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文檔簡介
1、1,第一節(jié) 變壓器的工作原理、分類及結(jié)構(gòu),2,變壓器是一種靜止電器,它通過線圈間的電磁感應(yīng),將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。確切地說,它具有變壓、變流、變換阻抗和隔離電路的作用。,例如,在電力系統(tǒng)中用電力變壓器把發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電,到達(dá)目的地以后再用變壓器把電壓降低供用戶使用;,在實(shí)驗室用自耦變壓器改變電源電壓;,在測量上利用儀用變壓器擴(kuò)大對交流電壓、電流的測量范圍;,在電子設(shè)備和儀器中用小功率電源變壓器提供多種電壓,用耦合變壓器傳遞信號并隔離電路上的聯(lián)系等等。,變壓器雖然大小懸殊,用途各異,但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相同的。,3,第一節(jié) 變壓器
2、的工作原理、分類及和結(jié)構(gòu),第二節(jié) 變壓器的空載運(yùn)行,第三節(jié) 變壓器的負(fù)載運(yùn)行,第四節(jié) 變壓器的等效電路及相量圖,第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定和標(biāo)么值,第六節(jié) 變壓器的運(yùn)行特性,第七節(jié) 三相變壓器,第八節(jié) 其它用途的變壓器,變壓器是一種靜止電器,它通過線圈間的電磁感應(yīng),將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能.,第三章 變壓器,4,一、變壓器的基本結(jié)構(gòu),鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分組成。變壓器的主磁路,為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損,用厚為0.35-0.5mm、表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊成。,變壓器的基本結(jié)構(gòu)分為四個部分:鐵心變壓器的磁路;繞組變壓器的電路;絕緣結(jié)構(gòu);油箱等其它
3、部分。,(一)鐵心,變壓器的鐵心中,每片硅鋼片為拼接片。在疊片時,采用疊接式,即將上下兩層疊片的接縫錯開,可縮小接縫間隙,以減小勵磁電流。如下圖所示。,鐵軛,鐵心柱,5,6,鐵心柱的截面在小型變壓器中采用方形。在容量較大的變壓器中,采用階梯形截面,如圖3-6所示。,繞組是變壓器的電路,一般用絕緣銅線或鋁線(扁線或圓線)繞制而成。,(二)繞組,鐵軛的截面有矩形及階梯形的,如圖3-7所示,其截面一般比鐵心柱截面大(510)%,以減小空載電流和空載損耗。,疊裝好的鐵心其鐵軛用槽鋼(或焊接夾件)及螺桿固定。鐵心柱則用環(huán)氧無緯玻璃絲粘帶綁扎。,當(dāng)采用冷軋硅鋼片時,應(yīng)用斜切鋼片的疊裝方法,可提高導(dǎo)磁系數(shù),
4、降低損耗,如圖3-5所示。,7,一次側(cè)接電源,二次側(cè)接負(fù)載,如下圖所示有兩組:一個繞組與電源相連,稱為一次繞組(或原繞組),這一側(cè)稱為一次側(cè)(或原邊);另一個繞組與負(fù)載相連,稱為二次繞組(或副繞組),這一側(cè)稱為二次側(cè)(或副邊)。,8,同心式繞組,交迭式繞組,對于三相變壓器,根據(jù)兩組繞組的相對位置,繞組可分為同心式和交疊式兩種,如以下兩圖所示。,9,根據(jù)繞組和鐵心的相對位置,變壓器有殼式結(jié)構(gòu)和心式結(jié)構(gòu)兩種,如以下兩圖所示。,(三)其它結(jié)構(gòu)部件,如下圖所示,油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)中還包括油箱、絕緣套管、儲油柜、安全氣道等。,10,11,二、變壓器的分類,按用途分:電力變壓器和特種變壓器。,按繞組數(shù)
