變壓器課件精華版【精制材料】

1、第一章 變壓器,3.1 變壓器的工作原理 3.2 變壓器的結構和銘牌數(shù)據(jù) 3.3 變壓器的空載運行 3.4 變壓器的負載運行 3.5 用實驗方法測定變壓器的參數(shù) 3.6 變壓器的運行特性 3.7 三相變壓器 3.8 三相變壓器的并聯(lián)運行 3.9 特種變壓器,1,實操應用,第三章 變壓器,變壓器是應用電磁感應原理工作的電磁設備，是一種靜止的電氣設備， 根據(jù)電磁感應原理，將一種形態(tài)（電壓、電流、相數(shù)）的交流電能， 轉換成另一種形態(tài)（同頻率）的交流電能。,電力變壓器用途： 經(jīng)濟的輸送電能：高壓輸電減少輸電線路上電能損耗； 合理的分配電能：按用戶區(qū)域電壓等級和負荷需求供電； 安全的使用電能：變壓器配備

2、多種保護措施。,2,實操應用,電力系統(tǒng)示意圖：,安裝容量約為發(fā)電機的裝機容量的57倍。,第三章 變壓器,3,實操應用,變壓器的分類, 電力變壓器,在電力系統(tǒng)中使用的用于升高電壓 或降低電壓的變壓器。, 特種變壓器,根據(jù)冶金、礦山、化工、交通等 部門的具體要求而設計制造的專 用變壓器。,按用途分：,儀用變壓器,電壓、電流互感器，旋轉變壓器。,按相數(shù)分：, 單相變壓器, 三相變壓器,4,實操應用,按繞組分：, 雙繞組變壓器, 三繞組變壓器, 多繞組變壓器,變壓器的分類,按冷卻條件分：,油浸式變壓器,變壓器的鐵心和繞組浸在變壓器油中。, 空冷式變壓器,鐵心和繞組通過空氣進行冷卻。,按鐵心結構分：,

3、心式變壓器, 殼式變壓器,5,實操應用,電源變壓器,電力變壓器,環(huán)形變壓器,接觸調(diào)壓器,控制變壓器,三相干式變壓器,變壓器,6,實操應用,公共鐵心：由高磁導率的 電工硅鋼片疊壓而成，加強 初、次級繞組間的電磁耦合,3.1 變壓器的工作原理,7,實操應用,只須改變N1，N2的值，便可達到變換電壓的目的。,實際情況:,兩個線圈沒有電的直接聯(lián)系， 只有磁的耦合。,3.1 變壓器的工作原理,8,實操應用,1銘牌 標額定值、運行條件、使用環(huán)境等。,5儲油柜（或油枕） 避免油與空氣直接接觸，減緩變壓器油受潮及老化速度，并使油有熱脹冷縮的空間。,7氣體繼電器（或瓦斯繼電器）在儲油柜和油箱的連接通道里，是變壓

4、器內(nèi)部故障的信號裝置。,3.2.1 變壓器的結構,9,實操應用,10分接開關 為穩(wěn)定副邊輸出電壓，改變高壓繞匝數(shù)從而改變變比。,11油箱 放置鐵心、繞組， 充滿變壓器油。變壓器油起絕緣 和冷卻作用（礦物油）。,3.2.1 變壓器的結構,10,實操應用,變壓器的主要結構：鐵心和繞組。 鐵心是變壓器的磁路部分； 繞組是變壓器的電路部分。,為了提高磁路的導磁性能和降低鐵心的渦流及磁滯損耗，鐵心通常用0.35mm0.5mm厚表面涂有絕緣漆的硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。,3.2.1 變壓器的結構鐵心,11,實操應用,單相殼式變壓器,鐵芯由鐵芯柱和鐵軛組成。,3.2.1 變壓器的結構鐵心,12,實操應用

