1、变压器篇变压器篇三相变压器三相变压器(1)(1)掌握三相组式变压器和芯式变压器磁路特点；掌握三相组式变压器和芯式变压器磁路特点； (2)(2)掌握变压器组别，能用位形图判断连接组别；掌握变压器组别，能用位形图判断连接组别；(3)(3)掌握绕组连接方式掌握绕组连接方式( (电路电路) )和铁芯结构和铁芯结构( (磁路磁路) )对三相变压器空对三相变压器空载电动势波形的影响载电动势波形的影响 ；(4)(4)了解对称分量法是分析变压器的各种不对称运行情况的有效了解对称分量法是分析变压器的各种不对称运行情况的有效方法，知道中点位移现象。方法，知道中点位移现象。 电力系统常常把变换三相交流电等级的变压器
2、称为电力系统常常把变换三相交流电等级的变压器称为三相变三相变压器压器。目前电力系统均采用三相变压器，因而三相变压器的应用。目前电力系统均采用三相变压器，因而三相变压器的应用极为广泛极为广泛, , 在三相变压器三相对称负载运行时在三相变压器三相对称负载运行时, , 变压器变压器各相电流、各相电流、电压大小相等，相位相差电压大小相等，相位相差1201200 0，因此对于其运行原理的分析计算，因此对于其运行原理的分析计算可采用可采用“一相法一相法”进行研究。进行研究。(1)(1)三相变压器的磁路和电路系统；三相变压器的磁路和电路系统； (2)(2)三相变压器绕组连接组别的判定；三相变压器绕组连接组别
3、的判定； (3)(3)三相变压器绕组连接方式和铁芯结构对电动势波形的影响。三相变压器绕组连接方式和铁芯结构对电动势波形的影响。难点难点: :(1)(1)用时钟表示法判定三相变压器绕组连接组别用时钟表示法判定三相变压器绕组连接组别; ;(2)(2)绕组连接方式绕组连接方式( (电路电路) )和铁芯结构和铁芯结构( (磁路磁路) )对三相变压器空载电对三相变压器空载电动势波形的影响动势波形的影响；(3)(3)中点位移现象。中点位移现象。 本章节仅对三相变压器的特有问题，即本章节仅对三相变压器的特有问题，即三相变压器的磁路系三相变压器的磁路系统统、三相变压器的连接方法和联结组别三相变压器的连接方法和
4、联结组别、感应电动势的波形感应电动势的波形及及三三相变压器的不对称运行相变压器的不对称运行等相关问题进行研究。等相关问题进行研究。应用：应用：三相变压器广泛应用于电力三相变压器广泛应用于电力系统中。系统中。特点：特点：在对称三相负载下运行时，在对称三相负载下运行时，变压器的各相电压、电流大小相等，变压器的各相电压、电流大小相等，相位角互差相位角互差120120，三相完全对称。，三相完全对称。第一节第一节 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统 三相变压器的磁路系统是指主磁通的磁路系统，按三相变压器的磁路系统是指主磁通的磁路系统，按铁芯结构型式的不同可分为铁芯结构型式的不同可分为两种两种，一种
5、是一种是三相组式变压三相组式变压器磁路器磁路，另一种是另一种是三相芯式变压器磁路三相芯式变压器磁路。这两种三相变。这两种三相变压器的磁路各具有不同的特点。压器的磁路各具有不同的特点。三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统1.1.三相组式变压器三相组式变压器AXaxBYbyCZczABC磁路特点：磁路特点：由三个独立的单相变压器组成各相铁芯由三个独立的单相变压器组成各相铁芯,各相各相磁通、磁阻都相等。磁通、磁阻都相等。彼此独立，互不关联。彼此独立，互不关联。AUBUCU三相组式变压器优缺点是三相组式变压器优缺点是：对特大容量的变压器制造容易，备用：对特大容量的变压器制造容易，备用量小。但其铁芯
6、用料多，占地面积大，只适用于超高压、特大容量小。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。量的场合。2.2.三相芯式变压器三相芯式变压器CBAUUU、三相对称三相对称CBA、三相对称三相对称ABCCBA0ABC芯式变压器磁路特点芯式变压器磁路特点：具有共同铁芯，彼此关联，互为通路。：具有共同铁芯，彼此关联，互为通路。中柱（中间铁芯柱）磁通中柱（中间铁芯柱）磁通为三相磁通之和，对称时为三相磁通之和，对称时中柱磁通为零，可省去。中柱磁通为零，可省去。将将3个芯柱安排在同个芯柱安排在同一平面上，就形成芯一平面上，就形成芯式变压器的磁路。式变压器的磁路。(又称三相三铁又称三相三铁芯柱
