項目1.4變壓器的連接組別的判定

1、三相變壓器一、二次繞組不同的連接組別，導(dǎo)致一、二次繞組相應(yīng)的電動勢（線電壓）的相位差也就不同，它是三相變壓器并聯(lián)運行必不可少的條件之一。而單相變壓器的連接組別是三相變壓器連接組的基礎(chǔ)。,任務(wù)1.4 變壓器的連接組別的判定,任務(wù)導(dǎo)入,繞組的端點標(biāo)志與極性： 首先，我們來了解一下變壓器出線端的標(biāo)志符號：,1.4.1 變壓器繞組的同名端,同極性(名)端：由于變壓器高、低壓繞組交鏈著同一主磁通，當(dāng)某一瞬間高壓繞組的某一端為正電位時，在

2、低壓繞組上必有一個端點的電位也為正，則這兩個對應(yīng)的端點稱為同極性端，并在對應(yīng)的端點上用符號“．”標(biāo)出。,,1.4.1 變壓器繞組的同名端,,當(dāng)電流流入(或流出）兩個線圈時，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個流入(或流出）端稱為同極性端。,?,?,?,或者說，當(dāng)鐵心中磁通變化時，在兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢極性相同的兩端為同極性端。,同極性端用“?”表示。,,,增加,+,–,+,+,+,–,–,–,同極性端和繞組的繞向有關(guān)。,?,1.4.1 變壓

3、器繞組的同名端,注意：繞組的極性只決定于繞組的繞向，與繞組首、尾端的標(biāo)志無關(guān)。規(guī)定繞組電動勢的正方向為從首端指向末端。當(dāng)同一鐵心柱上高、低壓繞組首端的極性相同時，其電動勢相位相同，如圖所示。當(dāng)首端極性不同時，高、低壓繞組電動勢相位相反，如圖：,1.4.1 變壓器繞組的同名端,各繞組電動勢參考方向都統(tǒng)一規(guī)定從首端指向末端（當(dāng)然也可以用電壓來表示），高壓繞組電動勢即從 到 為 ，低壓繞組電動勢即從 到 為 ，

4、為了簡單，分別用 和 來表示。,1.4.1 變壓器繞組的同名端,,（a）繞向相同標(biāo)號相同（b）繞向相同標(biāo)號相反（c）繞向相反標(biāo)號相同（d）繞向相反標(biāo)號相反,高低壓繞組標(biāo)號及電動勢相位關(guān)系圖,,1.4.1 變壓器繞組的同名端,單相變壓器的聯(lián)結(jié)組：,標(biāo)志單相變壓器高、低壓繞組的相位關(guān)系，國際上都采用時鐘表示法。,1.4.2 單相變壓器的連接組別,所謂時鐘表示法，就是把電動勢相量圖中的高壓繞組電動勢

5、 看作為時鐘的長針，永遠(yuǎn)指向鐘面上的“12”，低壓繞組電動勢 看作為時鐘的短針，短針指向鐘面上的哪個數(shù)字，該數(shù)字就為變壓器連接組別的標(biāo)號，若它指向鐘面上的“12”，該單相變壓器連接組別標(biāo)號為“0”；若 指向“6”，連接組別標(biāo)號為“6”。羅馬數(shù)字“ ”表示高、低壓邊都是單相。,1.4.2 單相變壓器的連接組別,如圖所示：對于單相變壓器，由于單相變壓器只有相電勢的相位關(guān)系，所以單相變壓器的連接組別只有I,I0 和I,

6、I6 兩種。 當(dāng)高、低壓繞組電動勢相位相同時，聯(lián)結(jié)組為I,I0， 當(dāng)高、低壓繞組電動勢相位相反時，其聯(lián)結(jié)組為I,I6。,單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號：,1.4.2 單相變壓器的連接組別,磁路系統(tǒng),一、組式磁路變壓器,二、心式磁路變壓器,特點是：三相磁路彼此無關(guān)聯(lián)。,特點是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。,,,,,1.4.3 三相變壓器的連接,與三相組式變壓器比較，三相心式變壓器的材料消耗較少、價格便宜、占地面積亦小，維護(hù)比較簡單；但對大型