5、,繞組是變壓器的電路部分，一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞線模上繞制而成。,3.2.1 變壓器的結構繞組,繞組包括高壓繞組和低壓繞組。 高、低壓繞組同心套裝在鐵芯柱上。 低壓繞組在里，高壓繞組在外。 三相變壓器的高、低壓繞組存在相間聯(lián)結問題。,13,實操應用,變壓器其它附件,14,實操應用,3.2.2 變壓器的銘牌數(shù)據(jù),型號表示一臺變壓器的結構、額定容量、電壓等級、 冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為：,如：SL-1000/10表明三相油浸自冷式雙繞組鋁線變壓器，額定容量1000kVA，高壓額定電壓10kV電力變壓器。,電力變壓器 產(chǎn)品型號 SL7315/10 產(chǎn)品編號 額定容量 315kVA 使用條

6、件 戶外式 額定電壓 10000/400V 冷卻條件 ONAN 額定電流 18.2/454.7A 短路電壓 4% 額定頻率 50 Hz 器身吊重 765kg 相 數(shù) 三相 油 重 380kg 聯(lián)接組別 Y yno 總 重 1525kg 制 造 廠 生產(chǎn)日期 電力變壓器銘牌示意圖,15,實操應用,額定容量SN：變壓器輸出的額定視在功率。 單位：VA或KVA,額定電壓U1N/U2N： U1N是變壓器原邊的額定電壓， U1N且空載時的副邊電壓= U2N。單位：V或KV,注意： 三相變壓器的額定電壓是指 線電壓。 不論是Y接還是接。,效率很高，初、次級繞組的容量設計相當。,3.2.2 變壓器的銘牌數(shù)據(jù)

7、,16,實操應用,額定電流I1N/I2N：根據(jù)額定容量和額定電壓計算 出來的線電流。單位：A,注意：單相變壓器與三相變壓器的計算公式有所不同。,三相變壓器,單相變壓器,單相： 三相：,3.2.2 變壓器的銘牌數(shù)據(jù),17,實操應用,額定頻率fN：原邊所接交流電源的頻率。單位：Hz 我國電網(wǎng)頻率規(guī)定為50Hz。,例 三相變壓器， SN=200kVA, U1N/U2N=10/0.4kV, 求： I1N/I2N,解：三相變壓器,3.2.2 變壓器的銘牌數(shù)據(jù),18,實操應用,3.3 單相變壓器的空載運行,變壓器空載運行：變壓器的原繞組加上額定電壓，副繞組開路（不接負載）。,電力系統(tǒng)三相電壓是對稱的； 頻

8、率相同； 大小相等； 相位互差120度； 只需分析一相即可，本章分析的變壓器運行的基本原理和運行性能等，均針對單相變壓器進行，所涉及的參數(shù)和物理量均指一相的值； 只分析穩(wěn)定運行狀態(tài)； 先分析空載從簡單開始；,19,實操應用,i2=0,磁通由i0建立。 漏磁通的磁路是線性的。 原邊漏磁通 1與原邊交鏈，感應電動勢為e1。 主磁通與原邊交鏈，感應電動勢為e1。 主磁通與副邊交鏈，感應電動勢為e2。 主磁通是傳遞能量的媒介。,3.3 單相變壓器的空載運行物理狀況,20,實操應用,沿鐵心閉合，與初、次 級交鏈，參與能量傳遞,沿非鐵磁材料的空氣和 T而閉合，僅與初級交 鏈，不參與能量傳遞， 只在初級繞組

9、中感應漏 電動勢，引起漏抗壓降,3.3 單相變壓器的空載運行物理狀況,21,實操應用,3.3.2 參考方向的規(guī)定,電壓的正方向是指電位降低的方向。,一次繞組接電源， 是接收電能， 電動機慣例。,22,實操應用,電動勢的正方向是指電位升高的方向。,電動勢E1的正方向：與電流I1的正方向相同 （由上指向下）。,3.3.2 參考方向的規(guī)定,23,實操應用,由電動勢E2的正方向確定，電壓U2的正方向應由下指向上（即由x指向a）。,3.3.2 參考方向的規(guī)定,二次繞組接負載， 是輸出電能， 發(fā)電機慣例。,24,實操應用,主磁通和漏磁通 1在繞組內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢：,e1：主磁通在原繞組內(nèi)感應電動勢的瞬時