5、目分:單繞組(自耦)變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。,按相數(shù)分:單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。,按鐵心結(jié)構(gòu)分:心式變壓器和殼式變壓器。,按調(diào)壓方式分:無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。,按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分:干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。,我國變壓器的主要系列:SJL1(三相油浸鋁線電力變壓器)、SEL1(三相強(qiáng)油風(fēng)冷鋁線電力變壓器)、SFPSL1(三相強(qiáng)油風(fēng)冷三線圈鋁線電力變壓器)、SWPO(三相強(qiáng)油水冷自耦電力變壓器)等。,按容量分:小型、中型、大型和特大型變壓器。,12,連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器,13,三相干式變壓器,接觸調(diào)壓器,14,電源變壓器,
6、環(huán)形變壓器,控制變壓器,15,三、變壓器的工作原理,變壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓,產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通,在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢e1、e2。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可寫出電動勢的瞬時方程式:,只要:(1)磁通有變化量;(2)一、二次繞組的匝數(shù)不同,就能達(dá)到改變電壓的目的。,16,四、變壓器的額定值,單位:VA、KVA、MVA,其實(shí)際輸出功率取決于負(fù)載的大小和性質(zhì),即P=Scos。,U1N是指根據(jù)絕緣強(qiáng)度和允許發(fā)熱所規(guī)定的應(yīng)加在一次繞組上的正常電壓有效值。,U2N是指一次側(cè)加額定電壓時二次側(cè)的開路電壓。,在三相變壓器中額定
7、電壓為線電壓。,單位:A,17,此外,額定值還有效率、溫升等。除額定值外,銘牌上還標(biāo)有變壓器的相數(shù)、聯(lián)結(jié)組和接線圖、短路電壓(或短路阻抗)的標(biāo)么值、變壓器的運(yùn)行方式及冷卻方式等。,額定頻率fN,指電源頻率,我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz。,為考慮運(yùn)輸,有時銘牌上還標(biāo)有變壓器的總重、油重、器身重量和外形尺寸等附屬數(shù)據(jù)。,18,第二節(jié) 變壓器的空載運(yùn)行,19,一、空載運(yùn)行時的物理情況,變壓器的空載運(yùn)行是指變壓器一次繞組接在額定電壓的交流電源上,而二次繞組開路時的工作情況。,u1,i0,主磁通,當(dāng)變壓器的一次繞組加上交流電壓u1時,一次繞組內(nèi)便有一個交變電流i0(即空載電流)流過,并建立交變磁場。,N1
8、,N2,1漏磁通,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,分別在一、二次繞組產(chǎn)生電動勢e1、e1和e2。,e1,e1,e2,u02,i2=0,u02,20,根據(jù)基爾霍夫電壓定律,按上圖所示電壓、電流和電動勢的正方向,可寫出一、二次繞組的電動勢方程式為:,u1=i0R1-e1-e1i0R1+N1d/dt,u02=e2=N2d/dt,在一般變壓器中,電阻壓降i0R1很小,僅占一次繞組電壓的0.1%以下,故可近似認(rèn)為u1e1。,設(shè),則,有效值,同理,e2=2fN2msin(t-90)=E2msin(t-90),有效值 E2=4.44fN2m,相量表達(dá)式,21,因此,可得出:E1/E2=N1/N2U1/U2=k,定義,式中
9、k為變壓器的電壓比,即變比。,根據(jù)主電動勢e1的分析方法,同樣有,漏電動勢也可以用漏抗壓降來表示,即,由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑,磁路不飽和,故磁阻很大且為常數(shù),所以漏電抗 很小且為常數(shù),它不隨電源電壓負(fù)載情況而變.,K1變壓器為降壓變壓器;K1變壓器為升壓變壓器。,22,(1)一次側(cè)電動勢平衡方程,變壓器空載運(yùn)行時電動勢平衡方程:,忽略很小的漏阻抗壓降,并寫成有效值形式,有,則,重要公式,可見,影響主磁通大小的因素有電源電壓和頻率,以及一次線圈的匝數(shù)。,(2)二次側(cè)電動勢平衡方程,23,二、空載電流和空載損耗,1. 作用與組成,(一)空載電流,空載電流i0包含兩個分量:,2、性質(zhì)和大小,性
