电机学-03三相变压器及运行资料讲解

电机学-03三相变压器及运行每一相铁心柱的主磁通均以其它两相为回路.二、各相磁路彼此相关三相芯式变压器:从三个单相变压器铁心合并成三相芯式磁路变压器特点:三相的电路相关三相磁路也彼此相关磁路长短不一，励磁电流占很小比例，影响不大§3.2三相变压器的连接组一﹑三相变压器的连接法高压绕组:首端由A、B、C表示，末端由X、Y、Z表示；低压绕组:首端由a、b、c表示，末端由x、y、z表示。星形连接:“Y”，中点引出为“YN”2、三相变压绕组的接法星形连接“Y”1﹑绕组首末端标志:三角形连接“D/”:“”，有顺接、逆接三角形连接“D/”二、连接组别及连接组1.同极性(名)端：任一瞬间两绕组电位变化规律相同端称为同极性端，用符号“．”标出。连接组别用于反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系，与绕组的绕向、首末端标志、连接方式有关。时钟表示法:作为时钟的分针，指向12点，作为时钟的时针，其指向的数字就是变压器的连接组别号。2、连接组别及时钟表示法通过画相量图来判别变压器连接组别高、低压绕组的电动势同相位。3.单相变压器的组别a)首端极性相同时b)首端极性不同时高、低压绕组电动势相位相反xa1）、Y，y接法4、三相变压器绕组的连接组别1、画出一次侧Y连接相量图。2、A与a相处于同一铁芯柱，且EAX与Eax同极性端相同，所以两相量平行且同向（设A与a等电位）3、同理画出其它两相图，且x、y、z相连（等电位）4、画线电势EAB和Eab，及其它相量5、以EAB为分针指向12点钟，读出Eab的时钟点数为“0”点连接组别为：Yy0ABCXabc1）、Y，y接法4、三相变压器绕组的连接组别1、画出一次侧Y连接相量图。2、B与a相处于同一铁芯柱，且EBY与Eax同极性端相反，所以两相量平行且反向（设A与a等电位）3、同理画出其它两相图，且x、y、z相连（等电位）4、画线电势EAB和Eab，及其它相量5、以EAB为分针指向12点钟，读出Eab的时钟点数为“10”点连接组别为：Yy10ABCXabc2）、Y，d接法4、三相变压器绕组的连接组别1、画出一次侧Y连接相量图。2、A与a相处于同一铁芯柱，且EAX与Eax同极性端相同，所以两相量平行且同向（设A与a等电位）3、同理画出其它两相图，且为顺接，即ax-cz-by4、画线电势EAB和Eab，及其它相量5、以EAB为分针指向12点钟，读出Eab的时钟点数为“11”点连接组别为：Yd11ABCXabc2）、Y，d接法4、三相变压器绕组的连接组别1、画出一次侧Y连接相量图。2、A与a相处于同一铁芯柱，且EAX与Eax同极性端相同，所以两相量平行且同向（设A与a等电位）3、同理画出其它两相图，且为顺接，即ax-by-cz4、画线电势EAB和Eab，及其它相量5、以EAB为分针指向12点钟，读出Eab的时钟点数为“1”点连接组别为：Yd1ABCXabc270°3）、根据连接组别连接绕组4、三相变压器绕组的连接组别把三相绕组连接成：Dy91、画出一次侧D连接相量图，设为顺接AX-BY-CZ（逆接自测），并连绕组。2、根据Dy9可得Eab与EAB差270°，画出矢量Eab（设A与a等电位）3、根据一次侧相序方向确定c点（顺时针）4、连接△abc，画出二次侧y连接的三相相电势Eax、Eby、Ecz（x、y、z等电位）AZBCYXabc5、可见EAX与Ecz平行且反向，所以A相与c相同铁芯且首端极性不同6、同理确定a、b相，并连xyz。czxyab由上可得：Y，y（或D，d）连接有0、2、4、6、8、10等六组别Y，d（或D，y）连接有1、3、5、7、9、11等六组别国家标准:Y,yn0、Y,d11、YN,d11、YN,y0和Y,y0连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。其中最为常用：Y,yn0连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。Y,d11连接用于低压侧电压超过400V的线路中。YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。§3.3三相变压器绕组联接及其磁路系统对电动势波形的影响a)单相变压器空载运行:主磁通m正弦波(使E2为正弦波)外施电压U1正弦波空载电流i0尖顶波i0存在：i1(正弦）i3及各次高次谐波b)在三相变压器系统三相三次谐波电流分量同相位、等幅值,即：①若iμ3可以流通，Φm为正弦波，E为正弦波②若iμ3不能流通，Φm为平顶波，E为尖顶波单相、三相YN、三相Δ三相Y接法一次侧Y接iμ3=0→im正弦波→m=1+3+…一﹑三相变压器组Y,y联接1.三相组式变压器3与1磁路相同磁阻较小→f3=3f1→E3相当大(45～60%E1)→相电动势波形严重畸变→产生过电压,危害绕组的绝缘思考：线电动势是什么波形？结论：三相变压器组不能采用Yy连接2.三相芯式变压器注意：但3经过油箱壁会产生涡流，引起局部发热，损耗增加。