1、2019/3/15,1,1,第三章,变压器,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,3-5 变压器参数测量3-6 标么值3-7 变压器的运行特性3-8 三相变压器的磁路、联结组、电动势波形3-9 变压器的并联运行3-10 三相变压器的不对称运行,2019/3/15,2,2,3-5,变压器参数测量,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,变压器的参数有励磁参数和短路参数，只有已知参数，才能运用前面所介绍的基本方程式、等值电路或相量图求解各量。对制造好的变压器，其参数可通过实验测得。一、空载试验二、短路试验三、短路电压,2019/3/15,3,3,一、空载实验目的：通过测量
2、空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,4,Rm = 2,4,说明二次侧开路，一次侧加额定电压。测量电压U1、空载电流I0、输入功率P0和开路电压U20。因变压器空载时无功率输出，所以输入的功率全部消耗在变压器的内部，为铁芯损耗和空载铜耗之和。,X m X1,Q Rm R1,空载电流I0很小,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,pFeI02R1，故可忽略空载铜耗，认为P0pFe=I02Rm,100 %,I 0 I1,U 1 U 20,I 0 % =,K =,P0 I0,
3、U1I0,U1I0,X m = Zm2 Rm2,=,Zm =,2019/3/15,5,5, 测,U20 , I0和P0 ,画出,要求及分析：1）低压侧加电压，高压侧开路；为了便于测量和安全，空载实验一般在低压绕组上加电压UN，高压绕组开路。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2)电电U1在0 1.2U N范围单方向调 I0 = f(U1 )和P0 = f(U1 )曲线为何是一条曲线？,2019/3/15,6,关, 高, 小,数.,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,乘k,63）空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以此 求取励磁参数；Zm与饱和程度有关,
4、电压越高, 磁路越饱和，Zm越小, 所以应以额定电压下测读的数据计算励磁参数.4）若要得到高压侧参数，须折算；注:测得的值为归算到低压侧的值,如需归算到高压侧时参 数应乘k2k：高压侧对低压侧的变比,2019/3/15,7,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,75）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为 相值；P三 = P1 P2,2019/3/15,8,8,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,9,9,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,10,10,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,
5、2019/3/15,11,11,二、短路实验目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,12,12,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,要求及分析1）高压侧加电压，低压侧短路；由于变压器短路阻抗很小，如果在额定电压下短路，则短路电流可达（9.520）IN，将损坏变压器，所以做短路试验时，外施电压必须很低，通常为（0.050.15）UN，以限制短路电流。 得到的参数为高压侧参数,2019/3/15,13,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,132)
6、通过调节电压 ,让电流Ik 在0 1.3I 范围内变化 , 测出 对应的U k , Ik 和Pk ,画出Ik = f (U k )和Pk = f (U k )曲线;抛物线直线短路阻抗Zk是常数3）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为 Pk = PCu 。,2019/3/15,14,R1 R =,X 1 X 2 =,14 4）参数计算,对T型等效电路： 12 Rk2 1X k2,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,U kI kPkI k2Z k2 Rk2,Z k =Rk =X k =,5）记录实验室的室温；,2019/3/15,15,156）温度折算：电阻应换
7、算到基准工作温度时的数值。,T0 + 75T0 + ,Z K (750 c)= R 2 K (750 c) + X K2试验时的室温,R K ( 75 0 c ) = R KT0=234.5,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,以k,7）若要得到低压侧参数，须折算；短路试验时电压加在高压侧，测出的参数是折算到高压 侧的数值，如需要求低压侧的参数应除以k2。k：高压侧对低压侧的变比,2019/3/15,16,16 8）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相 值；,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,17,17,2010年5月11日星期二
