流過單相繞組，故單相變壓器的空載電流為尖頂波。,能否流通取決于三相鐵心結(jié)構(gòu)。,能通過中線流通,能在三角形內(nèi)部流通,流通情況,流通情況,二、聯(lián)結(jié)組別和磁路結(jié)構(gòu)對相電動(dòng)勢波形的影響,1YN,y 聯(lián)結(jié)時(shí)的電動(dòng)勢波形,一次側(cè)有中線，i03能流通

8、，i0為尖頂波，為正弦波，e 也為正弦波。,2Y,y 聯(lián)結(jié)時(shí)的電動(dòng)勢波形,一次側(cè)無中線，i03不能流通，i0為 正弦波，為平頂波，= 1+3,但3能否流通取決于鐵心結(jié)構(gòu)：,（1）對于組式變壓器：,3能在鐵心中流通，= 1+3,E3可達(dá)50%E1，使e最大值升高很多，可能擊穿繞 組絕緣，因此，三相組式變壓器不采用Y,y聯(lián)結(jié)。,3只能通過磁阻很大的漏磁路閉合，3很小，基本為正弦波，e 基本為正弦波。,（2）對于心式變壓器：,但3通過油箱壁時(shí)將產(chǎn)生渦流損耗，造成局部過熱，降低變壓器的效率。 因此，只有小容量（1800kVA以下）三相心式變壓器才可以采用Y,y聯(lián)結(jié)。,一次D聯(lián)結(jié)，i03能在三角形內(nèi)部流

9、通，故i0為尖頂波，為正弦波，e 為正弦波。,3D,y 聯(lián)結(jié)時(shí)的電動(dòng)勢波形,4Y,d 聯(lián)結(jié)時(shí)的電動(dòng)勢波形,一次Y接無中線，i03=0，i0為正弦波，=1+3為平頂波； 其中3在二次繞組中產(chǎn)生e23，并在d接繞組內(nèi)產(chǎn)生i23； i23建立的磁通23將大大削弱3的作用， 因此合成磁通和電動(dòng)勢均接近正弦波。,i23 對3去磁作用,從磁動(dòng)勢平衡關(guān)系來看: 由于一次側(cè)沒有i03與二次側(cè)i23相平衡，因此二次側(cè)i23起勵(lì)磁電流作用，此時(shí)變壓器的主磁通由一次側(cè)i01與二次側(cè)i03共同建立，其效果與一次側(cè)單方面提供尖頂波勵(lì)磁電流的效果是相同的。,二次y接帶中線，負(fù)載時(shí)為 i23 提供通路，與Y,d聯(lián)結(jié)類似，可以改善 電動(dòng)勢波形。但由于負(fù)載阻抗較大， i23很小，因此電動(dòng)勢波形改善不多。 這種聯(lián)結(jié)與Y,y聯(lián)結(jié)一樣，只適用于容量較小的三相心式變壓器， 組式變壓器不能采用。,5Y,yn 聯(lián)結(jié)時(shí)的電動(dòng)勢波形,結(jié)論,（1）因磁飽和：為正弦波時(shí)，i0為尖頂波；若i0為正弦波，則為平頂波。 尖頂波電流或平頂波磁通可以看成是由基波和三次諧波組成。,（2）為了使相電動(dòng)勢為正弦波，主磁通應(yīng)為正弦波，這就要求勵(lì)磁電流為尖 頂波，即要求變壓器能為三次諧波電流提供通路。,（5）無論相電動(dòng)勢中有無三次諧波分量，線電動(dòng)勢中都沒有三次諧波分量。 帶中線的星形