10、值； e2：主磁通在副繞組內(nèi)感應電動勢的瞬時值； e1：漏磁通 1在原繞組內(nèi)感應電動勢的瞬時值。,主磁通按正弦規(guī)律，,m：主磁通的幅值；E1m：原繞組感應電動勢的幅值。,3.3.3 繞組的感應電動勢,25,實操應用,原邊電動勢幅值：,有效值：,相量表示：,當主磁通按正弦規(guī)律變化時，原繞組中感應電動勢也按正弦規(guī)律變化， 但相位比主磁通落后900。,3.3.3 繞組的感應電動勢,26,實操應用,副邊繞組鏈接同一磁鏈，副邊電動勢e2：,有效值：,相量表示：,3.3.3 繞組的感應電動勢,27,實操應用,變比K,忽略繞組電阻和漏磁通,相量圖,3.3.3 繞組的感應電動勢,28,實操應用,空載運行時，

11、原邊繞組中流過的電流i0， 稱為空載電流（勵磁電流）。,3.3.4 勵磁電流,空載電流i0,磁化電流i0r,鐵損電流i0a,產(chǎn)生磁通。,它與磁通同相位，是無功分量。,產(chǎn)生鐵心損耗。,它與磁通垂直，是有功分量。,在數(shù)值上，一般有i0r i0a 。,一般，,29,實操應用,相量圖,相量關系,有效值關系,3.3.4 勵磁電流,30,實操應用,變壓器的空載運行,3.3.5 電壓平衡方程式,31,實操應用,3.3.5 電壓平衡方程式,考慮漏磁通， 變壓器空載運行時相量形式表示的 電壓平衡方程式：,原邊漏電勢由原邊繞組鏈接漏磁鏈得到：,相量表示：,漏電勢分析,32,實操應用,漏磁通 1通過的磁路是線性的，

12、漏磁鏈 1與產(chǎn)生漏磁鏈的電流i0呈線性關系，漏電勢可表示為：,若勵磁電流i0按正弦規(guī)律變化， 即,（1）L1為原繞組的漏感系數(shù)；X1是原繞組的漏電抗。表征漏磁通對電流的電磁效應。兩者與匝數(shù)和幾何尺寸有關，均為常數(shù)。 （2）漏電感電動勢與電流同頻率，相位上落后I0 900。,結論：,（3）空載時，漏阻抗壓降小，,（4）主磁通大小， 取決于電網(wǎng)電壓、頻率和匝數(shù)。,3.3.5 電壓平衡方程式,33,實操應用,考慮漏磁通， 變壓器空載運行時相量形式表示的 電壓平衡方程式：,原邊漏阻抗,3.3.5 電壓平衡方程式,34,實操應用,3.3.6.1 空載運行時的相量圖,步驟：,相量圖,35,實操應用,根據(jù)相

13、量形式的電壓平衡式，,Rm：變壓器的勵磁電阻，反映鐵耗； Xm:變壓器的勵磁電抗，反映勵磁過程； XmRm Zm =Rm+ jXm ：變壓器的勵磁阻抗。,把 和 之間的關系直接用參數(shù)形式反映， 可把 寫成 流過一個阻抗引起的阻抗壓降。,3.3.6.2 空載運行時的等值電路,36,實操應用,等值電路綜合了空載時變壓器內(nèi)部的物理情況， 在等值電路中R1、X1是常量；Rm、Xm是變量， 它們隨鐵心磁路飽和程度的增加而減少。,一次側的電動勢平衡方程為,空載時等效電路為,3.3.6.2 空載運行時的等值電路,37,實操應用,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，

14、 大小取決于 的大小。從運行角度講，希望 越小越好，所以變壓器常采用高導磁材料，增大 ，減小 ，提高運行效率和功率因數(shù)。,R1、X1是常量；Rm、Xm是變量,3.3.6.2 空載運行時的等值電路,38,實操應用,小結,（1）一次側主電動勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡,若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定.,（2）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與磁路所用的材質(zhì)及幾何尺寸基本無關。,（3）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關，鐵心所用材料的導磁性能越好，空載電流越小。,（4）電抗是交變磁通所感應的電動勢與產(chǎn)生該磁通的電流的比值，線性磁路中，電抗為常數(shù)，