8、,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,18,18,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,19,19,流I,2010年5月11日星期二,三、短路电压标在铭牌上的参数短路电压，短路阻抗Zk75与一次侧额定电流I1N的乘积。U1k = Z k 75 0 C I1短路电压也称为阻抗电压。通常用它与一次侧额定电压的比值来表示,Z k 75 0 C I1U1电机学 第三章 变压器,U1k =,2019/3/15,20,20 阻抗电压用额定电压百分比表示时有:,Z K U1I1,u1k U1,= Z K*,100% =,I1 Z KU 1,100% =,U k =,
9、上式表明，阻抗电压就是变压器短路并且短路电流达额定 值时所一次侧所加电压与一次侧额定电压的比值，所以称 为短路电压。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,短路电压电抗(无功)分量百分值 :,短路电压电阻(有功)分量百分值 :,100%,ukR % =,I1 Rk 750 CU1,100%,ukX % =,I1 X kU1,2019/3/15,21,21,Z K U1I1,u1k U1,= Z K*,100% =,I1 Z KU 1,100% =,U k =,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻 抗又直接影响变压器的运
10、行性能。从正常运行角度看，希望它小些，这样可使漏阻抗压 降小些，副边电压随负载波动小些；但从限制短路电 流角度，希望它大些，变压器发生短路时，相应的短 路电流就小些。,2019/3/15,22,例：U1 U1、Ub,22,在电力工程中，对电压 、 电流 、 阻抗和功率等物理量的计算，常常采用其标么值。先选定一个物理量的同单位某一数值作为基准值（简称基值）然后取该物理量的实际值与该基准值相比所得的比值即称为该物理量的标么值，即,3-6 标么值一、定义,实际值：有名值,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,某物理量实际值该物理量基准值,标么值 =, 标幺值在其原符号右上角加“*”号表
11、示。, 基值采用下标“b”。,2019/3/15,23,23,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,二、基值的确定1. 基值的选取是任意的，通常以额定值为基准值。2. 各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；例如：变压器一、二次侧：S1b=S2b=SN、U1b=U1N、U2b=U2N三相变压器基值：Sb=SN=3UNIN=3UNIN,2019/3/15,24,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,24注意：存在有相互关系的四个物理量（U、I、Z、S）中，所选基值的个数
12、并不是任意的，当某两个物理量的基值已被确定，其余物理量的基值跟着确定。例如单相变压器，选定一次侧的额定电压U1N和额定电流I1N作为电压和电流的基值：一次侧阻抗的基值即：Z1b=Z1N=U1N/I1N一次侧功率的基值即：S1b=S1N=U1NI1N,2019/3/15,25,为Z,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,253.U和E的基准值为UB；R、X、Z的基准值为ZB；P、Q和S 的基准值为SB。4.系统（如电力系统）装有多台变压器（电机），选择某一特定的Sb作为整个系统的功率基值。系统中各变压 器标幺值均换算到以Sb作为功率基值时的标幺值。5.百分值=标么值100%,201
13、9/3/15,26,Z =,U =,；I =,26 三、变压器一、二次侧相电压、相电流、漏阻抗的标幺 值,I2I2,* 2,I1I1,* 1,U2U2,* 2,U1U1,* 1,=,=,；I,；U,漏阻抗的标幺值：,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,Z1I1U1,Z1 Z1,* 1,Z1 U1 /I1,=,=,Z,Z2 I2U2,Z2 Z2,* 2,Z2 U2 /I2,=,=,=,2019/3/15,27,27,于1,四、应用标幺值的优缺点1、应用标幺值的优点 额定值的标幺值等于1。采用标幺值时，不论变压器的容量大小，变压器的参数和性能指标总在一定的范围内，便于分析和比较。如
14、电力变压器的短路阻抗标幺值zk*=0.030.10，如果求出的短路阻抗标幺值不在此范围内，就应核查一下是否存在计算或设计错误。,例如2010年5月11日星期二,p138 I0*、 zk*的范围电机学 第三章 变压器,2019/3/15,28,U2 =,28 采用标幺值时，原、副边各物理量不需进行折算，便于计算。如副边电压向原边折算，采用标幺值：,*,U2U2,kU2kU2,U2U1,= U2*,=,=,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,为U,注意基值选择，应选一次侧基值采用标幺值能直观地表示变压器的运行情况。如已知一台运行着的变压器端电压和电流为为35kV、20A，从这些实际
