電機(jī)與拖動(dòng)4章--復(fù)習(xí)版

1、第第4章章 變壓器變壓器 4.1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu) 4.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行 4.3 單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行 4.4 變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定 4.5 標(biāo)幺值標(biāo)幺值 4.6 變壓器的運(yùn)行性能和特性變壓器的運(yùn)行性能和特性 4.7 三相變壓器三相變壓器 4.8 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 4.9 其他用途的變壓器其他用途的變壓器 4.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)4.1.1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu) 本節(jié)以普通雙繞組變壓器為例介紹變壓器的工作原理，基本結(jié)構(gòu)

2、和額定值。 1、基本結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu) 變壓器的基本部件是鐵心和繞組，它們構(gòu)成了變壓器的器身。除此之外，還有放置器身的盛有變壓器油的油箱、絕緣套管、分接開(kāi)關(guān)、安全氣道和保護(hù)裝置等。 （a）單相心式 （b）三相心式 圖4-1心式變壓器（1）鐵心（心式和殼式）鐵心（心式和殼式）特點(diǎn)：鐵軛靠著繞組的頂面和底面而不包圍繞組側(cè)面，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，繞組的裝配及絕緣也較為容易，電力變壓器常采用心式結(jié)構(gòu)。變壓器的鐵心既是磁路，也是套裝繞組的骨架變壓器的鐵心既是磁路，也是套裝繞組的骨架鐵心分鐵柱和鐵軛。鐵柱套繞組，鐵軛使整個(gè)鐵心分鐵柱和鐵軛。鐵柱套繞組，鐵軛使整個(gè)磁路形成閉合磁路。磁路形成閉合磁路。4.1變壓器的基本

3、工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)（2）繞組）繞組 （a）同心式 （b）交疊式 圖4-3變壓器繞組放置繞組是變壓器的電路部分，一般是用絕緣銅線或鋁線繞制而成。接入電能的一端稱為一次繞組，輸出電能的一端稱為二次繞組。一次、二次繞組中電壓高的一端稱高壓繞組，低的一端稱低壓繞組。高壓繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組匝數(shù)少，導(dǎo)線粗。從繞組的高低壓相對(duì)位置來(lái)看，變壓器繞組分為同心式和交疊式兩類。從繞組的高低壓相對(duì)位置來(lái)看，變壓器繞組分為同心式和交疊式兩類。特點(diǎn)：高低壓繞組同心地套在鐵柱上。便于絕緣處理，低壓繞組在內(nèi)測(cè)靠近鐵心，高壓繞組在外側(cè)遠(yuǎn)離鐵心。特點(diǎn);高低壓繞組互相交疊放置，為了絕緣處理，緊靠鐵軛

4、的上下兩組為低壓繞組4.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)4.1.2變壓器的基本工作原理變壓器的基本工作原理1、變壓器的工作原理、變壓器的工作原理 圖4-5單相變壓器工作原理示意圖根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原、副方繞組分別感應(yīng)電勢(shì) dtdNe11dtdNe22 如不計(jì)一次、二次繞組電阻，不考慮漏磁通，則變壓器為理想變壓器。根據(jù)基爾霍夫定律可寫(xiě)出原、副方電勢(shì)方程式為 dtdNeudtdNeu222111KNNeeuu212121變壓器是一種變換交流電壓等級(jí)的電器。其基本工作原理是通過(guò)電磁感應(yīng)關(guān)系。或者是利用互感作用從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能的一種電器。4.1變壓器的基本工作原理和

5、結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)2、變壓器各物理量正方向的規(guī)定、變壓器各物理量正方向的規(guī)定變壓器中的電壓、電流、電勢(shì)、磁通的大小和方向均隨時(shí)間交變，為正確的表示他們之間的相位關(guān)系，對(duì)他們的正方向作如下規(guī)定。（3）e 和 方向符合右手螺旋法則, 即電勢(shì)正方向與產(chǎn)生該磁通的電流正方向一致 i變壓器參數(shù)方向的規(guī)定：（1） 與 同向，即 符合右手螺旋關(guān)系（2）U與 同向（一次側(cè)為電動(dòng)機(jī)慣例，二次側(cè)為發(fā)電機(jī)慣例）ii4.1.3變壓器的額定值及分類變壓器的額定值及分類1、變壓器的額定值、變壓器的額定值額定值是正確使用變壓器的依據(jù)，在額定狀態(tài)下運(yùn)行，可保證變壓器長(zhǎng)期安全有效的工作，額定值標(biāo)注在變壓器的銘牌上。