7、式变压器芯柱式变压器)平面铁芯，磁路不完全对平面铁芯，磁路不完全对称，各相称，各相I I0 0不完全相同，不完全相同，但相差很小，忽略区别。但相差很小，忽略区别。三相三铁芯柱式变压器三相三铁芯柱式变压器AXaxBYbyCZczABC 在这种铁芯结构的变压器中，任一瞬间某一相的磁在这种铁芯结构的变压器中，任一瞬间某一相的磁通均以其他两相铁心为回路，因此各相磁路彼此相关联。通均以其他两相铁心为回路，因此各相磁路彼此相关联。但由于各相磁路长度不等，但由于各相磁路长度不等，中间中间B B相最短相最短，当外加三相对，当外加三相对称电压时，三相励磁电流不对称，称电压时，三相励磁电流不对称， B B相最小相
8、最小。但因励磁。但因励磁电流很小，可忽略对负载运行的影响，可以略去不计。电流很小，可忽略对负载运行的影响，可以略去不计。优点优点：节省材料，体积：节省材料，体积小，效率高，维护方便。小，效率高，维护方便。应用应用：大、中、小容量：大、中、小容量的变压器广泛用于电力的变压器广泛用于电力系统中。系统中。6.6.高高压压绕绕组组三相三柱旁轭式铁芯和绕组三相三柱旁轭式铁芯和绕组1.1.铁芯柱铁芯柱2.2.上铁轭上铁轭3.3.下铁轭下铁轭4.4.旁轭旁轭5.5.低压绕组低压绕组 大容量的电力变压器，当受到运输条件和空间高度的限制，大容量的电力变压器，当受到运输条件和空间高度的限制，需要降低铁芯高度时，常
9、采用三相三柱旁轭式铁芯。它就是在三需要降低铁芯高度时，常采用三相三柱旁轭式铁芯。它就是在三相芯式变压器的铁芯两边加上两个旁轭。如下图所示相芯式变压器的铁芯两边加上两个旁轭。如下图所示: :特点特点: :铁轭中的磁通仅为芯柱中的磁通的铁轭中的磁通仅为芯柱中的磁通的 ，在相同的磁通密，在相同的磁通密度的条件下，上、下铁轭的截面及其高度，可缩小为原来的度的条件下，上、下铁轭的截面及其高度，可缩小为原来的 。3131芯式变压器特点：芯式变压器特点：(1)(1)三个铁三个铁芯互不独立；芯互不独立；(2)(2)三相磁路相三相磁路相互关联；互关联；(3)(3)中间相的磁路短、中间相的磁路短、磁阻小，当三相电
10、压平衡时，磁阻小，当三相电压平衡时，三相励磁电流稍有不对称。三相励磁电流稍有不对称。三相组式和三相芯式变压器的比较：三相组式和三相芯式变压器的比较：组式变压器特点：组式变压器特点：(1)(1)有三个有三个独立的变压器铁芯；独立的变压器铁芯；(2)(2)三相三相磁路互不关联；磁路互不关联；(3)(3)三相电压三相电压平衡时，三相电流、磁通也平平衡时，三相电流、磁通也平衡。衡。 此外两种三相变压器的结构存在的一定的差异：三相组式变此外两种三相变压器的结构存在的一定的差异：三相组式变压器备用容量小，搬运方便。三相芯式变压器节省材料，效率高，压器备用容量小，搬运方便。三相芯式变压器节省材料，效率高，安
11、装占地面积小，价格便宜。所以目前电力系统大多采用三相芯安装占地面积小，价格便宜。所以目前电力系统大多采用三相芯式变压器。式变压器。CZCBYBAXAAXaxBYbyCZczABC三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别一、变压器的绕组首尾端标记一、变压器的绕组首尾端标记( (端头标号端头标号) )绕组名称绕组名称单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器中性点中性点首端首端尾端尾端首端首端尾端尾端高压绕组高压绕组A AX XA A、B B、C CX X、Y Y、Z ZN N低压绕组低压绕组a ax xa a、b b、c cx x、y y、z zn n中压绕组中压绕组A Am mX Xm mA A
12、m m、B Bm m、C Cm mX Xm m、Y Ym m、Z Zm mN Nm m 三相变压器的连接组别是一个很重要的问题，它关到变压器三相变压器的连接组别是一个很重要的问题，它关到变压器电动势的相位及波形问题。电动势的相位及波形问题。首首端端高压侧高压侧 A B CA B C或或U U1 1 V V1 1 W W1 1低压侧低压侧 a b ca b c或或u u1 1 v v1 1 w w1 1尾尾端端高压侧高压侧 X Y ZX Y Z或或U U2 2 V V2 2 W W2 2低压侧低压侧 x y zx y z或或u u2 2 v v2 2 w w2 2二、三相变压器绕组的连接法二、三