15、非線性電路中，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。,39,實操應用,綜合分析， 變壓器空載運行時的4個基本方程式,小結,P70例2.2題分析,40,實操應用,變壓器原邊接在電源上， 副邊接上負載的運行情況，稱為負載運行。,3.4 變壓器的負載運行,41,實操應用,磁動勢平衡方程,空載時,由一次磁動勢 產(chǎn)生主磁通 ,負載時,產(chǎn)生 的磁動勢為一、二次的合成磁動勢 。由于 的大小取決于 ，只要 保持不變，由空載到負載， 基本不變，因此有磁動勢平衡方程,或,用電流形式表示,表明:變壓器的負載電流分成兩個分量,一個是勵磁電流 ,用來產(chǎn)生主磁通,另一個是負載分量 ,用來抵消二次磁動勢的作用。電磁關系將一、二次聯(lián)

16、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.,3.4 變壓器的負載運行,42,實操應用,電動勢平衡式,除了主磁通在原、副邊繞組中感應電動勢E1和E2外， 原、副邊還有對應于漏磁通產(chǎn)生的漏電勢。,原邊：,副邊：,原邊漏阻抗,副邊漏阻抗,3.4 變壓器的負載運行,43,實操應用,綜合分析， 變壓器穩(wěn)態(tài)運行時的六個基本方程式,各電磁量之間同時滿足這六個方程,利用 ，k，Z1，Z2，Zm，ZL求解出 ， ， 。,3.4 變壓器的負載運行,44,實操應用,變壓器負載運行時的物理過程和方程式：,3.4 變壓器的負載運行,45,實操應用,當K較大時， 變壓器原、副邊電壓相差很大，為計算和作圖帶來

17、不便。,變壓器原邊和副邊沒有直接電路的聯(lián)系，只有磁路的聯(lián)系。副邊的負載通過磁勢影響原邊。 因此只有副邊的磁勢不變， 原邊的物理量沒有改變。 這為折算提供了依據(jù)。,這種保持磁勢不變而假想改變它的匝數(shù)與電流的方法，稱折合算法。,實際繞組的各個量，稱為實際值；假想繞組的各個量，稱為折算值； 保持副邊繞組的磁勢不變進行折算， 稱為副邊向原邊折算； 保持原邊繞組的磁勢不變進行折算， 稱為原邊向副邊折算。,3.4 變壓器的折算法,46,實操應用,3.4 變壓器的折算法,目的：用一個等效的電路代替實際的變壓器。,折算原則：1）保持二次側磁動勢不變；2）保持二次側各功率或損耗不變。,方法：（將二次側折算到一次

18、側),47,實操應用,1. 副邊電流的折算值,2. 副邊電動勢的折算值,折算前后主磁場、漏磁場不變。,同理，,即,3.4 變壓器的折算法,48,實操應用,3. 副邊電阻的折算值,3.4 變壓器的折算法,49,實操應用,4. 副邊電抗的折算值,3.4 變壓器的折算法,5. 副邊電壓的折算值,50,實操應用,折算法只是一種分析的方法。凡是單位為伏的物理量（電動勢、電壓）的折算值等于原來數(shù)值乘k；單位為歐的物理量（電阻、電抗、阻抗）的折算值等于原來數(shù)值乘k2；電流的折算值等于原來的數(shù)值乘以1/k。,(已沒有變比k),副邊繞組經(jīng)折算后，原來的基本方程成為：,3.4 變壓器的折算法,51,實操應用,單相

19、變壓器負載運行時的電磁關系用等值電路的形式表示，作為變壓器模擬仿真的電路模型。,T型等值電路,（1）電路中全部的量和參數(shù)都是每一相的值。原邊為實際值，副邊為折算值。 （2）等效的是穩(wěn)態(tài)對稱運行狀態(tài)。,3.4.4 變壓器負載時的等值電路,52,實操應用,近似的型等值電路,T型電路包含有串聯(lián)、并聯(lián)回路。復數(shù)運算復雜。,實際變壓器中， 很小。負載變化時 變化不大。因此假定I0Z1 不隨負載變化，則將T型等效電路中的激磁支路移出，并聯(lián)在電源端口，得到型等值電路。,3.4.4 變壓器負載時的等值電路,53,實操應用,負載運行時， I0在I1中所占的比例很小。在工程實際計算中，忽略I0，將激磁回路去掉，