10、質(zhì):由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量,所以空載電流主要是感性無功性質(zhì)也稱勵磁電流。,另一個是鐵損耗分量iFe,稱為鐵耗電流,主要作用是供鐵損耗(磁滯損耗和渦流損耗),超前于主磁通90度,即與E1反相。,一個是勵磁分量(無功分量) i,稱為磁化電流,作用是建立磁場,與主磁通同相;,大小:與電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān),用空載電流百分?jǐn)?shù)I0%來表示:,24,與兩個分量的相量關(guān)系:I0=I+IFE 通常IFE10%I0,故I0I,3、空載電流波形,由于磁路飽和,空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通呈非線性關(guān)系。,因此,當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時,空載電流呈尖頂波形。,實(shí)際空載電流為非正弦
11、波,但為了分析、計算和測量的方便,在相量圖和計算式中常用正弦的電流代替實(shí)際的空載電流。,25,(二)空載損耗,空載損耗約占額定容量的0.2%1%,而且隨變壓器容量的增大而下降。為減少空載損耗,改進(jìn)設(shè)計結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu)質(zhì)鐵磁材料:優(yōu)質(zhì)硅鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。,變壓器空載運(yùn)行時,一次繞組從電源中吸取了少量的電功率P0,主要用來補(bǔ)償鐵心中的鐵耗以及少量的繞組銅耗,可認(rèn)為P0 pFe。,26,三、空載時的相量圖和等效電路,1、相量圖,(1)以 為參考相量,(2) 與 同相, 超前 ,,可作出變壓器空載時的相量圖:,根據(jù)一次側(cè)電動勢平衡方程:,二次側(cè)電動勢平衡方程:,(3) 滯后 , ;
12、,(4),(5),27,2、等效電路,其中一個是沒有鐵心的線圈,其阻抗為Z =R1+jX ; 另一個是帶有鐵心的線圈,其阻抗為Zm=Rm+jXm,28,即,一次側(cè)的電動勢平衡方程為,由于 ,所以有時忽略漏阻抗,空載等效電路只是一個 元件的電路。在 一定的情況下, 大小取決于 的大小。從運(yùn)行角度講,希望 越小越好,所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料,增大 ,減小 ,提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)。,29,空載運(yùn)行小結(jié),(1)感應(yīng)電動勢E的大小與電源頻率f、繞組匝數(shù)N及鐵心中主磁通的最大值m 成正比,在相位上滯后產(chǎn)生它的主磁通90度。而主磁通的大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定,與磁路所用材料的性質(zhì)及幾何
13、尺寸基本無關(guān)。,(3)空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)。鐵心的飽和程度越高,則磁導(dǎo)率越低,勵磁電抗越小,空載電流越大。因此要合理選擇鐵心截面,使磁通密度Bm為最大。,(4)鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好,則勵磁電抗越大,空載電流越小。因此變壓器的鐵心均用高導(dǎo)磁的材料硅鋼片疊成。,(2)電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動勢與產(chǎn)生該磁通的電流的比值,線性磁路中,電抗為常數(shù),非線性電路中,電抗的大小隨磁路的飽和而減小。,(5)氣隙對空載電流影響很大,氣隙越大,空載電流越大。因此要嚴(yán)格控制鐵心疊片接縫之間的氣隙。,30,第三節(jié) 變壓器的負(fù)載運(yùn)行,31,一、負(fù)載運(yùn)行時的物理情況,變壓器一次側(cè)接在額定頻