13、相变压器绕组的连接法 在三相变压器中，不论是高压绕组还是低压绕组，我国主要在三相变压器中，不论是高压绕组还是低压绕组，我国主要主要采用主要采用星形连接（星形连接（Y Y连接）连接）和和三角形连接（三角形连接（D D连接）连接）两种接法。两种接法。 以高压绕组为例，把三相绕组的个末端以高压绕组为例，把三相绕组的个末端X X、Y Y、Z Z连在一起，连在一起，结成中点，而把它们的三个首端结成中点，而把它们的三个首端A A、B B、C C引出，便是星形连接，引出，便是星形连接，以符号以符号Y(Y(或或y)y)表示。表示。1.1.星形连接星形连接Y Y接法的三相绕组接法的三相绕组电动势相量图电动势相量
14、图 AXAEBYBECZCEBEBYAEXACEZCABEBCECAEY Y接法的三相绕组接法的三相绕组电动势相量图电动势相量图 把一相绕组的首端和另一相尾端连接起来，三相绕组自行构把一相绕组的首端和另一相尾端连接起来，三相绕组自行构成一闭合三角形电路，称为三角形连接，用成一闭合三角形电路，称为三角形连接，用D(D(或或d)d)表示。表示。2.2.三角形连接方式三角形连接方式右向右向d d接法的三相绕组接法的三相绕组电动势相量图电动势相量图左向左向d d接法的三相绕组接法的三相绕组电动势相量图电动势相量图三角形接法三角形接法的两种形式的两种形式: :1.1.右向三角形连接右向三角形连接 (AX
15、-CZ-BY)(AX-CZ-BY)2.2.左向三角形连接左向三角形连接(AX-BY-CZ)(AX-BY-CZ)注意各种连接方注意各种连接方式相量图的画法。式相量图的画法。AXBYCZAEBECEBEBYAEXACEZCABEAXBYCZAEBECEBEBYAEXACEZCABE 三相变压器中三相变压器中同一相同一相的高、低压绕组的高、低压绕组交链同一磁通交链同一磁通所感应的电动势时，若高压绕组的某一端头的电位若为所感应的电动势时，若高压绕组的某一端头的电位若为正正( (高电位高电位) )，低压绕组必有一个端头的电位也为正，低压绕组必有一个端头的电位也为正( (高电高电位位) )，这两个具有，这
16、两个具有正极性正极性或另两个具有或另两个具有负极性负极性的端头，称的端头，称为为同极性端同极性端或称或称同名端同名端。用符号用符号“. .”表示。表示。三、变压器绕组极性及极性的测定三、变压器绕组极性及极性的测定1.1.变压器绕组极性变压器绕组极性注意：注意：绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、尾绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、尾端的标志无关。端的标志无关。规定绕组电动势的正方向为从首端指向规定绕组电动势的正方向为从首端指向尾端。当同一铁芯柱上高、低压绕组首端的极性相同时，尾端。当同一铁芯柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同。当首端极性不同时，高、低压绕组其电动势相位
17、相同。当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反。电动势相位相反。1.1.变压器绕组极性变压器绕组极性(1)(1)高、低压绕组绕向相同高、低压绕组绕向相同AXaxAXAXEaxaxE(2)(2)高、低压绕组绕向相反高、低压绕组绕向相反AXaxAXAXEaxaxE 高、低压绕组相电动势之间的相位关系：高、低压绕组相电动势之间的相位关系：(1)(1)高、低压绕组高、低压绕组首端首端A A与与a a为同极性端，为同极性端，则高、低则高、低压相电动势压相电动势相位相同相位相同；(2)(2)高、低压绕组高、低压绕组首端首端A A与与a a为异极性端为异极性端，则，则高、低高、低压相电动势压相电动势相位
18、相反相位相反。2.2.变压器绕组极性的测定变压器绕组极性的测定 变压器绕组极性测定的方法有变压器绕组极性测定的方法有两种两种: :一是一是直流测定法直流测定法；二是；二是交交流测定法流测定法。(1)(1)直流测定法直流测定法 一次侧绕组通过开关一次侧绕组通过开关S S与直流电池连接，与直流电池连接，二次侧绕组接直流毫伏电压表，当开关二次侧绕组接直流毫伏电压表，当开关S S闭合瞬间，若电压表闭合瞬间，若电压表指针正偏指针正偏，则二次侧，则二次侧绕组接电压表正极端与一次侧绕组接电池绕组接电压表正极端与一次侧绕组接电池正极端为正极端为同名端同名端；若电压表；若电压表指针反偏指针反偏，则，则二次侧绕组