7、和超大型變壓器，為了便于制造和運輸，并減少電站的備用容量，往往采用三相組式變壓器。,a)單相心式鐵心的合并 b)鐵心的演變 c)三相心式鐵心,1.4.3 三相變壓器的連接,三相心式變壓器的三個鐵心柱上分別套有A相、B相和C相的高壓和低壓繞組，三相共六個繞組，如圖所示。為絕緣方便，常把低壓繞組套在里面、靠近心柱，高壓繞組套裝在低壓繞組外面。三相繞組常用星形聯(lián)結(jié)(用Y或y表示)或三角形聯(lián)結(jié)(用Δ或D或d)表示。星形聯(lián)結(jié)是把三相繞組的

8、三個首端A、B、C引出，把三個尾端X、Y、Z聯(lián)結(jié)在一起作為中點。三角形聯(lián)結(jié)是把一相繞組的尾端和另一相繞組的首端相聯(lián)，順次聯(lián)成一個閉合的三角形回路，最后把首端A、B、C引出。,電路系統(tǒng),1.4.3 三相變壓器的連接,1.4.3 三相變壓器的連接,三相變壓器與單相變壓器不同，除了相電勢的相位關(guān)系外，還有線電勢的相位關(guān)系；高、低壓繞組線電勢之間的相位關(guān)系，除了決定于高、低壓繞組的繞向及標(biāo)志方法外，還決定于三相繞組的連接方式。 三相變壓

9、器高、低壓各有三個繞組，不論高壓繞組還是低壓繞組，最常用的接線方式有兩種：星形接法Y(y)和和三角形接法D(d) 。同一鐵心柱上的高、低壓繞組，可以繞向相同或不同，可以是同相的或不同相的。,1.4.3 三相變壓器的連接,“Y”形,“△”形,三相變壓器繞組的標(biāo)定和極性一、二次繞組可分別連接成“Y”形或“△”形，常稱星形接法或角形接法。,1.4.3 三相變壓器的連接,,,（a）接線圖 （b）相量圖,Y

10、接法的接線圖和相量圖,相電動勢,線電動勢,1.4.3 三相變壓器的連接,a）接線圖 （b）相量圖,三角形接法的接線圖和相量圖,線電勢與相電勢的關(guān)系,,1.4.3 三相變壓器的連接,,（a）接線圖 （b）相量圖,三角形接法的接線圖和相量圖(另一情況),線電勢與相電勢的關(guān)系,1.4.3 三相變壓器的連接,組別的“時鐘標(biāo)定”法,由于三相變壓器的一、二次則均為三相

11、對稱連接。無論接成“Y”形還是“△”形，可以證明同一相的一、二次對應(yīng)端的線電勢的相位差總是“30度”的倍數(shù)。變化一個周期為“12點”，正好與時鐘的整點指示完全一致，故稱三相變壓器的聯(lián)接組別為“1點聯(lián)接，2點聯(lián)接…12點（或0點）規(guī)定為：取定一、二次繞組對應(yīng)線電勢比較，將A點與a點重合作“時鐘軸心”，從向量沿順時針方向轉(zhuǎn)到向量，轉(zhuǎn)過的角度除以30，就是其聯(lián)接組別的點數(shù)。,1.4.3 三相變壓器的連接,三相繞組無論采用什么連接法，一、二次

12、側(cè)線電動勢的相位差總是30°的倍數(shù)，因此采用鐘表面上12個數(shù)字來表示。把高壓側(cè)線電動勢的相量作為分針，始終指著“12”這個數(shù)字，而以低壓側(cè)線電動勢的相量作為時針，它所指的數(shù)字即表示高、低壓側(cè)線電動勢相量間的相位差，這個數(shù)字稱為三相變壓器連接組的“標(biāo)號”。,時鐘表示法,1.4.3 三相變壓器的連接,對于三相變壓器，連接組別是指高、低壓繞組對應(yīng)的線電動勢（線電壓）之間的相位差，如 與 之間的相位差。,連接組標(biāo)號書

