第 7 章 三相变压器.ppt

1 1 目前的电力系统，输配电都是采用三相制，三相变压器应用最广泛。 · 三相变压器在对称负载下运行时，各相的电流(电压)大小相等，相位相差120 度，对任何一相来说，上一章所得出的基本理论都适用。 · 本章要讲三相变压器本身的问题，即讲述三相变压器的磁路结构、联结组和磁通波形等。 7-1??三相变压器的磁路系统 (Magnetic Circuit) 芯式这种铁心结构，两边两相磁路的磁阻比中间一相磁阻大一些。当外加三相电压对称时，各相磁通相等，但三相空载电流不等，中间那相空载电流小一些。在小容量变压器中表现较明显,一般I0A=I0C= (1.2-1.5) I0B 在大型变压器中，其不平衡度较小。 在计算空载电流时，可取三者算术平均值。因为空载电流较小，对变压器负载影响不大，与三相变压器组比较起来，还是非常经济的。 比较 组式变压器三相铁心相互独立，三相磁路没有关联,三相磁路对称,三相电流平衡,便于拆开运输,并可以减少备用容量。 芯式变压器铁心互不独立，三相磁路互相关联；中间相的磁路短，磁阻小，励磁电流不平衡，但对实际运行的变压器，其影响极小。 在相同的SN下，芯式变压器经济，省材料，体积小、重量轻。 绕组的标志方式 时钟法 2.单相变压器的联结组别 三相变压器绕组标志 三相绕组的标志方法： (1)时钟表示法 将一次侧的某线电势固定在0点，二次侧对应相的线电势所指的位置(小时数)可以用来表示二者之间的相位差，即可以用来表征联结组。 三相绕组接法 三角形接法 △(D或 d) （1）钟表法?步骤： 根据接线图画出一次侧相量图，并找出线电势EAB的相位。 注：I.无论是Y形或Δ形连接，EAB均为由A指向B的相量，一般为方便起见，A指向B的方向为垂直向上。 II. 强迫A、a同电位。 III.原、副方的相序要正确，即顺钟向读a.b.c.或A.B.C（也含x.y.z等）。? IV. 凡Δ形联结时，必须标出首末端和相电压的方向（即末端指向首端）---属正方向问题。 V.? 画完相量图时，应该有三组两两平行的相量，只需看a指向b 的射线方向就是几点钟即联结组组号了！ VI. 原、副方连接相同时的组号是偶数，否则是奇数。 对照两侧的绕组绕向和标号，根据接线图画出二次侧的相量图。 二次侧的相电势与一次侧同一铁心柱上的绕组的相电势同相或者反相。 （2）重心重合法 分别做出一、二次侧的相量图；三角形联结时要注意绕组的首位端，并画成三角形相量图。 将一、二次侧相量图重心O和Q重合，比较OA和Qa的相对方位，即可确定联结组别。 7-3? 变压器励磁电流、磁通和电势波形 1、励磁电流和磁通波形关系 变压器中的电势ep由磁通变化(dΦ/dt)引起，当 Φ为正弦时，ep为相位上滞后Φ90度的正弦函数；若Φ非正弦时，ep将发生畸变，这是应当避免的。下面讨论如何获得正弦Φ。 励磁电流im产生磁势Fm，Fm在铁心中产生磁通Φ。Φ的波形由im的波形决定。 当磁路不饱和时，Φ和im是直线关系。即正弦的Φ由正弦im产生。 结论： 不饱和时，正弦的Φ由正弦im产生。饱和时，正弦的Φ必须由尖顶的im产生。如果im仍为正弦，则产生Φ的是平顶波。 平顶Φ的中含有较大的3次谐波磁通，如果不加以抑制，将产生含有3磁谐波的感应电势。 三相芯式变压器：三相磁路关联，由于三相的3次谐波磁通同相位，在主磁路上将相互抵销；只有漏磁路上较小的3次谐波磁通留了下来，也就是说，这种磁路结构对3次谐波磁通有较好的抑制作用，所以磁通近似为正弦波。可见中小型三相心式Y,y变压器是可以用的。 三绕组：超高压、大容量电力变压器，常加一个三角形的第三绕组提供3次谐波励磁电流的通路。以改善电势波形。 四、各变压器输出电流同相位 并联运行的每台变压器的输出电流都同相位时，整个并联组的输出电流才能最大化，各台变压器的装机容量才能充分利用 7-5 三相变压器的不对称运行 三相变压器实际运行时，可能出现各种不对称运行的情况。例如：单相负载或某一相断开检修等 对Y,yn联结组，不对称负载会引起中点偏移，导致二次侧相电压发生较大的变化 分析不对称运行采用的方法是“对称分量法” 一、对称分量法原理 一组不对称三相电流（或电压）可以看成是三组对称的电流（或电压）的叠加，后者称为前者的对称分量。 正序分量 IA+,? IB+,? IC+； 负序分量 IA-, IB-, IC-；? 零序分量 IA0,? IB0,?? IC0 合成： IA=IA++IA-+IA0 IB=IB++IB-+IB0 IC=IC++IC-+IC0 IB+=a2IA+,?? IC+=aIA+IB-=aIA-,??