19、接电压表正极端与一次侧绕组二次侧绕组接电压表正极端与一次侧绕组接电池正极端为接电池正极端为异名端异名端。 一次侧绕组的尾端一次侧绕组的尾端X X与二次侧绕组的尾端与二次侧绕组的尾端x x连接在一起。在一次侧绕组连接在一起。在一次侧绕组AXAX通入低压交通入低压交流电压流电压( (约为约为5050额定额定) )，用万用表电压档测，用万用表电压档测一次侧绕组电压一次侧绕组电压U UAXAX，二次侧绕组电压，二次侧绕组电压u uaxax，一、二次侧首端电压一、二次侧首端电压U UAaAa。若。若U UAaAa=U=UAXAX-u-uaxax，则，则A A与与a a为为同名端同名端；若；若U UAaA
20、a=U=UAXAX+u+uaxax，则，则A A与与a a为为异名异名端端。(2)(2)交流测定法交流测定法四、三相变压器连接组别四、三相变压器连接组别 变压器不但能改变电压变压器不但能改变电压( (电动势电动势) )数值，还能使高、低压侧的数值，还能使高、低压侧的电压电压( (电动势电动势) )之间具有不同的相位关系。之间具有不同的相位关系。所谓变压器的连接组别，所谓变压器的连接组别，就是把高、低压侧绕组的连接法以及高、低压侧电动势之间的相就是把高、低压侧绕组的连接法以及高、低压侧电动势之间的相位关系，用符号表示出来。位关系，用符号表示出来。1.1.单相变压器的连接组别单相变压器的连接组别
21、在单相变压器中，首先在单相变压器中，首先分别用首尾端标记高、低压侧绕组出线分别用首尾端标记高、低压侧绕组出线端；端；把把高压绕组高压绕组首端记为首端记为“A”A”、尾端记为、尾端记为“X”X”；低压绕组低压绕组首端首端记为记为“a”a”、尾端记为、尾端记为“x”x”。 其次，统一高、低压侧绕组相电动势的正方向；从首端指向尾其次，统一高、低压侧绕组相电动势的正方向；从首端指向尾端。即端。即高压侧绕组高压侧绕组相电动势正方向相电动势正方向为为E EAXAX，低压侧绕组低压侧绕组相电动势正相电动势正方向方向为为E Eaxax。*AXax*XAxaXAxa)I , I(I/I012连接组别为)I ,I
22、(I/I66连接组别为高、低压绕组的同极性端同标志时，高、低压绕组的同极性端同标志时，高、低压绕组的电动势同相位。高、低压绕组的电动势同相位。*axAXax*AX*AXax高、低压绕组的同极性端异标志时，高、低压绕组的同极性端异标志时，高、低压绕组的电动势反相位。高、低压绕组的电动势反相位。 关于单相变压器的相位问题，常用关于单相变压器的相位问题，常用“连接组别连接组别”这一表示方法这一表示方法来表明高、低压侧绕组的连接组及电动势相位关系，其表示方法来表明高、低压侧绕组的连接组及电动势相位关系，其表示方法如下如下: :单相变压器高、低压侧绕组连接用单相变压器高、低压侧绕组连接用I I，I I表
23、示。根据国际电工表示。根据国际电工(IEC)(IEC)标准，其组别号是用标准，其组别号是用时钟的点数表示时钟的点数表示的，其含义是把的，其含义是把高压侧高压侧绕组绕组相电动势相电动势E EAXAX及及低压侧绕组低压侧绕组相电动势相电动势EaxEax相量，形象地看成为时相量，形象地看成为时钟上的钟上的长针和短针长针和短针，并且令，并且令高压侧绕组高压侧绕组相电动势相电动势E EAXAX固定指向时钟固定指向时钟盘面上的数字盘面上的数字“12”12”，那么，那么低压侧绕组低压侧绕组相电动势相电动势EaxEax指向时钟的数指向时钟的数字，即为组别号。字，即为组别号。同相变压器记作同相变压器记作“/-
24、0”/- 0”反相变压器记作反相变压器记作“/- 6”/- 6” 综上所述，单相变压器高、低压侧电动势的相位关系，综上所述，单相变压器高、低压侧电动势的相位关系，取决于取决于绕组的绕向绕组的绕向和和首尾端的标记首尾端的标记。单相变压器的标准。单相变压器的标准连接组别为连接组别为I I，I-0I-0。1.1.单相变压器的连接组别单相变压器的连接组别单相变压器高、低压侧相电压之间的相位关系单相变压器高、低压侧相电压之间的相位关系(1)(1)若单相变压器高、低压侧相电动势若单相变压器高、低压侧相电动势 和和 同相同相-则连接则连接组为组为: “I: “I，I0”I0”。AXEaxE(2)(2)若单相
25、变压器高、低压侧相电动势若单相变压器高、低压侧相电动势 和和 反相反相-则连接则连接组为组为: “I: “I，I6”I6”。AXEaxE以上以上 和和 相位判断原则的关键是相位判断原则的关键是“绕向和标号绕向和标号”。将一、。将一、二次侧进行比较，共有四种情况。二次侧进行比较，共有四种情况。AXEaxE(1)(1)绕向相绕向相同同，标号相，标号相同同- - 和和 同同相。相。AXEaxE(2)(2)绕向相绕向相反反，标号相，标号相反反- - 和和 同同相。相。AXEaxE(3)(3)绕向相绕向相同同，标号相，标号相反反- - 和和 反反相。相。AXEaxE(4)(4)绕向相绕向相反反，标号相，