6、 4.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)1、額定容量、額定容量 ：指變壓器的視在功率，對(duì)三相變壓器指三相容量之和。 單位伏安（VA）千伏安（KVA） （重點(diǎn)）（重點(diǎn)）NS 2、額定電壓、額定電壓 ：指線值，單位伏（V）千伏（kV） 指電源加到原繞組上的電壓， 是副方開(kāi)路即空載 運(yùn)行時(shí)副繞組的端電壓。 NUNU1NU24、額定功率、額定功率 ：我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50赫（HZ）Nf此外，額定工作狀態(tài)下變壓器的效率、溫升等數(shù)據(jù)均屬額定值。 3、額定電流額定電流 ：由 和 計(jì)算電流，即為額定電流 對(duì)單相變壓器： 對(duì)三相變壓器： NUNSNINNNUSI11NNNUSI22N

7、USINN113NNNUSI2234.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行本節(jié)介紹變壓器空載運(yùn)行的電磁過(guò)程，推出空載運(yùn)行的等效電路、方程式和相量圖 4.2.1變壓器的空載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系變壓器的空載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系 變壓器空載運(yùn)行時(shí)一次繞組接電源，二次繞組開(kāi)路，負(fù)載電流為零，這種情況即為變壓器的空載運(yùn)行。 1、空載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)勢(shì)和電壓比、空載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)勢(shì)和電壓比 4-6變壓器空載運(yùn)行示意圖 一、二次繞組的電壓平衡方程式為： dtdNeudtdNeu2220111KNNee2121 若不計(jì)漏磁通，按上圖所規(guī)定各量正方向，由基爾霍夫第二定律可列出一、二次繞組的 電壓平衡方程式 dtdNRie

8、Riu111011101dtdNeu2220KNNeeUU212121調(diào)節(jié)一、二次側(cè)匝數(shù)即可達(dá)到變壓目的。 式中R1為一次繞組的電阻，U20為二次側(cè)空載電壓，即開(kāi)路電壓，一般 很小，忽略不計(jì)時(shí)11EU110Ri變壓器空載運(yùn)行電磁關(guān)系示意圖 4.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行2、主磁通、勵(lì)磁電流及勵(lì)磁阻抗、主磁通、勵(lì)磁電流及勵(lì)磁阻抗 通過(guò)鐵心并與一二次繞組同時(shí)交鏈的磁通為主磁通，空載時(shí)流過(guò)一次通過(guò)鐵心并與一二次繞組同時(shí)交鏈的磁通為主磁通，空載時(shí)流過(guò)一次繞組的電流為空載電流繞組的電流為空載電流 ，產(chǎn)生主磁通所需的電流為勵(lì)磁電流，產(chǎn)生主磁通所需的電流為勵(lì)磁電流，用 表示，空載時(shí) 全部用

9、以產(chǎn)生主磁通即：mi10iim10iIIIFem4-8變壓器空載運(yùn)行主磁通、激磁電流和電勢(shì)之間的相位此時(shí) 中除無(wú)功分量 外，還有有功分量iFeimi圖4-9 變壓器空載磁化曲線及電流、磁通波形4.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行10i勵(lì)磁電流由磁化電流和鐵耗電流組成磁化電流 為無(wú)功分量，用來(lái)提供主磁場(chǎng)，其相位與主磁通一致i鐵損耗電流為有功分量，用來(lái)提供鐵心損耗，其相位超前主磁通90度磁通與磁化曲線之間的關(guān)系是一條磁化曲線磁通隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化時(shí)，磁化電流不會(huì)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，呈現(xiàn)為尖頂波形)11(11121111FeFemmmmRjxEIIIxI jILjEdtdiNdtdN