15、数据上判断不出什么问题但如果已知它的标幺值为Uk*=1.0、Ik*=0.6，说明这台变压器欠载运行。,2019/3/15,29,一次侧有U1 = 3U1 U =,Z = 1,R =,29 相电压和线电压标幺值恒相等，相电流和线电流标幺值恒相等；, 某些意义不同的物理量标么值相等,* 1,3U13U1,U1 U1,= U1*,=,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,* 0,I,* m,I0*2,P0*,* m,Zk* = U k*,Rk* = Pk*,P* = cos,Q* = sin ,2019/3/15,30,Z =,Rm =,I0,30,例1：证明,* 0,I,Zm* =
16、1,=,=,=,= 1 *I0,I1I0,I1U1 / Zm,ZmU1 / I1,ZmZ1,* m,*,I,P0*,例2：证明 Rm =,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,*2 0,*2,*,2 =,=,=,P0*,P0S (I0 / I1 ),P0 = 2 2I0U1 I1 / I1,Rm I02 = 2I0U1 / I1,RmZ1,RmZ1,2019/3/15,31,Z =,Rk =,X =,*,Pk S,= Pk*,=,=,=,31 采用标幺值时，变压器的短路阻抗标幺值与额定电流下 的短路电压标幺值相等，即有：,*k,Uk U1N,Zk U1N /I1N,Zk Z1N,
17、= U*k,=,=,=,I1NZkU1N,短路阻抗电压,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,I12 Rk U1 I1,Rk U1 /I1,Rk Z1,Ukr U1,I1 RkU1,Rk U1 /I1,= Ukr*,=,=,=,* k,Ukx U1,I1 X kU1,X k U1 /I1,X k Z1,=,=,=,短路阻抗电压 的电阻分量,= Ukx*短路阻抗电压,的电抗分量,2019/3/15,32,32,2、缺点标么值没有单位，物理意义不明确。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,33,33,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压
18、器,2019/3/15,34,34,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,35,35,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,36,U&1 = I（Rk + jX k）U& 2,&,36,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,3-7 变压器的运行特性一、电压变化率电压变化程度由于变压器内部存在着电阻和漏抗，负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致次级侧电压随负载电流变化而变化。1,2019/3/15,37,100%,100% =,100% =,U1 U 2U1,U2 U2U2,U20 U2U2,U % =,37电压变化率
19、定义：一次侧加50Hz额定电压、二次空载 电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与 二次额定电压的比值。k,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,用副边量表示,用原边量表示,电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一, 它大小反映了供电电压的稳定性。,2019/3/15,38,38,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,根据简化等值电路的相量图推导出电压变化率的公式jI&1 X kPbI&1Rk=ac+cb=ac+db,2019/3/15,39,39,100%,U1 N - U 2U1N,电压变化率 U% =,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压
20、器,忽略励磁电流时：=I1/I1N=I2/I2N=I1* =I2*变压器的负载系数,2019/3/15,40,U % Rk cos2 + X k sin2 100%,40,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,3、与漏阻抗值有关,Rk* Xk*, 分析U公式* *1、电压调整率随着负载电流的增加而正比增大。I2=I2/I2N变压器的负载系数a、2 = 0 2、电压调整率与负载的性质有关。 b、2 0,2019/3/15,41,41,三种负载分析：a. 2=0:cos2=1；sin2=0 电阻性负载,I2U很小,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,b. 20:cos