20、得到更簡單的阻抗串聯(lián)電路。,Rk 為短路電阻； Xk 為短路電抗； Zk 為短路阻抗。,3.4.4 變壓器負載時的等值電路,54,實操應用,相量圖的畫法，視變壓器給定的和求解的具體條件。 給定量和求解量不同， 畫圖步驟也不一樣。,基本方程組可以用相量圖來表示。,變壓器接感性負載， 負載阻抗由電阻和電感組成。 為落后； 接容性負載， 負載阻抗由電阻和電容組成， 為超前。,3.4.5 變壓器負載時的相量圖,55,實操應用,步驟：,電感性負載相量圖,假定給定U2、I2、cos2及各個參數(shù),3.4.5 變壓器負載時的相量圖,56,實操應用,變壓器原邊電壓 U1 與電流I1 的夾角為1， 稱為變壓器負載

21、運行的功率因數(shù)角，cos 1 稱為變壓器的功率因數(shù)。,對于運行的變壓器，負載的性質(zhì)和大小直接影響了變壓器功率因數(shù)的性質(zhì)。,對應于簡化等效電路， 其相量圖為,3.4.5 變壓器負載時的相量圖,57,實操應用,單相變壓器基本方法總結,分析計算變壓器負載運行方法有基本公式、等值電路和相量圖。,基本方程式：是變壓器的電磁關系的數(shù)學表達式； 等值電路： 是基本方程式的模擬電路； 相量圖： 是基本方程的圖示表示；,三者是統(tǒng)一的， 一般定量計算用等效電路，討論各物理量之間的相位關系用相量圖。,58,實操應用,在工程計算中， 各物理量（電壓、電流、功率等）除采用實際值來表示和計算外， 有時用這些物理量與所選定

22、的同單位的基值之比，即所謂的標么值表示。用上標“*”表示。,3.4.6 變壓器的標么值,一、定義,標么值,就是指某一物理量的實際值與選定的同一單位的基準值的比值,即,59,實操應用,標么值的認識：,（1）標么值是兩個具有相同單位的物理量（實際值和選定的固定值）之比， 沒有量綱。,（2）選定基值時， 對于電路計算U、I、Z和S中， 兩個量的基值是任意選定， 其余兩個量的基值根據(jù)電路的基本定律計算。,（3）功率的基值是指視在功率的基值， 同時也是有功和無功功率的基值。 阻抗基值也是電阻和電抗的基值。,（4）計算單臺變壓器時， 通常以變壓器的額定值作為基值。,3.4.6 變壓器的標么值,60,實操應

23、用,3.4.6 變壓器的標么值,61,實操應用,3.4.6 變壓器的標么值,標 么 值,62,實操應用,2.采用標么值，原副邊不需要折算,3.4.6 變壓器的標么值,3.可通過標么值判斷運行情況。,63,實操應用,3.4.6 變壓器的標么值,4.采用標么值時， 某些物理具有相同的數(shù)值。,64,實操應用,3.4.6 變壓器的標么值,缺點,1. 標么值沒有單位，物理意義不明確。,2. 物理意義不同的量，標么值可能相等。,65,實操應用,基本方程式、等效電路和相量圖是分析T運行狀況 的三種方法。,通過三種方法求解T時，需知道,3.5 變壓器的參數(shù)測定,66,實操應用,3.5 變壓器的空載實驗,U10