14、率、額定電壓的交流電源上,二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài),稱為負(fù)載運(yùn)行。,32,用圖示負(fù)載運(yùn)行時的電磁過程,二、負(fù)載運(yùn)行時的基本方程式,(一)磁動勢平衡方程式,33,或,用電流形式表示,電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來,二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少.,負(fù)載運(yùn)行時,忽略空載電流有:,表明,一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比??梢姡褦?shù)不同,不僅能改變電壓,同時也能改變電流。,34,(二)電動勢平衡方程式,根據(jù)基爾霍夫定律可得:,或,綜上所述,變壓器負(fù)載運(yùn)行方程式總結(jié)為:,35,第四節(jié) 變壓器的等效電路及相量圖,36,一、繞組折算,由于變壓器一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)為,繞組的感應(yīng)電動勢12,這就給分析
15、變壓器的工作特性和繪制相量圖增加了困難。為了克服這個困難,常用一假想的繞組來代替其中一個繞組,使之成為變比k=的變壓器,這樣就可以把一、二次側(cè)繞組聯(lián)成一個等效電路,從而大大簡化變壓器的分析計算。這種方法稱為繞組折算。折算后的量在原來的符號上加一個上標(biāo)號“”以示區(qū)別。折算只是人為地處理問題的方法,它不會改變變壓器運(yùn)行時的電磁本質(zhì)。,需要注意的一點(diǎn)是:習(xí)慣上,我們都是將變壓器二次側(cè)數(shù)據(jù)折算到一次測。,(一)二次側(cè)電動勢和電壓的折算值,由于折算后的二次繞組和一次繞組有相同的匝數(shù),根據(jù)電動勢與匝數(shù)成正比的關(guān)系可得:,37,(二)二次側(cè)電流的折算值,根據(jù)折算前后一二次繞組磁動勢不變的原則,可得:,(三)
16、二次側(cè)阻抗的折算值,根據(jù)折算前后二次繞組的銅損耗不變的原則,可得:,38,負(fù)載阻抗的折算值:,39,二、等效電路,根據(jù)折算后的方程,可以作出變壓器的等效電路。,T型等效電路:,近似等效電路,40,簡化等效電路:,由簡化等效電路可知,短路阻抗起限制短路電流的作用,由于短路阻抗值很小,所以變壓器的短路電流值較大,一般可達(dá)額定電流的1020倍。,41,三、變壓器負(fù)載時的相量圖,作相量圖的步驟對應(yīng)T型等效電路, 假定變壓器帶感性負(fù)載。,42,作相量圖的步驟(假定帶感性負(fù)載)對應(yīng)簡化等效電路,由等效電路可知,根據(jù)方程可作出簡化相量圖,43,第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定和標(biāo)么值,44,一、空載試驗,(一)目的
17、:通過測量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵磁阻抗。,(二)接線圖:,(三)要求及分析:,1)為了便于測量和安全,通常在低壓側(cè)加電壓,高壓側(cè)開路;,4)求出參數(shù),45,5)空載電流和空載功率必須是額定電壓時的值,并以此求取勵磁參數(shù);,6)若要得到高壓側(cè)參數(shù),須折算;,7)對三相變壓器,各公式中的電壓、電流和功率均為相值。,二、短路試驗,(一)目的:通過測量短路電流、短路電壓及短路功率來計算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。,(二)接線圖:,(三)要求及分析:,1)高壓側(cè)加電壓,低壓側(cè)短路;,3)同時記錄實(shí)驗室的室溫;,46,4)由于外加電壓很小,主磁通很
18、少,鐵損耗很少,忽略鐵損,認(rèn)為:,5)參數(shù)計算,數(shù)據(jù)結(jié)果:在短路情況下, 短路阻抗: 短路電阻: 短路電抗:,47,6)溫度折算:電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時的數(shù)值。,Rk75 =Rk (對銅線而言),Rk75 = Rk (對鋁線而言),Zk75 =,短路損耗和短路電壓也應(yīng)換算到75的值 PkN = I2N1 Rk75 UkN = IN1 Zk75,注意:另外由于實(shí)驗是在高壓側(cè)進(jìn)行的,故得到的實(shí)驗參數(shù)是高壓側(cè)的數(shù)據(jù),不用再向高壓測折算。,48,7)對三相變壓器,各公式中的電壓、電流和功率均為相值;,三、標(biāo)么值,在工程計算中,各物理量往往不用實(shí)際值表示,而采用相應(yīng)的標(biāo)幺值來進(jìn)行表示,通常取各量的額