10、eNiF用復(fù)數(shù)表示：mmmjxRZ Rm：激磁電阻，表征鐵心損耗的一個(gè)等效參數(shù)（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） Xm：激磁電抗，表征鐵心磁化性能的一個(gè)等效參數(shù)（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） Zm：激磁阻抗，表征鐵心損耗和磁化性能的一個(gè)等效參數(shù) 式中: 222xRxRRFeFem222xRRxxFeFem)(11mmmmmmmjXRIZIEZEI（a）激磁電流等效電路 （b）等效串聯(lián)電路 圖4-10 鐵心線圈的等效電路4.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行交流電路的電磁關(guān)系是電流激勵(lì)磁場(chǎng)，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是磁場(chǎng)的響應(yīng)。這種激勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系常用一種參數(shù)表征，這個(gè)參數(shù)即為感抗以上三值均隨飽和度變化而變化，不是常數(shù)，但當(dāng)

11、外電壓變化不大時(shí)，鐵心內(nèi)主磁通變化很小可認(rèn)為Zm為常值3、漏磁通和漏磁電抗、漏磁通和漏磁電抗 在實(shí)際變壓器中，除交鏈一、二次繞組的主磁通外，還有一部分僅與一個(gè)繞組交鏈通過(guò)空氣閉合的漏磁通 dtdiLdtdiNdtiNdNdtdNei111121111111111)(dtdiLdtdiNdtiNdNdtdNei222222222222222)(11111IXJILJE22222IXJILJE2222212111NLXNLX由于漏磁通是經(jīng)過(guò)空氣隙閉合的，而空氣的磁導(dǎo)率為常數(shù)，所以漏電抗為常值與磁路的飽和程度無(wú)關(guān)。 4.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行4.2.2空載運(yùn)行時(shí)的電壓方程式、等

12、效電路及相量圖空載運(yùn)行時(shí)的電壓方程式、等效電路及相量圖4.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行221101111101EUZIEEERIU圖4-11變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等效電路圖4-12 變壓器空載運(yùn)行時(shí)的相量圖變壓器空載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系，可寫(xiě)出變壓器一二次側(cè)的電壓平衡方程式引入了 和Zm后，就將磁場(chǎng)問(wèn)題簡(jiǎn)化成電路問(wèn)題，將磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用電路參數(shù)表征，主磁通經(jīng)過(guò)鐵心且在其內(nèi)交變引起鐵損耗，故引入阻抗Zm表征主磁通，漏磁通經(jīng)過(guò)空氣隙，故引入 表征漏磁通 1X1X1X1X1X4.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行4.3.1變壓器負(fù)載運(yùn)行的電磁關(guān)系變壓器負(fù)載運(yùn)行的電磁關(guān)系圖4-13變壓

13、器負(fù)載運(yùn)行示意圖 當(dāng)接入 也將作用于主磁路上。F2的出現(xiàn)，使 趨于改變，因?yàn)閺目蛰d到負(fù)載，變壓器一次側(cè)外加電壓不變2222FINIZLm.11常數(shù)EU相應(yīng)的 為常數(shù) m因此要達(dá)到新的平衡條件是：一次側(cè)繞組中電流增加一個(gè)分量與二次側(cè)繞組中由 產(chǎn)生的磁勢(shì)相抵消。以維持 不變，即：mLIIi112im02211iNiNL 這一關(guān)系式稱為磁勢(shì)平衡關(guān)系，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，原繞組的電流也隨之增加，由空載時(shí)的i10變?yōu)閕1,從而使變壓器的功率從原方傳遞到副方。2121NNee2211eieiL說(shuō)明二次側(cè)所需功率（ ）由一次側(cè)提供（ ），正號(hào)表示輸出功率，負(fù)號(hào)表示輸入功率。由變壓器的能量傳遞的原理可見(jiàn)，變壓器

14、一二次側(cè)沒(méi)有電的聯(lián)系，能量的傳遞時(shí)基于電磁感應(yīng)的原理，變壓器中主磁通 是能量轉(zhuǎn)換的媒介。22ei11eiL2121iNNiL4.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行4.3.2變壓器負(fù)載運(yùn)行的基本方程式變壓器負(fù)載運(yùn)行的基本方程式4-14 變壓器空載運(yùn)行電磁關(guān)系示意圖 1、磁勢(shì)平衡方程式、磁勢(shì)平衡方程式miNiNiN12211 負(fù)載時(shí)，用于建立主磁通的負(fù)載時(shí)，用于建立主磁通的激磁磁動(dòng)勢(shì)激磁磁動(dòng)勢(shì)是一、二次繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)，是一、二次繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)，且為空且為空 載載 時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)，即激磁磁動(dòng)勢(shì)。時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)，即激磁磁動(dòng)勢(shì)。4.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行另一部分用來(lái)抵消二次側(cè)的負(fù)