13、寫的形式是：用大、小寫英文字母Y或y分別表示高、低壓繞組星形連接；D或d分別表示高、低壓三角形連接；在英文字母后邊寫出時鐘序數(shù)。,1.4.3 三相變壓器的連接,確定三相變壓器連接組標(biāo)號的具體步驟如下：（1）在繞組連接圖上標(biāo)出高、低壓各個繞組的相電動勢與線電動勢；（2）按照高壓繞組連接方式，首先畫出高壓繞組電動勢相量位形圖；（3）根據(jù)同一鐵心柱上的高、低壓繞組的相位關(guān)系，先確定低壓繞組的相電動勢相位；然后按照低壓繞組的接線方式，畫出

14、低壓繞組電動勢相量圖（注意，將A和a重合）；（4）由高、低壓繞組電動勢相量圖中 與 的相位關(guān)系，根據(jù)時鐘表示法的規(guī)定來確定連接組標(biāo)號。,1.4.3 三相變壓器的連接,三相變壓器組別的確定，主要通過相量圖法和規(guī)律歸納法判定,,,結(jié)論：該變壓器的連接組別是Y，y0或Y，y12,1.4.3 三相變壓器的連接,,（a）接線圖 （b）相量圖,連接組Y，y0（Y，y12）,1.4.3 三

15、相變壓器的連接,Y/Y聯(lián)接的基本規(guī)律,當(dāng)一、二次首、尾標(biāo)號對應(yīng)相同，同名端位置相同（同極性），稱一一對應(yīng)，此時的一、二次相量完全重合，指向相同，接法為“12點”。一次側(cè)標(biāo)定不變（變壓器一次則由電網(wǎng)輸入的三相對稱電源確定），同名端不變，二次側(cè)首尾標(biāo)號順移一個心柱，相位增加120度，即沿時鐘順移4點。,1.4.3 三相變壓器的連接,Y/△聯(lián)接組別及組別變化規(guī)律,,,結(jié)論：該變壓器的連接組別是Y/△-11,1.4.3 三相變壓器的連接,,連

16、接組Y，d1,（a）接線圖 （b）相量圖,1.4.3 三相變壓器的連接,連接組Y，d11,（a）接線圖 （b）相量圖,,1.4.3 三相變壓器的連接,總之，對于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個奇數(shù)組別。,1.4.3 三相變壓器的連接,標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別

17、 理論上，變壓器可以有很多聯(lián)結(jié)組別。但實際上，為了避免制造和使用上的混亂，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對單相雙繞組電力變壓器只有I I0聯(lián)結(jié)組別一種。 對三相雙繞組電力變壓器規(guī)定只有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五種。,1.4.3 三相變壓器的連接,Yyn0組別的三相電力變壓器用于三相四線制配電系統(tǒng)中，供電給動力和照明的混合負(fù)載；Yd11組別的三相電力變壓器用于低壓高于0.4kV的線路中；YNd11組別的

18、三相電力變壓器用于110kV以上的中性點需接地的高壓線路中；YNy0組別的三相電力變壓器用于原邊需接地的系統(tǒng)中；Yy0組別的三相電力變壓器用于供電給三相動力負(fù)載的線路中。,1.4.3 三相變壓器的連接,要做一個直接測量大電流、高電壓的儀表是很困難的，操作起來也是十分危險的。利用變壓器能改變電壓和電流的功能，制造出特殊的變壓器——儀用變壓器（或稱互感器）。把高電壓變成低電壓，就是電壓互感器；把大電流變成小電流，就是電流互感器。,1、儀用變

19、壓器,知識拓展,使用儀用互感器的目的是：（1）使測量儀表與高電壓、大電流隔離，從而保證儀表和人身的安全；（2）可大大減少測量中能量的損耗，擴大儀表的測量范圍，便于儀表的標(biāo)準(zhǔn)化；（3）廣泛應(yīng)用于交流電壓、電流、功率的測量中，以及各種繼電保護(hù)和控制電路中。,,,電流互感器主要用在電網(wǎng)線路中的大電流測量,,（a）外形結(jié)構(gòu)圖 （b）接線圖,電流互感器,1）電流互感器,電流互感器特點：原邊匝數(shù)很少（一匝或幾匝）

