变压器原理及接线组别

2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器1※单相变压器要点1.变压器基本工作原理2.变压器的额定值3.变压器磁路中的主、漏磁通4.铁心饱和时的励磁电流成分5.电势平衡、磁势平衡、功率平衡6.变压器的电抗参数（分析时和磁通对应）7.变压器的主要性能指标（电压变化率和效率）8.标幺值2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器23-8三相变压器磁路、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CZCBYBAXA2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器3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。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器42、心式磁路变压器特点：三相磁路彼此有关联，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。0CBA在结构上省去中间的芯柱2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器5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。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器6二、联接组别（一）联结法绕组标记绕组名称单相变压器三相变压器中性点首端末端首端末端高压绕组AXA、B、CX、Y、ZN低压绕组axa、b、cx、y、zn2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器7绕组名称单相变压器三相变压器中性点首端末端首端末端高压绕组U1U2U1、V2、W1U2、V2、W2N低压绕组u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n或者有的记法绕组标记2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器8两种三相绕组接线: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。顺时针方向：A超前B超前C各120ºBEBYAEXACEZCABEBCECAEBEBYAEXACEZCABEBCECAE2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器92、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：AX-BY-CZAX-CZ-BYBEBYAEXACEZCABEAXBYCZAEBECEAXBYCZAEBECEBEBYAEXACEZCABE2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器10绕组接法表示①Y，y或YN，y或Y，yn②Y，d或YN，d③D，y或D，yn④D，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。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器11（二）联结组变压器的同一相高、低压绕组都是绕在同一铁芯柱上，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。1、高低压绕组中电势的相位同名端决于绕组的绕制方向2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器122、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“˙”。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器13一、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。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器143、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。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器15例如单相变压器)I,I(I/I012连接组别为)I,I(I/I66连接组别为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I,I02020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器16（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30º的整数倍。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器17①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；②在接线图上标出相电势和线电势的假定正方向；③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）；④根据高、低压绕组线电势相位差，确定联结组别的标号。※确定三相变压器联结组别的步骤2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器18CBA1、Yy0CBAX、Y、Zabcx、y、zÉABÉab2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器192、Yy6180º2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器203、Yy4注意abc顺序错过一个铁心柱120º2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器21Yy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、Yy02020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器22ÈcÈaÈb4、Yd130º2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器235、Yd5ACBcxzbay150ºÈabX、Y、Z2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器246、Yd11330ºACBcxbzayÈabX、Y、Z2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器25Yd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。若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到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、YNd112020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器26例1：将变压器接成联接组标号Dy1，并画电动势相量图●●●ABCXYZ●●●初级△接AX－CZ－BY联结初级△接AX－BY－CZ联结2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器27●●●ABCXYZ●●●例1：将变压器接成联接组标号Dy1，并画电动势相量图a.初级△接AX-CZ-BY联结b.画出高压侧电势相量△，并标上AX，CZ，BYA(Y)B(Z)C(X)ÉABÉABÉBY2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器28c.画出低压侧电势相量△，并使Éab滞后EAB30º，同时画出Éax，Éby，Écz。(相序原则顺时针a-b-c)d.由相量图知：Éax与ÉAX同向，表明次级ax绕组与初级AX绕组在同一铁心柱上，且a与A为同极性端。同理by与BY同相；cz与CZ同相。A(Y)abcB(Z)C(X)ÉABÉab30ºe.将次级x,y,z连在一起，接成Y形。●●●●●●AXaxbyczÉaxÉAXx、y、z2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器29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●●●ABCXYZ●●●b.画初级电势相量△，并标上AX，BY，CZAXBYCZAEBECEÉABA(Z)B(X)C(Y)ÉABÉAX2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器30c.画出初级电势相量△，使Éab滞后ÉAB30º，同时画Éax，Éby，Écz。(相序顺时针a-b-c)d.由相量图知：ÉAX与Éby反向，表明次级AX绕组与初级by绕组在同一铁心柱上，且A与y为同极性端。同理BY与cz反相；CZ与ax反相e.将次级x,y,z连在一起，接成Y形A(Z)B(X)C(Y)ÉABÉAXabcÉAX与Éby反向●●●●●●AXaxbyczZCBYx、y、z2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器31例3变压器绕组如图，画出电动势相量图，判断联接组别●●●cabzxy1）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。∴D,y11●●●XYZABCAa(Y)B(Z)C(X)ÉABÉabÉAXÉBYbcÉBY与Éax反向x、y、z330°2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器32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∴Y,d3●●●zxycab●●●XYZABCAaBCXYZcxbzyEABEab2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器33※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.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。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器34所有Yy2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器35所有Yd2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器36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II0联结组别一种。对三相双绕组电力变压器规定只有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五种。2020年2月25日星期二《电机学》第三章变压器37标准组别的应用Yyn0——三相四线制配电系统中，供电给动力和照明的混合负载；Yd11——低压高于0.4kV的线路中；YNd11——110kV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。最常用