15、載分量， 能量由一次側(cè)傳到二次側(cè)。 1122121,IIIINNiLL 上式表明負(fù)載后，一次側(cè)電流由兩部分組成，一部分維持主磁通的激磁電流Im。LmmIIINNII12121)(2、電壓平衡方程式、電壓平衡方程式2222211111111RIEEUZIEEERIU222111IXJEIXJE將式 帶入上式得4.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行歸納起來(lái)變壓器的基本方程式為：式中 ： 一、二次側(cè)繞組漏阻抗 一、二次側(cè)繞組漏電阻 一、二次側(cè)繞組漏電抗 :,21ZZ:,21RR:,21xx22221111ZIEUZIEUmmmZIEINININKEEZIEUZIEU1122112122221

16、1114.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行4.3.3變壓器負(fù)載運(yùn)行的等值電路及相量圖變壓器負(fù)載運(yùn)行的等值電路及相量圖 上組方程為變壓器的一組基本方程式，利用這組方程式可對(duì)變壓器的運(yùn)行性能進(jìn)行定量計(jì)算。但是由于原、副繞組匝數(shù)不等，且為復(fù)數(shù)運(yùn)算給計(jì)算帶來(lái)很大困難，在分析變壓器時(shí)不采用聯(lián)立方式求解的方法，而是尋求一種簡(jiǎn)便的方法，即等值電路的方法進(jìn)行計(jì)算。 1、變壓器的歸算、變壓器的歸算（1） 電流的歸算電流的歸算 根據(jù)規(guī)算前后磁勢(shì)不變的原則,規(guī)算后得量斜上打“”LIIKIININ12222221 歸算是把二次側(cè)繞組匝數(shù)變換成一次測(cè)繞組的匝數(shù), 而不改變一、二次側(cè)繞組的電磁關(guān)系 4.3單相變

17、壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行 （2） 電勢(shì)和電壓的歸算電勢(shì)和電壓的歸算 根據(jù)電勢(shì)與匝數(shù)成正比得關(guān)系 KNNNNEE212222222222222222222222XKXXIXIRKRRIRI得：得：122EKEE22KEE22KUU同理 （3） 阻抗的歸算阻抗的歸算4.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行規(guī)算后的基本方程式為規(guī)算后的基本方程式為: mmmZIEEINININKEEZIEUZIEU21122112122221111以上是將副繞組歸算到原繞組，同理也可將原繞組歸算到副繞組，即令，按照上述方法，推出原方各物理量的歸算值。 4.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行2、

18、變壓器等效電路和相量圖、變壓器等效電路和相量圖（1）“T”型等效電路型等效電路4-16變壓器的“T”型等效電路（2）近似和簡(jiǎn)化等效電路）近似和簡(jiǎn)化等效電路4-17變壓器的近似等效電路4-18變壓器的簡(jiǎn)化等效電路4.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的等效電路是指將變壓器一、二次側(cè)兩個(gè)互不連接的電路經(jīng)過(guò)繞組的歸算后推出有電的聯(lián)系的等效電路。經(jīng)過(guò)上述繞組的歸算后， ，從而導(dǎo)出有電的聯(lián)系的等效電路。12EE 以上通稱短路參數(shù)由短路實(shí)驗(yàn)求得從簡(jiǎn)化等效電路中看出, 當(dāng) 時(shí),可將一二次側(cè)參數(shù)合并起來(lái),此時(shí)為短路阻抗0LZ-短路電阻-短路電抗-短路阻抗21RRRK21xxXkKKKjXRZ4.