24、,67,實操應用,與飽和度有關,3.5 變壓器的空載實驗,P1=P0=PFe,68,實操應用,3.5 變壓器的空載實驗,69,實操應用,3.5 變壓器的短路實驗,70,實操應用,1.5 變壓器的短路實驗,當IK=I1N時，計算短路阻抗,短路電阻應換算到基本工作溫度75度,PK=PCu,71,實操應用,變壓器的阻抗電壓（短路電壓）,短路試驗時， 繞組電流達到額定值時， 加于原繞組的電壓為UkI1NZk， 此電壓稱為變壓器的阻抗電壓或短路電壓。,阻抗電壓的大小用百分比來表示：,阻抗電壓的大小反映了變壓器在額定負載下運行時漏阻抗壓降的大小。 從運行觀點來看， 阻抗電壓小， 代表輸出電壓受負載變化的影

25、響小。 一般為410.5%。,72,實操應用,特別提出：,1、對三相變壓器，實驗測定的電壓、電流均為線值，功率為三相的值。要根據(jù)接線方式，將測出的電壓、電流換算為相值，將測得的功率除以3，取一相的功率值，再按上述公式計算三相變壓器的參數(shù)和變比。,3.5 變壓器的短路實驗,73,實操應用,變壓器的運行特性主要有外特性（副邊電壓變化率）和效率。,1.外特性 當原繞組外施電壓和負載功率因數(shù)不變時， 副邊端電壓隨負載電流變化的規(guī)律。 U2f（I2）,2. 效率特性 當原繞組外施電壓 和副繞組的負載功率因數(shù)不變時， 變壓器效率隨負載電流變化的規(guī)律。 f(I2).,3.6 變壓器的運行特性,74,實操應用

26、,3.6.1 外特性,變壓器的外特性是指原邊電壓=U1N和負載功率因數(shù)=常數(shù)時， 副邊端電壓隨負載電流變化而變化的曲線,75,實操應用,用標么值表示：,3.6.1 電壓變化率,定義：當原邊施加額定頻率的額定電壓時，副邊空載電壓與某一功率因素額定負載時的副邊電壓U2之差，對副邊額定電壓U2N的百分值。,注意： 的計算是代數(shù)運算，不是向量運算。,變壓器的電壓變化率反映了變壓器供電電壓的穩(wěn)定性。是變壓器的重要性能指標。,76,實操應用,負載時電壓變化率可用簡化的等效電路和相量圖來分析。,3.6.1 電壓變化率,77,實操應用,3.6.1 電壓變化率,=1額定負載,78,實操應用,容性負載,非額定負載

27、運行時,3.6.1 電壓變化率,79,實操應用,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設置抽頭,并裝設分接開關,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。,電壓調(diào)整,分接開關有兩種形式：一種只能在斷電情況下進行調(diào)節(jié)，稱為無載分接開關-這種調(diào)壓方式稱為無勵磁調(diào)壓；另一種可以在帶負荷的情況下進行調(diào)節(jié)，稱為有載分接開關-這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。,中、小型電力變壓器一般有三個分接頭，記作UN 5%。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%。,3.6.1 電壓變化率,80,實操應用,變壓器在能量傳遞過程中， 將產(chǎn)生銅耗和鐵耗，它們又各自包

28、含有基本損耗和附加損耗。,基本銅耗：原、副邊繞組中電流引起的直流電阻的損耗。,附加銅耗：導體在交變漏磁場作用下引起集膚效應，有效電阻增大而增加的銅耗。,基本鐵耗：鐵心中的磁滯和渦流損耗。,附加鐵耗：結構件中的渦流損耗,額定電壓下， 磁密基本不變，,1.損耗,3.6.1 效率及效率特性,81,實操應用,不變損耗,可變損耗,總損耗：,3.6.1 效率及效率特性,82,實操應用,效率大小反映變壓器運行的經(jīng)濟性能的好壞，是表征變壓器運行性能的重要指標之一。,效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。,3.6.1 效率及效率特性,結論適用單、三相變壓器,83,實操應用,變壓器效率的大小與負載的大小、功率

