變壓器課程課件

9.6變壓器的運行特性效率：當(dāng)可變損耗與不變損耗相等時，

即有最大效率：電力變壓器的最大效率較高，可達(dá)95%～99%，電力變壓器最大效率一般發(fā)生在I2*=0.5~0.6范圍內(nèi)

第十章三相變壓器10.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)10.2三相變壓器的聯(lián)結(jié)組號10.3三相變壓器繞組連接方式對相電勢波形的影響10.4變壓器的并聯(lián)運行10.5三相變壓器的不對稱運行本章內(nèi)容：

三相變壓器對稱運行時，其各相的電壓，電流大小相等，相位互差，因此在運行原理的分析與計算時，可以取三相中一相來研究，即三相問題可以轉(zhuǎn)化為單相問題。10.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的磁路系統(tǒng)，可分為各相磁路彼此無關(guān)和彼此相關(guān)兩類，各有優(yōu)缺點。

（a）（b）（c）三相變壓器組的磁路三相心式變壓器的磁路10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號1.高、低壓繞組相電勢的相位關(guān)系三相變壓器高壓繞組的首端通常用大寫的A、B、C表示，尾端用大寫的X、Y、Z表示，低壓繞組的首端用小寫的a、b、c表示，尾端用x、y、z表示。為了確定相電勢的相位關(guān)系，高壓和低壓繞組相電勢相量的正方向統(tǒng)一規(guī)定為從繞組的首端指向尾端。高壓和低壓繞組的相電勢既可能是同相位，亦可能是反相位，取決于繞組的繞法和首、末端的標(biāo)志方式（繞組的同名端是否同在首端或尾端）。10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號2.高、低壓繞組線電勢的相位關(guān)系時鐘表示法：把高、低壓繞組兩個線電勢三角形的重心重合，把高壓側(cè)線電勢三角形的一條中線作為時鐘的長針，指向鐘面的12，再把低壓側(cè)線電勢三角形中對應(yīng)的中線作為短針，它所指的鐘點就是該聯(lián)結(jié)組的組號。Yy0聯(lián)結(jié)組Yy6聯(lián)結(jié)組

Yy聯(lián)結(jié)組10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號2.高、低壓繞組線電勢的相位關(guān)系Yd11聯(lián)結(jié)組Yd聯(lián)結(jié)組

高、低壓繞組采用Yy（或Dd）連接，可得0，2，4，6，8，10這六個偶數(shù)聯(lián)結(jié)組號；高、低壓繞組采用Yd（或Dy）連接，可得1，3，5，7，9，11這六個奇數(shù)聯(lián)結(jié)組號；總共可得12個聯(lián)結(jié)組號。

10.2三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組號順便指出，判斷三相變壓器聯(lián)結(jié)組號時，有時將變壓器高、低壓側(cè)線電勢相量三角形的A點與a點重合，用高壓側(cè)線電勢相量當(dāng)作時鐘的長針，把對應(yīng)的低壓側(cè)線電勢相量當(dāng)作時鐘的短針。變壓器聯(lián)結(jié)組的種類有多種，為了方便應(yīng)用，國標(biāo)規(guī)定Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0等五種作為優(yōu)先采用的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組。

已知三相變壓器聯(lián)結(jié)組號為Yd3，畫出相量圖、完成繞組的連接并標(biāo)記繞組的首尾端AE&

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10.3三相變壓器繞組連接方式對相電勢波形的影響

1.Yy連接的三相變壓器

三相變壓器中，一次側(cè)三相繞組的連接方法不同，可能導(dǎo)致激磁電流中的三次（及其倍數(shù)次）諧波分量不能流通，這將迫使主磁通與相電勢波形畸變，并且這種畸變的程度不僅與繞組的連接方式有關(guān)，還與三相變壓器的磁路系統(tǒng)有關(guān)。

一次側(cè)Y接線，i03=0，i0為正弦波，磁通Φ應(yīng)為平頂波。B.對三相心式變壓器，Φ3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，Φ3很小，Φ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，容量大于1800kVA時，不宜采用心式Y(jié)y連接。A.

對三相組式變壓器，Φ3可以在鐵心中存在，所以Φ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Yy連接。10.3三相變壓器繞組連接方式對相電勢波形的影響

2.Yd連接的三相變壓器

一次繞組Y連接，i03=0，i0為正弦波，Φ應(yīng)為平頂波，其中的Φ3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Φ23大大削弱Φ3的作用，因此合成磁通和電動勢均接近正弦波。為了能夠采用Yy連接方式，工程中常在變壓器中加入一個相應(yīng)獨立的D接繞組，達(dá)到消除三次（三的倍數(shù)次）諧波磁通的目的，解決磁通和相電勢畸變問題。

3.YNy或Dy連接的三相變壓器一次側(cè)YN或D接線，i03可以流過，i0為尖頂波，磁通Φ應(yīng)為正弦波，感應(yīng)電動勢e也為正弦波。10.4變壓器的并聯(lián)運行