19、定值作為基值,利用公式:標(biāo)么值=實(shí)際值/基值計算,各物理量的標(biāo)幺值都用在其右上角加“*”表示。,例如:,標(biāo)幺值經(jīng)常作為重要參數(shù)標(biāo)注在變壓器的銘牌上。,49,采用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn): 1.采用標(biāo)么值可以簡化各量的數(shù)值,并能直觀地看出變壓器的運(yùn)行情況。用標(biāo)么值表示,電力變壓器的參數(shù)和性能指標(biāo)總在一定的范圍之內(nèi),便于分析比較。 2.采用標(biāo)么值表示時,高、低壓側(cè)的阻抗標(biāo)么值都是相等的,不需要折算 ,例如: 。,標(biāo)么值沒有單位,物理意義不明確。,缺點(diǎn):,50,第六節(jié) 變壓器的運(yùn)行特性,51,一、變壓器的電壓調(diào)整率和外特性,1)電壓調(diào)整率 是指當(dāng)一次側(cè)接在額定電壓的電網(wǎng)上,負(fù)載的功率因數(shù)為常數(shù)時,空載與負(fù)載時二
20、次側(cè)端電壓變化的相對值,用U*表示。,即:,電壓調(diào)整率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。,由表達(dá)式可知,電壓調(diào)整率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。,用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式:,52,2)變壓器的外特性,變壓器在負(fù)載運(yùn)行中,隨著負(fù)載的增加,負(fù)載電流隨之增加,一、二次繞組上的電阻壓降及漏磁電動勢都隨之增加,二次繞組的端電壓U2將會降低。,53,3)電壓調(diào)整,為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi),通常在變壓器的高壓側(cè)設(shè)置抽頭,并裝設(shè)分接開關(guān),調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù),來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。,中、小型電力變壓器一般有三個分接頭,記作UN 5%
21、。大型電力變壓器采用五個或多個分接頭,例UN 2x2.5%或UN 8x1.5%。,分接開關(guān)有兩種形式:一種只能在斷電情況下進(jìn)行調(diào)節(jié),稱為無載分接開關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為無勵磁調(diào)壓;另一種可以在帶負(fù)荷的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié),稱為有載分接開關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。,54,二、變壓器的損耗與效率,1)變壓器的損耗,變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。,鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?;捐F損耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。,鐵損耗與外加電壓大小有關(guān),而與負(fù)載大小基本無關(guān),故也稱為不變損耗。,銅損耗分基本銅損耗和附加銅損
22、耗?;俱~損耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗;附加損耗包括因集膚效應(yīng)引起的損耗以及漏磁場在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。,銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比,故也稱為可變損耗。,55,2)變壓器的效率,效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。,效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞,是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。,根據(jù)上式,可通過空載試驗和短路試驗,求出變壓器的鐵心損耗和銅損,然后計算效率。,56,對上式采用以下幾個假設(shè): 1)以額定電壓下的空載損耗p0作為鐵心損耗pFe,并認(rèn)為鐵耗不隨負(fù)載發(fā)生變化。,2) 以額定電流時的短路損耗PKN作為銅損耗PCu,并認(rèn)為銅耗與負(fù)載電流的平方成正