因此其容量一般不超过1800KVA3磁路磁阻大→3小→m、E接近正弦波结论：三相芯式变压器可以接成Y，y连（包括Y，yn连接）二﹑三相变压器组Y,d联接1.D,y连接一次侧i3可以流通→Φm为正弦波→E相为正弦波→线电势为正弦波。2.Y,d连接a)一次侧Y接i3不能流通，Φm、E相出现三次谐波分量。b)二次侧接，i3同相位、同幅值，形成环流c)二次侧i23作为激磁电流，与一次侧基波电流共同建立主磁场，Φm接近正弦波，E相为正弦波，E线为正弦波。结论：三相变压器存在一个Δ绕组，Φm、E近似为正弦波大容量三相变压器需接成Yy时→另加一套三角形绕组→提供磁化电流三次谐波分量→主磁通接近正弦波,相电动势接近正弦波。三﹑Yy连接附加一组d连接绕组变压器iμ3Φ3相电动势应用Yy芯式无弱（走漏磁路）正弦1800KVA以上不可用Yy组式无强（走主磁路）尖峰不用YN，y有（经中线）无正弦可用Y，yn有（经中线）无正弦可用(不允许空载)Yd（D，y）有（Δ中有）可略去接近正弦可用采用D接线可以改善相电动势波形四﹑小结§3.4变压器的并联运行一、并联运行的定义　　将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上,共同向负载供电的运行方式。*§3.4变压器的并联运行一、并联运行的定义　　将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上,共同向负载供电的运行方式。*二、并联运行的优点1.能提高供电的可靠性。2.可以提高供电电源质量。3.提高系统的运行效率。4.减少初投资、减少备用容量。四、并联运行的变压器必须满足以下三个条件　　1）有相同的电压等级，有相同的连接组别。　　2）有相同的短路电压标幺值。　　3）短路电阻与短路电抗的比值相等。三、变压器理想并联运行的条件　　1）空载时并联各变压器二次侧间没有环流　　2）带负载后各变压器的负载系数相等　　3）负载时各变压器对应相的电流相位相同1、变比不同时－－形成环流(并联变压器的变比差≤0.5%)U22、连接组别不同时－－形成环流连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差300，将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所以连接组别不同绝对不允许并联。3、短路阻抗标么值不等时　　各台变压器所分配的负载与其短路阻抗标么值成反比。为了充分利用变压器的容量，达到理想的负载分配，并联运行变压器的短路阻抗标么值差≤10%五、并联运行时负载分配的实用计算负载分配与变压器的SN成正比，与UK成反比。短路电压小的变压器先满载并联变压器的最大容量之比不超过3：1，短路电压值尽可能接近，其差值≤10%。例1：两台变压器并联运行，额定容量S1N=6300kVA，SIIN=5000kVA，联接组均为Yy0，短路阻抗：ZkI*=0.07，ZkII*=0.075，U1N/U2N=35/6.3kV，不计阻抗角差别。试计算并联组最大容量、最大输出电流、利用率。解：由于变压器I的短路阻抗标幺值小，先达到满载，令：故有两变压器并联组的最大容量并联组最大输出电流并联组利用率试求：①输出总负载S=8000kVA时，每台分担多少负荷？②输出最大总负荷为多少？解：①例2：某变电所有两台变压器并联运行：②变压器I先满载，令*§3.５自耦变压器一次侧和二次侧共用一部分绕组的变压器称为自耦变压器。若忽略励磁电流，可得磁动势平衡式：可见：自耦变压器中一次侧、二次侧电压和电流关系与普通双绕组变压器相同。绕组容量：普通双绕组变压器一次侧、二次侧是通过主磁通传递的功率，也称为电磁容量。自耦变压器的容量分成两个部分：一个是通过主磁通传递的容量，即绕组容量；另一部分是直接通过共用绕组部分直接传递能量，这部分称为自耦变压器的传导容量。自耦变压器的优缺点：1．结构简单，节省。自耦变压器有较小的绕组容量，因而材料较省，尺寸较小，造价较低。2．运行效率较高。自耦变压器有一部分是传导功率，其输出功率比双绕组变压器大，效率较高。3．有较小的电压变化率，但短路电流较大。4．一次侧和二次侧存在电的联系，即非隔离式，需有可靠的保护措施。在故障情况下，可能使二次侧产生过电压，危及用电设备安全。§3.6互感器１、分类：电压互感器电流互感器２、用途：扩大仪表的量程起隔离作用，保证安全自动控制执行元件３、仪用互感器规格化：电压互感器二次输出为１００Ｖ电流互感器二次输出为５Ａ或１Ａ４、特点　　它要求转换值与被测量间有良好的线性关系一、电压互感器提高精度的措施：所接测试仪表具有高阻抗，使其运行于接近空载状态所接仪表数量受变压器容量限制时尽量减小励磁电流和漏阻抗（磁路不饱和、粗导线）国标精度：０.2、0.5、1.0、3.0四个等级使用注意事项：二次侧绝对不允许短路铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地此下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