19、3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行（3）變壓器的相量圖）變壓器的相量圖 4-19感性負(fù)載變壓器的相量圖 變壓器中的參數(shù) ,對(duì)變壓器的運(yùn)行性能有直接影響, 已知變壓器的參數(shù),就可繪出等效電路, 然后可以運(yùn)用等效電路分析計(jì)算。 可通過(guò)空載和短路試驗(yàn)確定 mZkZmZkZ4.4 變壓器參數(shù)測(cè)定變壓器參數(shù)測(cè)定4.4.1空載試驗(yàn)空載試驗(yàn) 可近似認(rèn)為Zo=ZmmZZZIU10001ZZm201UUK 000IUIUZNm22mmmRZx200IPRm圖4-20單相變壓器空載試驗(yàn)接線圖 因短路試驗(yàn)電流大,電壓低,一般在高壓側(cè)作.從等效電路可見(jiàn) ,外加電壓僅用來(lái)克服變壓器本身的漏阻抗壓降,所以當(dāng)Uk很

20、低時(shí),電流即到達(dá)額定,該電壓為(5-10%)UN. 0LZ4.4 變壓器參數(shù)測(cè)定變壓器參數(shù)測(cè)定4.4.2 短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)圖4-21單相變壓器短路試驗(yàn)接線圖KKKRIRIRIP2222121KKKIUZ2KKKIPR22KKKRZX可按221KRRR221KXXX00)75(750TTRRKcK2)75(2)75(00KcKcKXRZ2285 .234:0、鋁線銅線室溫TKU1短路試驗(yàn)時(shí)使電流達(dá)到額定值時(shí)所加電壓 稱為阻抗電壓或短路電壓。阻抗電壓或短路電壓。阻抗電壓用額定電壓百分比表示時(shí)有:阻抗電壓百分值阻抗電壓百分值是銘牌數(shù)據(jù)之一,是變壓器的主要參數(shù).阻抗電壓的大小反映變壓器在額定負(fù)載下運(yùn)行

21、時(shí),漏阻抗壓降的大小. 從運(yùn)行性能考慮：從運(yùn)行性能考慮：希望uk小，使負(fù)載時(shí)端電壓隨負(fù)載變化波動(dòng)小從限制短路電流考慮：從限制短路電流考慮：希望uk大，可以限制短路電流%100%1001111NKNNkkUZIUUu4.4 變壓器參數(shù)測(cè)定變壓器參數(shù)測(cè)定22111111%100%100%100%100KQKPKNKNNKQKQNKNNKpKpuuuUXIUUuURIUUu 在工程計(jì)算中電壓、電流、阻抗和功率等物理量除了采用實(shí)際值來(lái)表示和計(jì)算外，有時(shí)也用標(biāo)幺值來(lái)表示和計(jì)算。本節(jié)介紹標(biāo)幺值的概念和計(jì)算方法。4.5 標(biāo)幺值標(biāo)幺值4.5.1標(biāo)幺值的概念標(biāo)幺值的概念 標(biāo)幺值用符號(hào)“*”表示，沒(méi)有量綱，標(biāo)幺值

22、乘100便為百分值?；祵?shí)際值標(biāo)幺值 標(biāo)幺值與百分值之間的關(guān)系為%100 標(biāo)幺值百分值NNbNNbNbNbIUSIUZIIUU,4.5 標(biāo)幺值標(biāo)幺值4.5.2基值的選取及標(biāo)幺值的計(jì)算基值的選取及標(biāo)幺值的計(jì)算 在變壓器和電機(jī)中通常選額定電壓和額定電流作為基值。則 對(duì)于變壓器當(dāng)選定了一、二次側(cè)額定電壓和額定電流作為基值時(shí)，一、二次側(cè)額定電壓和額定電流的標(biāo)幺值為 NNUUUUUU222111NNIIIIII222111NNbNNbUIZZZZUIZZZZ2222221111114.5 標(biāo)幺值標(biāo)幺值在計(jì)算變壓器的空載和短路參數(shù)時(shí)，可直接用標(biāo)幺值的公式進(jìn)行計(jì)算 01IUZm200IPRm22mmmRZX