23、比。,3)由于變壓器的電壓調(diào)整率很小,負(fù)載時U2的變化可以不考慮。,因此:,功率公式可以寫成:,變壓器效率與負(fù)載的大小及功率因數(shù)有關(guān)。,57,效率特性:在功率因數(shù)一定時,變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系=f(I2),稱為變壓器的效率特性。,特性分析: 1.空載時輸出功率為零,所以=0。 2.負(fù)載較小時,損耗相對較大,功率較低。 3.負(fù)載增加,效率亦隨之增加。超過某一負(fù)載時,因銅耗與負(fù)載電流的平方成正比增大,效率反而降低,最大效率不一定出現(xiàn)在額定負(fù)載處,最高效率max出現(xiàn)在變壓器的不變損耗等于可變損耗時,即: I2*=,為了提高變壓器的運(yùn)行效益,設(shè)計時應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。,58,第七節(jié) 三相
24、變壓器,59,一、三相變壓器的磁路系統(tǒng),(一)三相變壓器組,特點(diǎn)是:三相磁路彼此無關(guān)。,(二)三相心式變壓器,特點(diǎn)是:三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。,60,二、三相變壓器的電路系統(tǒng)聯(lián)結(jié)組,(一)變壓器的端頭標(biāo)號,61,(二)單相變壓器的極性,一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時,一、二次繞組的電動勢同相位。,一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時,一、二次繞組的電動勢反相位。,62,(三)三相變壓器的連接組別,1、聯(lián)結(jié)組的定義,定義:按一、二次側(cè)線電勢的相位關(guān)系,把變壓器繞組的連接分成各種不同的組合,稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。,2、聯(lián)結(jié)組的表達(dá)形式,在三相變壓器中,對于一次繞組或二次繞組,主要采用星型和三角形兩種聯(lián)結(jié)形式。我
25、國生產(chǎn)的三相電力變壓器常用Y,yn、Y,d、YN,d等三種聯(lián)結(jié)。,3、聯(lián)結(jié)組別號的判定方法,(1)時鐘表示法,63,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,將一次側(cè)線電勢的向量作為時鐘的分針,始終指向12(0)點(diǎn);二次側(cè)線電勢的向量作為時鐘的時針,它所指的鐘點(diǎn)即為變壓器的聯(lián)結(jié)組別號。,鐘表上時間的確定是由分針和時針在順時針方向的夾角確定的。,64,(2)判定的步驟,繞組的連接形式,U,V,W,U,V,W,各相繞組末端連接在一起,首端引出為星型連接。,各相繞組首、末端依次連接在一起形成回路,首端引出為星型連接。,65,相序的判定,對于星型連接U、V、W為順向序,做向量圖是按照順時針
26、方向畫圖。,U,V,W,66,對于星型連接,逆相序時,做向量圖依然按照順時針方向畫圖。,V,W,U,67,對于三角型連接U、V、W為順向序,做向量圖是按照順時針方向畫圖。,W,U,V,W,68,對于三角型連接為逆向序時,做向量圖是按照逆時針方向畫圖。,W,U,V,W,U,V,69,同名端的判斷,同名端是指一、二次側(cè)繞組相電動勢間的極性關(guān)系,用“.”標(biāo)記。極性相同時為同名端,對應(yīng)相電勢同向。,反之為非同名端,對應(yīng)相電勢反向。,U,u,70,作向量圖判定組別號,U,V,W,u,v,w,組別號為:Y,y0,71,U,V,W,u,v,w,組別號為:Y,y6,180,72,U,V,W,u,v,w,組別號
27、為:Y,d1,30,73,U,V,W,u,v,w,330,組別號為:Y,d11,74,U V W,U,V,W,v,u,w,180,組別號為:D,d6,75,思考題,有一三相變壓器,其一、二次繞組的同名端及端點(diǎn)標(biāo)記如圖所示,試把該變壓器連成Y,d7。,U,V,W,u,v,210,76,U,V,W,u,v,210,w,v,u,w,Y,d7,77,有一三相變壓器,其一、二次繞組的同名端及端點(diǎn)標(biāo)記如圖所示,試把該變壓器連成D,d4。,78,(四)聯(lián)結(jié)組別號的特點(diǎn)及應(yīng)用,1、特點(diǎn):,當(dāng)變壓器一、二次側(cè)繞組連接形式都為星型時,可得0、2、4、6、8、10、六個偶數(shù)組號。,當(dāng)變壓器一次側(cè)繞組連接形式為星型,