26、标号相同同- - 和和 反反相。相。AXEaxE注注: :单相变压器高、低压侧绕组相电动势的相位关系，只能是一单相变压器高、低压侧绕组相电动势的相位关系，只能是一个铁芯柱上的两个绕组方能进行比较。个铁芯柱上的两个绕组方能进行比较。2.2.三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别 三相变压器的连接组别：是反映三相变压器高、低压侧绕组三相变压器的连接组别：是反映三相变压器高、低压侧绕组的连接方式及高、低压侧绕组线电动势（或线电压）的相位关系。的连接方式及高、低压侧绕组线电动势（或线电压）的相位关系。它由它由高、低压侧绕组连接法高、低压侧绕组连接法和代表对应线和代表对应线电动势相位关系的组别电动势相
27、位关系的组别号号两个部分组成。两个部分组成。国家规定的连接组可归并为国家规定的连接组可归并为Y Y，y y和和Y Y ，d d两大两大类。类。 (1) (1)三相变压器的连接组别不仅是用三相变压器的连接组别不仅是用高压侧绕组线电动势高压侧绕组线电动势与与低低压侧绕组线电动势压侧绕组线电动势的相位差来决定。的相位差来决定。 此外，为了避免制造和使用上的混乱，国家标准规定对单相此外，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双绕组电力变压器只有/- 0/- 0联结组别一种。对三相双绕组电联结组别一种。对三相双绕组电力变压器规定只有力变压器规定只有Yyn0Yyn0、Yd11Y
28、d11、YNd11YNd11、YNy0YNy0和和Yy0Yy0五种。五种。（Yy0Yy0、Yd11Yd11两类）。两类）。(4)(4)确定三相变压器的连接组别还需通过画确定三相变压器的连接组别还需通过画相量位形图相量位形图来判别。来判别。 (2) (2)三相变压器的连接组别还与三相变压器的连接组别还与绕组的绕向绕组的绕向( (极性极性) )和和首尾端标首尾端标志志有关。有关。 (3) (3)三相变压器的连接组别还与三相绕组高、低压侧绕组的三相变压器的连接组别还与三相绕组高、低压侧绕组的连连接方式接方式有关。有关。(2)(2)时钟表示法的目的：时钟表示法的目的：标志三相变压器高、低压侧绕组线电动
29、标志三相变压器高、低压侧绕组线电动势的相位关系。势的相位关系。 AXEaxEAXEaxE(1)(1)对于任意标定的对于任意标定的A A、X(X(或或a a、x)x)，变压器高、低压侧绕组感应电，变压器高、低压侧绕组感应电势势 和和 的相位关系只有两种结果，即的相位关系只有两种结果，即 与与 同相或反相。同相或反相。(3)(3)时钟表示法的判别方法：时钟表示法的判别方法：理论和实践证明，无论采用怎样的连理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，变压器的高、低压侧绕组线电动势（或电压）的相位差接方式，变压器的高、低压侧绕组线电动势（或电压）的相位差总是总是30300 0的整数倍。因此按国际的整数倍。
30、因此按国际电工电工(IEC)(IEC)标准标准可以采用时钟表示可以采用时钟表示法法即即高压侧绕组线电动势从高压侧绕组线电动势从A A到到B B，记为，记为 作为时钟的分针作为时钟的分针( (长针长针) )，固定指向时钟的，固定指向时钟的“12”12”点，点，低压侧绕组线电动势从低压侧绕组线电动势从a a到到b b，记为记为 作为时钟的时针作为时钟的时针( (短针短针) )，根据相位关系，其指向钟面的数，根据相位关系，其指向钟面的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以30300 0，就是二次侧，就是二次侧绕组的线电动势滞后于一次侧绕组电动势的相位角
31、。绕组的线电动势滞后于一次侧绕组电动势的相位角。ABEabE三相变压器的连接组别判法三相变压器的连接组别判法: :-时钟表示法时钟表示法时钟表示法的作图步骤时钟表示法的作图步骤 1. 1.以以Y/y12(Y/y12(0 0) )连接的三相变压器为例说明连接组别的判断过程连接的三相变压器为例说明连接组别的判断过程(1)(1)在变压器接线图上标出各相线电动势相量；在变压器接线图上标出各相线电动势相量；(2)(2)画出高压侧绕组线电动势相量位形图；画出高压侧绕组线电动势相量位形图；(3)(3)根据同一铁芯柱上高、低压侧绕组感应线电动势的相根据同一铁芯柱上高、低压侧绕组感应线电动势的相位关系，画出低压