21、20；sin20 纯电阻电感性负载Rk*cos20，Xk*sin20 U0，说明：1）负载后U2U20=U2N；2）随着I2U，U2。,2019/3/15,42,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,42c、20；sin20，Xk*sin2U20=U2N；2)随着I2U0, U2。,2019/3/15,43,43,U2*,cos(2 ) = 0.8,超前,2010年5月11日星期二,1.0cos2 =1cos2 = 0.8 滞后I2* ( ),0,U 2 = f (I2 ),1.0图 变压器的外特性电机学 第三章 变压器,2019/3/15,44,44,2010年5月11日星期二
22、,电机学 第三章 变压器,由外特性图，负载功率因数性质不同，对主磁通的影 响不同，变压器的端电压变化亦不同。纯电阻负载，端电压变化较小；感性负载时主磁通呈去磁作用，为了维持不变，必须使原边电流增加，同时短路阻抗压降也增加，其结果造成副边电压下降；容性负载对主磁通呈增磁作用，为了维持不变，必须减小原边电流，除了补偿短路阻抗压降外，其,余部分使副边电压增高。,* 2,U,1.0,1.00,cos2 =1 cos2 = 0.8I2* ( ),cos(2 ) = 0.8,2019/3/15,45,U % Rk cos2 + X k sin2 100%,45,2010年5月11日星期二,电机学 第三章
23、变压器,小节* *负载大小=I1I1N=I2I2N漏阻抗Rk，Xk负载性质2，容性负载U0，感性负载U0即：输出端电压可能超过额定电压,2019/3/15,46,46, 变压器外特性的引申内容,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,变压器运行，二次侧电压随负载变化而变化，如果电压变化范围太大，则给用户带来很大的影响。为了保证二次侧电压在一定范围内变化，必须进行电压调整。通常在变压器的高压绕组上设有抽头(分接头)，用以调节高压绕组的匝数(调节变化)，调节二次侧电压。,2019/3/15,47,47,耗p,二、效率,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,耗p,1、损耗变
24、压器运行中有两种损耗：铜耗pCu；铁耗pFe（每一类包括基本损耗和杂散损耗）pCu：指电流流过绕组时所产生的电阻损耗基本铜耗:一次绕组铜耗pcu1=I12R1；二次绕组铜耗pcu2=I22R2附加损耗:因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等铜损耗大小与电流平方成正比，故也称为可变损耗。pcuI2,2019/3/15,48,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,48基本铁耗pFe:磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗:由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁损耗与外加电压(Bm)大小有关，U1一般不变，称为不 变损耗。p19p20
25、铁耗公式,2019/3/15,49,49,变压器功率平衡及损耗示意图pcu1,pcu2,pFe,P12010年5月11日星期二,P2pcu2pFe电机学 第三章 变压器,P1 = P2 + pCu + pFe,Pempcu1,2019/3/15,50,50,2、效率的定义效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。, 100 %,P2P1, =,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。 一般小型变压器的效率率95 大型变压器的效率高达99,2019/3/15,51,) Pk = 2 Pk, S cos 2 +
26、 P0 + Pk,51,P2P1,100, p P2 + p,= 1,P1 pP1,=, =,= (,Fe = P0,2、pCu,假定： 1、p, p = p Fe + pCu,3、间接法求效率,I2 2 I2,3、P2 = S cos 2,2,) 100 %,P0 + 2 Pk电机学 第三章 变压器, = (1 2010年5月11日星期二,2019/3/15,52, S cos 2 + P0 + Pk,52,2,) 100 %,P0 + 2 Pk, = (1 ,2010年5月11日星期二,0,变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器 本身参数有关。效率特性：在功率因数一定时，变压器的效
27、率与负载 电流之间的关系=f(),称为变压器的效率特性。max,m 电机学 第三章 变压器,轻载,负载较大,2019/3/15,53,m Pk = P0,53,当铜损耗=铁损耗(可变损耗=不变损耗)时,变压器效率最大：,令,d d,2,P0 Pk,或 m =,0,= 0,则有变压器产生最大效 率的条件 : max,m,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,) 100 %,= (1 ,2P0 m S cos 2 + 2P0,max,率, 新S,器p,为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁耗小些。变压器长期工作在额定电压下，但不可能长期满载运行，为了提高 运行效率,设计时取m