23、 應(yīng)用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)：（1）不論變壓器或電機(jī)的容量大小，用標(biāo)幺值表示，各參數(shù)和典型性能 的數(shù)據(jù) 都在一定的范圍內(nèi)，便于比較。 （2） 用標(biāo)幺值時(shí)，不必再進(jìn)行歸算。（歸算到高壓側(cè)或低壓側(cè)的參數(shù)相等）（3）便于計(jì)算。短路阻抗標(biāo)幺值等于阻抗電壓的標(biāo)幺值。 *K1111111*uKNKNKNNNKbKKUUUUZIIUZZZZ1、聯(lián)結(jié)方法、聯(lián)結(jié)方法 在三相變壓器中用大寫(xiě)字母A、B、C表示高壓端首端，X、Y、Z表示尾端，小寫(xiě)字母a、b、c表示低壓端首端，x、y、z表示尾端。連接可采用星型（Y連接）用Y（或y）表示，角型（ 連接）用D(或d)表示。在國(guó)產(chǎn)電力變?cè)趪?guó)產(chǎn)電力變壓器常采用壓器常采

24、用Y,yn Y,d 和和YN,d三種連接。三種連接。N(或或n)表示有中點(diǎn)引出表示有中點(diǎn)引出。 4.7 三相變壓器三相變壓器4.7.2三相變壓器電路系統(tǒng)三相變壓器電路系統(tǒng)聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組圖4-28三相變壓器聯(lián)結(jié)方法 2、聯(lián)結(jié)組、聯(lián)結(jié)組 根據(jù)變壓器原、副方對(duì)應(yīng)的線電壓之間的相位關(guān)系，把變壓器繞組根據(jù)變壓器原、副方對(duì)應(yīng)的線電壓之間的相位關(guān)系，把變壓器繞組的聯(lián)結(jié)分成不同的組合稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。的聯(lián)結(jié)分成不同的組合稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。實(shí)踐與理論證明，變壓器高低壓方相對(duì)應(yīng)的線電壓的相位差總是30的倍數(shù)。因此采用“時(shí)鐘表示法時(shí)鐘表示法”來(lái)表示這種相位差是很簡(jiǎn)明的。 圖4-29不同繞向時(shí)原、副繞組的同名端 4.7

25、 三相變壓器三相變壓器無(wú)論單相還是三相變壓器的高低壓繞組都是繞在同一條鐵心上。它們是被同一主磁通所交鏈，高低壓繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系只有兩種，一種同相，一種反相。1、同名端、同名端由于變壓器一二次繞組被同一主磁通交鏈，當(dāng)主磁通交變時(shí)，在一二次繞組中所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)有一定的極性關(guān)系，當(dāng)一次繞組某一點(diǎn)的瞬間電位為正時(shí)，二次繞組也必然在同一瞬間有一定的電位為正，這兩個(gè)對(duì)應(yīng)的同極性點(diǎn)端點(diǎn)是同名端。同名端可以在兩個(gè)繞組的相同端，也可在不同端，這取決于繞組的繞向。 （a）同名端標(biāo)記 （b）逆名端標(biāo)記 圖4-30繞向相同時(shí)原、副繞組相電勢(shì)的相位關(guān)系4.7 三相變壓器三相變壓器設(shè)一二次繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方

26、向都是從繞組的首端指向尾端，則當(dāng)一二次繞組的同名端同時(shí)取為首端，且當(dāng)一二側(cè)繞組繞向相同時(shí)，則一二次繞組感應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)為同方向。當(dāng)一二次繞組的非同名端取為首端時(shí)，且當(dāng)一二次繞組的繞向相同時(shí)，則一二次繞組感應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)為反方向。4.7 三相變壓器三相變壓器2、相序和連接方向、相序和連接方向A、B、C的排列順序3、連接方向、連接方向連接方向僅對(duì)角聯(lián)接而言，有正向和反向兩種情況。a與y，b與z，c與x連接是正方向。4.7 三相變壓器三相變壓器 掌握上述決定聯(lián)接組的三個(gè)因素后，給出變壓器電路連接圖，即可掌握上述決定聯(lián)接組的三個(gè)因素后，給出變壓器電路連接圖，即可畫(huà)出相量圖，然后借助畫(huà)出相量圖，然后借助 時(shí)