32、侧绕组线电动势相量位形图。将位关系，画出低压侧绕组线电动势相量位形图。将“a”a”点与点与“A”A”点重合，使相位关系更直观。点重合，使相位关系更直观。 可以判断得到，可以判断得到， 该连该连接组别为接组别为Y/YY/Y12(12(0 0) )AEBECEaEbEcEAXBYCZaxbyczABEabE(4)(4)比较高、低压侧绕组线线电动势比较高、低压侧绕组线线电动势 与与 的相位关的相位关系。系。 根据时钟表示法确定连接组别。根据时钟表示法确定连接组别。 BACXYZbacxyzABEabEABEabEAEBECEaEbEcEAXBYCZaxbyczBACXYZaxbyczABEabE可以
33、判断得到，可以判断得到， 该连接组别为该连接组别为Y/YY/Y6 6ABEabE2.2.Y Y，y y 接法接法(2)(2)ABCXYZAXEBYECZEczEabcxyzaxEbyEAEBECEABEBCECAEABC同一铁心柱上低压侧绕组的同一铁心柱上低压侧绕组的排列顺序是排列顺序是c ca ab babE可以判断得到，可以判断得到， 该该连接组别为连接组别为Y/YY/Y4 4同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势电动势 和和 也同相位，连接组别为也同相位，连接组别为Yy12(0)Yy12(0)。ABEabEabEABE若高压绕组三相标志不变
34、，低压绕组三相标志依次后移，可以得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Y,y4Y,y4、Y,y8Y,y8连接组别。连接组别。同理，若异名端在对应端，可得到同理，若异名端在对应端，可得到Y Y，y6y6、Y,y10Y,y10和和Y,y2Y,y2连接组别。连接组别。3.3.Y Y，d d 接法接法(1)(1)AXBYCZaxbyczAEBECEaEbEcEBACXYZABEczybxaabEABEabE连接组别：连接组别：Y Y，d d1111 若高压绕组三相标记不变，低压绕组三若高压绕组三相标记不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到相标志依次后移，可以得到Y,d3Y,d
35、3、Y,d7Y,d7连接组别。连接组别。同理，若异名端在对应端，可得到同理，若异名端在对应端，可得到Y Y，d5d5、Y,d9Y,d9和和Y,d1Y,d1连接组别。连接组别。4.4.Y Y，d d 接法接法(2)(2)AXBYCZaxbyczAEBECEaEbEcEBACXYZABEczybxaabEABE连接组别：连接组别：Y Y，d d1 1 abE若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到标志依次后移，可以得到Y,d5Y,d5、Y,d9Y,d9连接连接组别。组别。同理，若异名端在对应端，可得到同理，若异名端在对应端，可得到Y Y，d7d
36、7、Y,d11Y,d11和和Y,d3Y,d3连接组别。连接组别。5.5.D D，d d 接法接法AXBYCZaxbyczAEBECEaEbEcEBACXZYybaxABEczabEABEabE连接组别：连接组别：D D，d d1212(0)(0) 练习练习连接组别连接组别Y Y，y-4y-4确定三相变压器连接组别的步骤确定三相变压器连接组别的步骤根据三相变压器绕组连接方式根据三相变压器绕组连接方式（Y Y或或y y、D D或或d d）画出高、低压侧画出高、低压侧绕组接线图绕组接线图（绕组按（绕组按A A、B B、C C相序自左向右排列）相序自左向右排列）；在接线图上标出相电动势和线电动势的在接
37、线图上标出相电动势和线电动势的假定假定正方向正方向；画出高压侧绕组电动势相量图，根据单相变压器判断同一相的画出高压侧绕组电动势相量图，根据单相变压器判断同一相的相电动势方法，将相电动势方法，将A A、a a重合，再画出低压侧绕组的电动势相量图重合，再画出低压侧绕组的电动势相量图（画相量图时应注意三相量按顺相序画）；（画相量图时应注意三相量按顺相序画）；根据高、低压绕组线电动势相位差，根据根据高、低压绕组线电动势相位差，根据时钟表示法时钟表示法确定连接确定连接组别的标号。组别的标号。(1)(1)绕组的极性只表示绕组的绕法，与绕组的首、尾端标志无关；绕组的极性只表示绕组的绕法，与绕组的首、尾端标志