28、=0.40.6PkN/P0=36；我国新S9系列配电变 压器pkN/P0=67.5,2019/3/15,54,54,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,55,55,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,56,56,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,57,57, 单相变压器要点,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,1.2.3.4.5.6.7.8.,变压器基本工作原理变压器的额定值变压器磁路中的主、漏磁通铁心饱和时的励磁电流成分电势平衡、磁势平衡、功率平衡变压器的电抗参数（分
29、析时和磁通对应）变压器的主要性能指标（电压变化率和效率）标幺值,2019/3/15,58,58,3-8 三相变压器磁路、联结组、电动势波形一、三相变压器磁路系统1、组式磁路变压器特点：三相磁路彼此无关联，各相的励磁电流在数值上完全相等,C,Z,C,B,Y电机学 第三章 变压器,B,A,X2010年5月11日星期二,A,2019/3/15,59,59,组式应用三相组式变压器优点是：对特大容量的变压器制造容易，备用量小。但其铁芯用料多，占地面积大，只适用于超高压、特大容量的场合。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,60,60,2、心式磁路变压器特点：三相磁路彼
30、此有关联，磁路长度不等，当外加三相对称电压时，三相磁通对称，三相磁通之和等于零。, A + B + C = 02010年5月11日星期二,在结构上省去中间的芯柱电机学 第三章 变压器,2019/3/15,61,61,心式应用节省材料，体积小，效率高，维护方便。大、中、小容量的变压器广泛用于电力系统中。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,62,62,二、联接组别（一） 联结法绕组标记2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,63,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,63或者有的记法绕组标记,2019/3/15,6
31、4,64,两种三相绕组接线：星形联结、三角形联结1、星形联结把三相绕组的三个末端连在一起，而把它们的首端引出三个末端连接在一起形成中性点，如果将中性点引出，就形成了三相四线制了，表示为YN或yn。B,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,顺时针方向：A 超前B超前C各 120,E&B,Y,&,X,A,E&C,EA Z,C,AB,&E,E&BC,E&CA,2019/3/15,65,C AX-BY-CZ,65,2、三角形联结把一相的末端和另一相的首端连接起来，顺序连接成一闭合电路。两种接法：,E& A,E& B,E&C,E& A,E&B,E&C,2010年5月11日星期二,AX-BY
32、电机学 第三章 变压器,AX-CZ-BY,AY,E&CE& A,X C,Z BE& AB E&B,AX,BY,CZ,AX,BY,CZ,Y,B X E& AE&BE&C,ZA,E& AB,2019/3/15,66,66,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,绕组接法表示Y，y 或 YN，y 或 Y，ynY，d 或 YN，dD，y 或 D，ynD，d高压绕组接法大写，低压绕组接法小写，字母N、n是星形接法的中点引出标志。,2019/3/15,67,67,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,（二）联结组1、高低压绕组中电势的相位变压器的同一相高、低压绕组都是绕在同一铁芯
33、柱上，并被同一主磁通链绕，当主磁通交变时，在高、低压绕组中感应的电势之间存在一定的极性关系。电势正方向：从首端指向末端同名端决于绕组的绕制方向,2019/3/15,68,68,2、同名端在任一瞬间，高压绕组的某一端的电位为正时，低压绕组也有一端的电位为正，这两个绕组间同极性的一端称为同名端，记作“”。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,69,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,69一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。一、二次绕组的同极性端 异标志时，一、二次绕组 的电动势反相位。,2019/3/15,70,70有时不
34、知道绕组的绕向，但知道同名端位置，即可知道 实际电势的相位关系。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,两电势同相位,两电势反相位,2019/3/15,71,名端。如果U13U12U34，则1和4为,71,练习：一台已经制成的变压器无法从外部观察其绕组的,的2,Ul22010年5月11日星期二,绕向，无法辨认其同名端，可用实验的方法进行测定。1）交流法如图将一、二次绕组各取一个接线端连接在一起，图中的2和4，并在为N压U,量U,表分别测量U12、U13、U34各值，如果测量结果为：U13U12U34，则说明N1、N2组为反极性串联，故1和3为同果U同名端。电机学 第三章 变压器,