29、因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關。,效率特性：在功率因數(shù)一定時，變壓器的效率與負載電流之間的關系=f(),稱為變壓器的效率特性。,3.6.1 效率及效率特性,84,實操應用,即當銅損耗等于鐵損耗（可變損耗等于不變損耗）時,變壓器效率最大：,或,為了提高變壓器的運行效益，設計時應使變壓器的鐵損耗小些。,3.6.1 效率及效率特性,一般設計， 0.40.6范圍內(nèi)，效率大。,85,實操應用,變壓器可以實現(xiàn)：變電壓、變電流、變阻抗、變相位。 對變壓器相位的特別要求如： 可控整流電路的同步變壓器； 并聯(lián)運行的變壓器。 連接組別應在銘牌上標注。,3.7 三相變壓器,86,實操應用,三相變壓器對稱運行：三相變壓器同

30、一側各相電壓及各相電流均大小相等、相位互差120o，即：,3.7 三相變壓器,87,實操應用,所以，三相變壓器對稱運行時，只要把一相的情況討論清楚，其他兩相的情況也就清楚了，而每一相的情況就相當于一臺單相變壓器，可以按單相變壓器理論去討論。但是，三相變壓器畢竟不同于單相變壓器，與單相變壓器比有以下特點：,(1)存在不同于單相變壓器的磁路系統(tǒng)；,(2)存在相間繞組的連接關系問題；,(3)存在不同于單相變壓器的電流、電勢諧波問題。,3.7 三相變壓器,88,實操應用,三相變壓器按磁路結構來劃分，可分為：,組式變壓器,芯式變壓器,組式變壓器是由三臺完全相同的單相變壓器連接而成的。,可看到：三相磁路相

31、同，但互相獨立、互不關聯(lián)、互不影響。,3.7 三相變壓器,89,實操應用,演變過程如下：,原組式變壓器,芯式變壓器,演變結果：芯式變壓器三相磁路互為關聯(lián)、互為通路、互相影響。,3.7 三相變壓器,芯式變壓器是由組式變壓器演變而成的。,90,實操應用,為了正確聯(lián)接，必須將繞組的各個出線端給予標志：,3.7.1 變壓器的連接組別,91,實操應用,3.7.1 變壓器的連接組別,末端連在一起，首端引出，為星形連接“Y”， 中點引出Yo；,一相繞組末端與另一相繞組首端相連， 依次得到一閉合回路， 為三角形連接“”， 有順、逆之分。,92,實操應用,（1）高、低壓繞組中電動勢相位關系（單相繞組）,單相變壓

32、器中， 高壓繞組首端為“A”、末端為“X”；低壓繞組首端為“a”、末端為“x”。,原、副繞組被同一主磁通交鏈， 感應電動勢在任一瞬間原邊繞組一端點為高電位，副邊繞組也有一端點為高電位。 這兩個端點為“同名端”。,3.7.1 變壓器的連接組別,A與a同名端,A與a異名端,93,實操應用,對于任意標定的a、x， 感應電勢 和 的相位關系有兩種結果， 即 與 同相或反相。,時鐘表示法：標志變壓器高、低壓繞組的相位關系。,時鐘表示法：高壓繞組電勢 從A到X， 記為 , 作為時鐘的長針，指向12點；低壓繞組電勢 從a到x， 記為 ，作為時鐘的短針， 根據(jù)相位關系， 指向針面上哪個數(shù)字， 改數(shù)字為變壓器的

33、聯(lián)接組別的標號。,單相變壓器：I/I-12； I/I-6；,3.7.1 變壓器的連接組別,94,實操應用,I/I-12（標準),I/I-6,長針,短針,3.7.1 變壓器的連接組別,（A與a同名端）,（A與a異名端）,95,實操應用,三相變壓器的聯(lián)接組是用副邊線電動勢與原邊線電動勢的相位差來決定。 與原、邊三相繞組的聯(lián)接方法、繞組的繞向和繞組的首末端的標法有關; 確定三相變壓器的聯(lián)接組號需通過畫相量位形圖來判別。,3.7.1 變壓器的連接組別,96,實操應用,以Y/Y連接的三相變壓器為例說明聯(lián)接組的判別,（1）在接線圖上標出各相電動勢相量；,（2）畫出原繞組電動勢相量位形圖；,（3）根據(jù)同一鐵