38、无关；(2)(2)高、低压绕组的相电动势均从首端指向尾端，线电动势由高、低压绕组的相电动势均从首端指向尾端，线电动势由A A指指向向B B；(3)(3)同一铁芯柱上的绕组，首端为同名端时相电动势相位相同，同一铁芯柱上的绕组，首端为同名端时相电动势相位相同，首端为异名端时相电动势相位相反。首端为异名端时相电动势相位相反。确定三相变压器连接组别的注意事项确定三相变压器连接组别的注意事项关于连接组别的几点认识：关于连接组别的几点认识：（1 1）当变压器的绕组标志（同名端或首末端）改变时，）当变压器的绕组标志（同名端或首末端）改变时， 变压器变压器的连接组号也随着改变。的连接组号也随着改变。 （2 2
39、）Y/yY/y连接的三相变压器，连接的三相变压器， 其连接组号都是偶数；其连接组号都是偶数；（3 3） Y/Y/d d连接的三相变压器，其连接组号都是奇数；连接的三相变压器，其连接组号都是奇数；（4 4） D D/ /d d连接可以得到与连接可以得到与Y/yY/y连接相同的组别；连接相同的组别； D/D/y y连接也可以连接也可以得到与得到与Y/Y/d d连接相同的组别；连接相同的组别； （5 5）最常用的连接组别是）最常用的连接组别是Y/yY/y12(0) 12(0) 和和 Y/Y/d d1111； 总之，对于总之，对于Y Y，y y（或（或D D，d d）连接，可以得到连接，可以得到0(1
40、2)0(12)、2 2、4 4、6 6、8 8、1010等六个偶数组别；而等六个偶数组别；而Y Y，d d（或（或D D，y y）连接，可以得到连接，可以得到1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111等六个奇数组别。等六个奇数组别。 变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，准规定，Y Y，yn0yn0、Y Y，d11d11、YNYN，d11d11、YNYN，y0y0和和Y Y，y0y0连接组为三连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。相双绕组电力变压器的标准连接组别。标准连接组别的应用标准连接组别的应用(1)(1
41、)Y Y，yn0yn0组别的三相电力变压器主要用于三相四线制配电系统组别的三相电力变压器主要用于三相四线制配电系统中，供电给动力和照明的混合负载。低压侧电压为中，供电给动力和照明的混合负载。低压侧电压为400V400V，高压侧，高压侧额定电压不超过额定电压不超过35KV35KV，这种连接的变压器最大容量为，这种连接的变压器最大容量为1800KVA1800KVA；(2)(2)Y Y，d11d11组别的三相电力变压器用于低压侧高于组别的三相电力变压器用于低压侧高于0.4kV0.4kV的线路中；的线路中；高压侧额定电压不超过高压侧额定电压不超过35KV35KV，这种连接的变压器容量在，这种连接的变压
42、器容量在5600KVA5600KVA以下；以下；(3)(3)YNYN，d11d11组别的三相电力变压器用于组别的三相电力变压器用于3535110kV110kV以上的中性点需以上的中性点需接地的高压线路中；接地的高压线路中；(4)(4)YNYN，y0y0组别的三相电力变压器用于高压侧需接地的系统中；组别的三相电力变压器用于高压侧需接地的系统中；(5)(5)Y Y，y0y0组别的三相电力变压器用于只供电给三相动力负载的线组别的三相电力变压器用于只供电给三相动力负载的线路中。路中。绕组连接方式及铁芯结构形式对电动势波绕组连接方式及铁芯结构形式对电动势波形的影响形的影响 变压器的主磁通是由励磁电流建立
43、的，但主磁通的量值大小变压器的主磁通是由励磁电流建立的，但主磁通的量值大小是受到外施电压及电路参数的制约。当外施电压为额定值时，主是受到外施电压及电路参数的制约。当外施电压为额定值时，主磁通一定为常数。磁通一定为常数。当外施电压当外施电压u1u1为正弦波时，与之相平衡的电动为正弦波时，与之相平衡的电动势势e1e1以及感应该电动势的主磁通以及感应该电动势的主磁通也应时正弦波，但考虑到变压也应时正弦波，但考虑到变压器铁芯器铁芯磁路的饱和现象磁路的饱和现象，磁通和励磁电流之间具有非线性关系磁通和励磁电流之间具有非线性关系，故空载电流必定为尖顶波，这种波除基波成分外，还包含有故空载电流必定为尖顶波，这
44、种波除基波成分外，还包含有较强较强的三次谐波的三次谐波和较弱的更和较弱的更高次的奇次谐波高次的奇次谐波。（1 1）绕组连接组别对变压器的空载电流波形的影响。）绕组连接组别对变压器的空载电流波形的影响。 （2 2）变压器的磁路系统对主磁通波形的影响。）变压器的磁路系统对主磁通波形的影响。 （3 3）绕组连接组别和磁路系统对电动势波形的影响。）绕组连接组别和磁路系统对电动势波形的影响。 本节课主要解决的三大问题本节课主要解决的三大问题 空载电流波形空载电流波形取决于铁芯取决于铁芯主磁路的饱和程度主磁路的饱和程度由于由于磁路饱和磁路饱和，空载电流，空载电流 与由与由它产生的主磁通它产生的主磁通 呈非