35、2019/3/15,72,关S,72 2）直流法用1.5V或3V的直流电源，按图所示连接，直流电源接在高压绕组上，而直流毫伏表接在低压绕组两端。当开关S合上的一瞬间，如毫伏表指针向正方向摆动，则接直流电源正极的端子与接直流毫伏表正极的端子为同名端。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,73,73,3、时钟表示法高压绕组线电势长针，永远指向“12”点钟低压绕组线电势短针，根据高、低压绕组线电势之间的相位指向不同的钟点。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,74,74,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,例如
36、单相变压器连接组别为I / I 12( I ,I 0 ),连接组别为 I / I 6( I , I 6 ),I,I表示初级、次级都是单相绕组 0和6表示联结组号。 单相变压器的标准连接组组I,I0,2019/3/15,75,75,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,（三）、三相变压器的连接组别联结组别：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。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（电压）的相位差总是是30的整数倍。,2019/3/15,76,76,2
37、010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器, 确定三相变压器联结组别的步骤根据三相变压器绕组联结方式（Y或y、D或d）画出高、低压绕组接线图；在接线图上标出相电势和线电势的假定正方向；画出高压绕组电势相量图，根据单相变压器判断同一相的相电势方法，将A、a重合，再画出低压绕组的电势相量图（画相量图时应注意三相量按顺相序画）；根据高、低压绕组线电势相位差，确定联结组别的标号。,2019/3/15,77,77,A,1、 Yy0,C,B,A,a,b,c,AB,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,C,B,X、Y、Z,abx、y、z,2019/3/15,78,78,2、 Yy6201
38、0年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,79,79,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,3、 Yy4注意abc顺序错过一个铁心柱,120,2019/3/15,80,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,80Yy总结Yy联结的三相变压器，共有Yy0、Yy4、Yy8、Yy6、Yy10、Yy2六种联结组别，标号为偶数。若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移， 可以得到到Yy4、Yy8连接组别。若异名端在对应端，可得到 Yy6、Yy10和Yy2连接组别。我国标准规定生产： Yyn0、YNy0、Yy0,2019/3/15,81,81,4、
39、 Yd1,电机学 第三章 变压器,c,a2010年5月11日星期二,b,30,2019/3/15,82,82,5、 Yd5,B,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,A,C,cx,ay,150,ab zb,X、Y、Z,2019/3/15,83,83,6、 Yd11,330,A ay,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,C,abbzcx,BX、Y、Z,2019/3/15,84,到Y,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,84Yd联结组别总结：Yd联结的三相变压器，共有Yd1、Yd5、Yd9、Yd7、Yd11、Yd3六种联结组别，标号为奇数。若高压绕组三
40、相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可 以得到到Y,d3、Y,d7连接组别。若异名端在对应端，可得到Y， d5、Y,d9和Y,d11连接组别。我国标准规定生产： Yd11、 YNd11,2019/3/15,85,85例1：将变压器接成联接组标号Dy1，并画电动势相量图,A,B,C,X,Y,Z,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,初级接AXCZBY联结初级接AXBYCZ联结,2019/3/15,86,86,A,B,C,X,Y,Z,例1：将变压器接成联接组标号Dy1，并画电动势相量图,AB,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,，并标上AX，CZ， BY,A(Y),