27、鐘表示法時(shí)鐘表示法 確定聯(lián)接組。確定聯(lián)接組。圖4-31 Y，y0聯(lián)結(jié)組 以YY聯(lián)機(jī)的三相變壓器為例說(shuō)明聯(lián)接組的判別：（1）在接線圖上標(biāo)出各相電動(dòng)勢(shì)相量（2）畫(huà)出原繞組電動(dòng)勢(shì)相量位形圖（3）根據(jù)同一鐵心上原副繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系，畫(huà)出副邊繞組電動(dòng)勢(shì)位形圖比較原副繞組線電壓的相位關(guān)系，根據(jù)時(shí)鐘表示法確定聯(lián)接組別。 在現(xiàn)代發(fā)電站和變電所中，常常采用多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的方式。所謂的并聯(lián)運(yùn)行，就是將變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)繞組分別接到一、二次側(cè)的公共母線上。 4.8 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行圖4-38兩臺(tái)Y，y聯(lián)結(jié)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 4.8 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行4.8.1變壓器并聯(lián)的

28、條件變壓器并聯(lián)的條件 變壓器采用并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：變壓器采用并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)： 1、根據(jù)負(fù)載的大小，調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的臺(tái)數(shù)，以提高運(yùn)行效率 2、不停電檢修變壓器，以提高供電可靠性。 3、 減少總備用容量。 變壓器理想并聯(lián)時(shí)的條件變壓器理想并聯(lián)時(shí)的條件 1）空載運(yùn)行時(shí)變壓器之間無(wú)環(huán)流。 2）每臺(tái)變壓器負(fù)載分配合理 3）各變壓器負(fù)載電流同相位。 要達(dá)到理想 并聯(lián)運(yùn)行，需滿足下列條件：（重點(diǎn)） 1）各臺(tái)變壓器的額定電壓和變比要相等。 2）聯(lián)結(jié)組號(hào)應(yīng)相同。 3）各變壓器短路阻抗標(biāo)幺值相同，阻抗角相同 4.8 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行4.8.2對(duì)并聯(lián)運(yùn)行條件的分析對(duì)并聯(lián)運(yùn)行條件的分析1、聯(lián)結(jié)組標(biāo)

29、號(hào)對(duì)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的影響、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)對(duì)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的影響 組別不同的變壓器，雖滿足1、3條，但兩變壓器二次側(cè)電壓相位至少差30 圖4-39 Y，y0和Y，d11并聯(lián)時(shí)副方電壓相位差202252. 0230sin2UUU2U由 產(chǎn)生很大的環(huán)流，可能損壞變壓器線圈。這是絕對(duì)不允許的。4.8 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行2、電壓比不等對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的影響、電壓比不等對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的影響由電路定律得：變比不等兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行 222221221IIIZIUKUZIUKUKIIIINKIIN聯(lián)立上述方程求解得 CLIIKIIKIIIINKIIKIKIIICLIKIIKIIIINKIIKIKIIIIIZZ

30、KKUZZZIIIIZZKKUZZZII)11()11(122122KIIKIIIINCZZKKUI )11(1CI稱為環(huán)流 在并聯(lián)運(yùn)行的變壓器之間負(fù)載電流按其與短路阻抗成反比分配。將上式兩端同乘 ，并認(rèn)為兩臺(tái)變壓器具有相同的額定電壓則： 并聯(lián)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流的標(biāo)幺值與其漏阻抗的標(biāo)幺值成反比并聯(lián)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流的標(biāo)幺值與其漏阻抗的標(biāo)幺值成反比 NINIIII*KIKIILIILIZZII3、短路阻抗標(biāo)幺值不等對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的影響、短路阻抗標(biāo)幺值不等對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的影響 KIIKIKIILIZZZII 2KIKIIKILIIZZZII 2KIKIILIILIZZII 4.8 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行4.9其他用途的其他用途的 變壓器變壓器 普通的變壓器的一、二次線圈只有磁的聯(lián)系而沒(méi)有電的聯(lián)系，自耦變壓器的特點(diǎn)在于一、二次線圈之間不僅有磁的聯(lián)系而且有自耦變壓器的特點(diǎn)在于一、二次線圈之間不僅有磁的聯(lián)系而且有電的直接聯(lián)系。電的直接聯(lián)系。如果把一臺(tái)普通的變壓器的一次繞組和二次繞組串聯(lián)起來(lái)。即成為一臺(tái)自耦變壓器，這時(shí)普通變壓