45、线性关系。呈非线性关系。0i0当当磁通磁通按按正弦正弦规律变化时，空载规律变化时，空载电流电流呈尖顶呈尖顶波形。波形。当当空载电流空载电流按按正弦正弦规律变化时，规律变化时，主磁通呈主磁通呈平顶平顶波形。波形。 若空载电流为正若空载电流为正弦波，磁通的波形就弦波，磁通的波形就为为非正弦的平顶波非正弦的平顶波，它也包含有三它也包含有三次谐波次谐波和其它高次谐波和其它高次谐波。 在分析单相变压器的空载运行时指出，由于磁路存在着饱和在分析单相变压器的空载运行时指出，由于磁路存在着饱和现象，当主磁通为正弦波时，励磁电流为尖顶波，根据谐波分析现象，当主磁通为正弦波时，励磁电流为尖顶波，根据谐波分析方法，
46、方法，尖顶波可分解为基波和尖顶波可分解为基波和3、5、7次谐波。次谐波。除基波外，三除基波外，三次谐波分量的幅值最大。但在三相变压器中，各相基波彼此互差次谐波分量的幅值最大。但在三相变压器中，各相基波彼此互差1200，而三次谐波的频率为基波的三倍，故空载电流中的三次谐，而三次谐波的频率为基波的三倍，故空载电流中的三次谐波为：波为： t;I)t(II t;I)t(II t;IImmCmmBmA31203312033030030303003030303sinsinsinsinsin由上式可知，三相空载电流中的三次谐波大小相等，由上式可知，三相空载电流中的三次谐波大小相等， 在时间上是在时间上是同相
47、位的。同理，磁通中的三次谐波磁通也是大小相等方向相同。同相位的。同理，磁通中的三次谐波磁通也是大小相等方向相同。问题问题在三相系统中，三次谐波电流在三相系统中，三次谐波电流(磁通磁通)大小相等在时间上大小相等在时间上同相位，同相位，它的流通是否存在与三相绕组的连接方法及磁它的流通是否存在与三相绕组的连接方法及磁路结构有关路结构有关? 首先首先是考虑是考虑i i0 0中有无中有无i i0303 ，看电路连接中有无，看电路连接中有无i i0303通路，而三相通路，而三相变压器绕组的接法主要有星形变压器绕组的接法主要有星形(Y)(Y)和三角形和三角形(D)(D)两种。两种。Y Y连接连接中，无中，无
48、i i0303通路，则通路，则i i0 0为正弦波；为正弦波；YNYN或或D D连接连接，i i0303可以在绕组中流过，则可以在绕组中流过，则i i0 0为尖顶波。为尖顶波。 其次其次是考虑是考虑中有无中有无3 3 ，看磁路结构，而三相变压器铁芯的，看磁路结构，而三相变压器铁芯的结构主要有组式和芯式两种。结构主要有组式和芯式两种。三相组式变压器三相组式变压器，3 3可以在铁芯心可以在铁芯心中流过，则中流过，则为平顶波；为平顶波；三相芯式变压器三相芯式变压器，3 3不能在铁芯中流过，不能在铁芯中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，3 3
49、很小，则很小，则基本为正弦波。基本为正弦波。 变压器的空载电流的波形与三相绕组的连接法变压器的空载电流的波形与三相绕组的连接法( (星形或三角形星形或三角形) )有关，而且铁芯中磁通的波形又与磁路的结构型式有关，而且铁芯中磁通的波形又与磁路的结构型式( (组式或芯式组式或芯式变压器变压器) )有关。基于绕组的连接法和铁芯结构上的特点，使空载有关。基于绕组的连接法和铁芯结构上的特点，使空载电流和磁通的三次谐波受到限制，从而使绕组电动势波形受到影电流和磁通的三次谐波受到限制，从而使绕组电动势波形受到影响。响。一、一、Y,yY,y连接的组式变压器的电动势波形连接的组式变压器的电动势波形 (1) (1
50、)电路分析电路分析: :当三相变压器绕组一、二次侧都采用星形不带当三相变压器绕组一、二次侧都采用星形不带中性线（中性线（Y Y）连接时，）连接时，三次谐波电流不能在绕组中流通，空载电三次谐波电流不能在绕组中流通，空载电流中不可能有三次谐波流中不可能有三次谐波，若忽略五次以上的高次谐波，空载电流，若忽略五次以上的高次谐波，空载电流近似为正弦波，从而就不能够提供三次谐波磁势。加上由于铁心近似为正弦波，从而就不能够提供三次谐波磁势。加上由于铁心的饱和现象，产生的的饱和现象，产生的磁通近似为平顶波磁通近似为平顶波，除基波磁通外，还主要，除基波磁通外，还主要包含有三次谐波磁通，包含有三次谐波磁通，( (