41、a. 初级接AX-CZ-BY联结B (Z)b.画出高压侧电势相量,C (X),AB,BY,2019/3/15,87,X,后E,针a,87c.画出低压侧电势相量，并使ab滞后EAB30，同时画出ax，by，cz。(相序原则顺时针a-b-c)d.由相量图知：ax与AX同向，表明次级级ax绕组与初级级AX绕组 在同一铁心柱上，且a与A为同极性端。同理理by与BY同相；cz 与CZ同相。e.将次级x,y,z连在一起，接成Y形。B (Z),2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,A(Y) a,b,C (X),AB,ab,30,A,a,x,b,y,c,z,ax,AX,cx、y、z,2019/3
42、/15,88,88,例2,将变压器接成联接组标号为Dy1,画电动势相量图,a.初级接AX-BY-CZ联结,A,B,C,X,Y,Z,b.画初级电势相量，并标上AX，BY,，CZ,B(X),2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,X,Y,C,Z,E&A,E&B,E&C,A AB B,C(Y),ABAXA(Z),2019/3/15,89,X,后 画,针a,成Y,89 c.画出初级电势相量，使ab滞后AB30，同时画ax，by， cz。(相序顺时针a-b-c)d.由相量图知： AX与by反向，表明次级级AX绕组与初级级by 绕组在同一铁心柱上，且A与y为同极性端。同理理BY与cz反 相；C
43、Z与ax反相 e.将次级级x,y,z连在一起，接成Y形,AX与by反向,A(Z)2010年5月11日星期二,B(X),C(Y),AB,AX,a,b,c,A,a,x,b,y,c,z,Z,C,B,Y,x、y、z电机学 第三章 变压器,2019/3/15,90,90 例3 变压器绕组如图，画出电动势相量图，判断联接组别,z,x,y,1）画出一次绕组的相量图 2) 判断相位关系3) 依据相序的原则，画二次绕组相量图，并判,断联接组标号。,X,Y,Z,A,B,C,B (Z),2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,c,a,A a (Y),C (X),AB,ab,BY,b,c,AXBY与ax反
44、向,x、y、z D, y11,b330,2019/3/15,91,91 练习:变压器绕组如图，画电动势相量图，判断联接组标号,ax与BY同相,by与CZ同相,cz与AX同相,X,Y,Z,A,B,C,B,X,Z,EAB,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器, Y, d3,b,a,c,z,x,y,Aa,C,Y,cx,y,Eabbz,2019/3/15,92,92,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器, 用相量图判定变压器的连接组别时应注意：1. 绕组的极性只表示绕组的绕法，与绕组的首、末端标志无关；2. 高、低压绕组的相电动势均从首端指向末端，线电动势由A指向B；3.
45、同一铁心柱上的绕组，首端为同极性时相电动势相位相同，首端为异极性时相电动势相位相反。,2019/3/15,93,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,93所有Yy,2019/3/15,94,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,94所有Yd,2019/3/15,95,95 标准联结组别为了避免制造和使用上的混乱，国家标准规定对单相双绕组电力变压器只有有II0联结组别一种。对三相双绕组电力变压器规定只有有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五种。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2019/3/15,96,96,标准组别的应用Yyn0三相
46、四线制配电系统中，供电给动,最常用2010年5月11日星期二,力和照明的混合负载；Yd11低压高于0.4kV的线路中；YNd11110kV以上的中性点需接地的高压线路中；YNy0原边需接地的系统中；Yy0供电给三相动力负载的线路中。电机学 第三章 变压器,2019/3/15,97,97,3.8.3 三相变压器的绕组联结和磁路系统对电动势波形 的影响分析单相变压器空载，,由于磁路饱和，磁化电 流是尖顶波。分解为基 波分量和三次谐波（其 他奇次谐波忽略）。,的3,在三相变压器中，各相励 磁电流中的3次谐波可表示 为：,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,i03A =I03msin3wti03B =I03msin3(wt-1200)=I03msin3wti03C =I03msin3(wt+1200)=I03msin3wt同幅值、同相位,2019/3/15,98,98,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,问 题1在三相系统中，各相三次谐波电流在时间上同相位，是否流通？在三相变压器中，由于一次侧三相绕组的连接方法不同，空载电流中的3次谐波分量不一定能流通，这使主磁通与相电势波形畸变；并且这种畸变的程度不仅与绕组的连接方式有关，还与三相变压器的磁路系统有关。,