28、二次繞組連接形式為三角型時,可得1、3、5、7、9、11六個奇數(shù)組號。,2、應(yīng)用:,為了制造和并聯(lián)運(yùn)行時的方便,我國規(guī)定Y,yn0;Y,d11;YN,d11;YN,y0;Y,y0等五種作為三相電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組。,79,三、三相變壓器的聯(lián)結(jié)法和磁路系統(tǒng)對電動勢波形的影響,i0中有無i03 ,看電路連接中有無i03通路,Y連接中,無i03通路,i0為正弦波;YN或D連接,i03可以在繞組中流過,i0為尖頂波。,單相變壓器,當(dāng)磁路飽和時,u1為正弦波,和e1也是正弦波,而i0為尖頂波分解為基波i01和三次諧波i03(忽略其它高效次諧波)。,對三相變壓器,由于繞組的連接方式不同,i0 中可能i0
29、3 ,使和e1為非正弦波同樣可分解為基波和三次諧波(忽略其它高效次諧波) 。,中有無3 ,看磁路結(jié)構(gòu),三相組式變壓器, 3可以在鐵心中流過, 為平頂波;三相心式變壓器, 3不能在鐵心中流過,只能借助油和油箱壁等形成回路,磁路磁阻很大, 3很小, 基本為正弦波。,80,(一)Y,y聯(lián)結(jié)的三相變壓器的電動勢波形,一次側(cè)Y接線,i03=0,i0為正弦波,磁通應(yīng)為平頂波。,(2)對三相心式變壓器,3不能在鐵心中流過,只能借助油和油箱壁等形成回路,磁路磁阻很大, 3很小, 基本為正弦波,感應(yīng)電動勢 e 也基本為正弦波 。但通過油箱壁時將產(chǎn)生渦流損耗,造成局部過熱,降低變壓器的效率,因此,容量不大于160
30、0kVA的三相心式變壓器,才允許采用Y,d聯(lián)結(jié)。,1、對三相變壓器組,3可以在鐵心中存在,所以為平頂波,感應(yīng)電動勢e 為尖頂波,其中的三次諧波幅值可達(dá)基波幅值的45%60%,使相電動勢的最大值升高很多,可能擊穿繞組絕緣,因此,三相組式變壓器不采用Y,y連接。,81,一次繞組Y連接, i03=0, i0為正弦波,應(yīng)為平頂波,其中的3在二次繞組中感應(yīng)電動勢e23,并在D內(nèi)產(chǎn)生i23。i23建立的磁通23大大削弱3的作用,因此合成磁通和電動勢均接近正弦波。,(二)D,y連接的三相變壓器的電動勢波形,一次側(cè)D接線,i03可以流過,i0為尖頂波,磁通應(yīng)為正弦波,感應(yīng)電動勢 e 也為正弦波 。,(三)Y,
31、d連接的三相變壓器的電動勢波形,結(jié)論:,(1)變壓器一次側(cè)是YN連接時,電動勢波為正弦。,(2)變壓器有一側(cè)是D連接時,電動勢波為正弦。,(3)無論相電動勢是否為正弦波,但線電動勢一定是正弦波。,(4)若一定需要Y,y連接,則可以增加第三繞組,采用D接線。,82,四、變壓器的并聯(lián)運(yùn)行,并聯(lián)運(yùn)行的理想情況:,并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn):,并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上,共同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。,1、空載時各變壓器繞組之間無環(huán)流;,2、負(fù)載時,各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等;,3、負(fù)載后,各變壓器的負(fù)載電流與總的負(fù)載電流同相位。,1、提高供電的可靠性;,3、提高供電的經(jīng)濟(jì)性。,2、可以根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行變壓器的臺數(shù),以提高運(yùn)行效率。,83,為了達(dá)到上述理想運(yùn)行情況,并聯(lián)運(yùn)行的變壓器需滿足以下條件:,1、各臺變壓器一、二次側(cè)的額定電壓應(yīng)分別相等,并且各臺變壓器的變比應(yīng)相等;,2、各臺變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同;,3、各臺變壓器的短路阻抗(或短路電壓)的標(biāo)么值要相等。,其中,第
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