并聯(lián)運行的優(yōu)點:提高供電系統(tǒng)的可靠性；提高變壓器的運行效率；可以減少變壓器的儲備容量。變壓器并聯(lián)運行是指將兩臺或多臺變壓器的一次繞組和二次繞組分別并聯(lián)到一次側(cè)和二次側(cè)的公共母線上，同時對負(fù)載供電的運行方式

。

10.4變壓器的并聯(lián)運行

1.變壓器并聯(lián)運行的理想條件

1）空載時，并聯(lián)運行的各臺變壓器二次側(cè)之間沒有環(huán)流。2）并聯(lián)運行的各變壓器承擔(dān)的負(fù)載電流按其額定容量成比例分配。3）負(fù)載后并聯(lián)運行的變壓器二次側(cè)電流應(yīng)同相位。為了達(dá)到變壓器并聯(lián)運行的理想條件，并聯(lián)運行的變壓器必須具備下列條件：1）各變壓器的額定電壓和電壓變比應(yīng)分別相等。2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組號相同?！?）各變壓器短路阻抗的標(biāo)幺值要相等，阻抗角要相同。10.4變壓器的并聯(lián)運行

2.變比不等時的變壓器并聯(lián)運行

短路阻抗不等時，并聯(lián)運行變壓器負(fù)載電流的標(biāo)幺值與其短路阻抗的標(biāo)幺值成反比。

3.短路阻抗不等時的變壓器并聯(lián)運行

結(jié)論：變壓器并聯(lián)運行時，聯(lián)結(jié)組號必須相同；電壓比（變比）偏差要嚴(yán)格控制（一般小于0.5%）；短路阻抗的標(biāo)幺值差值不大于10%，容量大的變壓器短路阻抗的標(biāo)幺值略小些，短路阻抗角可適當(dāng)有差別。10.5三相變壓器的不對稱運行

1.對稱分量法

對稱分量法的原理是把一組不對稱的三相電壓或電流看成三組三相同頻率的對稱的電壓或電流的疊加，后者稱為前者的對稱分量。

2.Yyn連接的三相變壓器單相負(fù)載分析

略第十一章三繞組變壓器及其他用途變壓器11.1三繞組變壓器11.2自耦變壓器11.3互感器內(nèi)容：

11.1三繞組變壓器1.繞組

三繞組變壓器有一個一次繞組和兩個二次繞組。對應(yīng)于三個繞組有高壓、中壓和低壓三種額定電壓。三繞組變壓器的第三繞組常常接成三角形連接。三繞組變壓器的鐵心一般為心式結(jié)構(gòu)。三相三繞組變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組有YNyn0d11和YNyn0y0兩種。

2.基本方程和等效電路

磁通示意圖簡化等效電路11.1三繞組變壓器3.參數(shù)的測定

磁勢平衡方程：三繞組變壓器短路實驗電勢平衡方程：（a）（b）（c）三繞組變壓器的等效漏阻抗可用三次短路試驗來測定。

11.2自耦變壓器1.自耦變壓器的連接法和容量關(guān)系

變壓器的一次和二次繞組中有一部分繞組是公共繞組的變壓器稱為自耦變壓器

接線圖繞組布置（a）（b）

自耦變壓器的視在功率由兩部分組成：一部分功率SN與普通兩繞組變壓器一樣，由電磁感應(yīng)關(guān)系傳遞到二次，稱為感應(yīng)功率；另一部分視在功率[SN/(ka-1)]則是通過直接傳導(dǎo)作用，由一次傳送到二次，稱為傳導(dǎo)功率，傳送這部分功率時不需要耗費變壓器的有效材料。

11.2自耦變壓器2.自耦變壓器的特點

1）由于自耦變壓器的計算容量小于額定容量，所以在同樣的額定容量下，自耦變壓器的主要尺寸縮小，有效材料（硅鋼片和銅線）和結(jié)構(gòu)材料（鋼材）都相應(yīng)地減少，從而降低了成本。效率較高。2）由于自耦變壓器的短路阻抗標(biāo)么值比兩繞組變壓器的小，故短路電流較大。為了提高自耦變壓器承受突然短路的能力，設(shè)計時，對自耦變壓器的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，必要時可以適當(dāng)增大短路阻抗以限制短路電流。3）由于自耦變壓器一次側(cè)與二次側(cè)之間有電的聯(lián)系，當(dāng)高壓側(cè)過電壓時，會引起低壓側(cè)產(chǎn)生嚴(yán)重的過電壓。為避免這種危險，一次、二次側(cè)都須裝設(shè)避雷器。

11.3互感器1.電流互感器

互感器是一種測量用的設(shè)備，有電流互感器和電壓互感器兩種，它們的工作原理和變壓器相同。

電流互感器原理圖

電流互感器的一次繞組由一匝或幾匝截面較大的導(dǎo)線構(gòu)成，串入需要測量電流的電路中。二次側(cè)的匝數(shù)較多，導(dǎo)線截面較小，并與阻抗很小的儀表（如電流表，瓦特表的電流線圈等）接成閉路。電流互感器分為0.2，0.5，1.0，3.0和10等五個標(biāo)準(zhǔn)等級。例如，0.5級準(zhǔn)確度就表示在額定電流時，測量電流