34、心柱上原、副繞組感應電動勢的相位關系， 畫出副邊繞組電動勢位形圖。將“a”點與“A”點重合，使相位關系更直觀。,可以判斷得到， 該聯(lián)接組為Y/Y12 或 Y，y12,（4）比較原、副繞組線電動勢 與 的相位關系。 根據(jù)鐘點法確定聯(lián)接組別。,3.7.1 變壓器的連接組別,97,實操應用,Y/Y6 (Y,y6）,Y/Y4 （Y,y4）,同一鐵心柱上繞組的是cab,改變同名端,3.7.1 變壓器的連接組別,98,實操應用,Y/11 （Y,d11）,Y/1 (Y,d1）,3.7.1 變壓器的連接組別,99,實操應用,3.7.1 變壓器的連接組別,100,實操應用,3.7.1 變壓器的連接組別,101,

35、實操應用,可推知：,Y/Y-12(Y,y0)副邊繞組僅改變繞向或倒換標志時，聯(lián)接組別將為Y/Y-6(Y,y6)。,Y/Y-4(Y,y4)副繞僅改變繞向或倒換標志，聯(lián)接組別將變?yōu)閅/Y-10(Y,y10)； Y/Y-8(Y,y8)副繞僅改變繞向或倒換標志，聯(lián)接組別將變?yōu)閅/Y-2(Y,y2)。,Y/Y聯(lián)接只有2、4、6、8、10、12六種聯(lián)接組別。,3.7.1 變壓器的連接組別,102,實操應用,Y/-11（Y，d11）副方按順序依次移動一次標志，應為Y/-3（Y，d3），再按順序依次移動一次標志，應為Y/-7（Y，d7）； Y/-1（Y，d1）副方按順序依次移動一次標志，應為Y/-5（Y，d5

36、），再按順序依次移動一次標志，應為Y/-9（Y，d9）。,Y/-11（Y，d11）副繞僅倒換標志或改變繞向，聯(lián)接組別變?yōu)閅/-5（Y，d5）； Y/-1（Y，d1）副繞僅倒換標志或改變繞向，聯(lián)接組別變?yōu)閅/-7（Y，d7）。,Y/聯(lián)接只有1、3、5、7、9、11六種組別。,3.7.1 變壓器的連接組別,103,實操應用,同樣方法可推知： /Y（D，y）只有1、3、5、7、9、11六種聯(lián)接組別；/（D，d）只有2、4、6、8、10、12六種聯(lián)接組別；Y/Y0（Y，yn）和 Y0/Y（YN，y）也都只有2、4、6、8、10、12六種聯(lián)接組別。,電力系統(tǒng)中使用的三相變壓器通常只采用Y/Y0-12 、

37、 Y/-11 、 Y0/-11 、 Y0/ Y-12 、 Y/ Y-12五種聯(lián)接組別。,3.7.1 變壓器的連接組別,104,實操應用,連接組別的幾點認識：,（1）當變壓器的繞組標志（同名端或首末端）改變時， 變壓器的聯(lián)接組號也隨著改變。,（2）Y/Y聯(lián)接的三相變壓器， 其聯(lián)接組號都是偶數(shù)；,（3） Y/聯(lián)接的三相變壓器，其聯(lián)接組號都是奇數(shù)；,（4） /聯(lián)接可以得到與Y/Y聯(lián)接相同的組號； /Y聯(lián)接也可以得到與Y/聯(lián)接相同的組號；,（5）最常用的聯(lián)接組是Y/Y-12 和 Y/-11；,3.7.1 變壓器的連接組別,105,實操應用,變壓器并聯(lián)運行： 原、副繞組分別并聯(lián)到原邊和 副邊的公共母線上。,3.8 變壓器的并聯(lián)運行,106,實操應用,（1）各變壓器的原、副邊額定電壓分別相等， 即變比k相等。 （2）各變壓器的聯(lián)接組號相同（必須嚴格保證）； （3）各變壓器短路電壓或短路阻抗的相對值相等。,變壓器并聯(lián)運行滿足的條件：,3.8 變壓器的并聯(lián)運行,107,實操應用,3.8 變壓器的并聯(lián)運行,短路阻抗很小，即使變比差值很小，也能產(chǎn)生較大的環(huán)流。 空載