20、，副邊匝數(shù)較多；副邊接儀用電流表或其它電流線圈，由于電流線圈阻抗很小，故電流互感器相當(dāng)于變壓器短路運行。,若忽略勵磁電流，則一、二次電流之比,通過選擇適當(dāng)?shù)脑褦?shù)比，就可以把大電流變換為小電流。,電流測量值等于電流互感器的讀數(shù)乘以電流比（電流比Ki=N2/N1）。原邊額定電流為10～15000安，副邊額定電流均采用5安。,電流感感器的誤差：有變比誤差和相位誤差，按其誤差的大小分為五級：0.2、0.5、1.0、3.0、10.0。 電

21、流互感器使用注意：電流互感器在運行、接入、退出時，絕不能使副邊開路，否則會因過高的副邊感應(yīng)電勢而擊穿繞組，傷及工作人員；為保證安全，副繞組一端必須接地；使用時二次側(cè)不宜接過多的儀表，以免影響互感器的準(zhǔn)確度。,,,在供電系統(tǒng)中，為了監(jiān)測高壓電網(wǎng)中的電壓變化情況，就必須采用電壓互感器，將其變成標(biāo)準(zhǔn)等級的低壓以供測量儀表使用,,（a）外形結(jié)構(gòu)圖 （b）接線圖,電壓互感器,2）電壓互感器,電壓互感器的特點：

22、原邊匝數(shù)很多，副邊匝數(shù)很少，變比很大；鐵心勵磁工作在線性段；由于接的負(fù)載為儀用電壓表，其阻抗很大，相當(dāng)于空載運行，原邊按不同電網(wǎng)電壓等級設(shè)定，其副邊額定電壓均為100伏。,實測電壓值為副邊電壓表讀數(shù)乘以變比。,若忽略漏阻抗壓降，則一、二次電壓之比,通過選擇適當(dāng)?shù)脑褦?shù)比，就可以把高電壓變換為低電壓。,電壓互感器的誤碼差有兩種，變比誤差與相位誤差。變比誤差是由電壓互感器內(nèi)就阻抗壓降造成，相位誤差則是由其內(nèi)部的漏抗引起。 按變比誤差的

23、相對值，電壓互感器的精度可分成0.2、0.5、1.0、3.0四種。 電壓互感器注意事項：電壓互感器的副邊不能短路，否則會因過大的繞組電流而燒毀線圈；副繞組（連同鐵心）必須可靠接地，以保證工作人員安全。,,普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，而無電的直接聯(lián)系，自耦變壓器的原副邊兩種聯(lián)系同時存在。它是一個原副邊共用一個線圈，帶有可滑動抽頭的變壓器，由于調(diào)節(jié)電壓方便，在實驗、試驗中，被廣泛使用。,結(jié)構(gòu)特點,高、低壓側(cè)共用部分的線圈稱公共繞組

24、，非公共部分的線圈稱為串聯(lián)繞組。,2、自耦變壓器,外形結(jié)構(gòu)圖與示意圖,,,繞組接線圖,自耦變壓器的電壓比等于電勢比等于原副邊匝數(shù)比，即與變比成正比。自耦變壓器的原邊繞組匝數(shù)為N1，副邊繞組匝數(shù)為N2，忽略漏抗電勢，可得 ：,自耦變壓器輸入、輸出電流比與變比成反比。根據(jù)磁勢平衡關(guān)系，可知：,自耦變壓器的輸出功率由電磁功率與傳導(dǎo)功率兩部分組成 ：,,主要優(yōu)點：①由于自耦變壓器的設(shè)計容量小于額定容量，故在同樣的額定容量下，自耦變壓器的主要尺

25、寸小，有效材料（硅鋼片和銅線）和結(jié)構(gòu)材料（鋼材）都較節(jié)省，從而降低了成本。②有效材料的減少使得銅損耗和鐵損耗也相應(yīng)減少，故自耦變壓器的效率較高。③由于自耦變壓器的尺寸小，重量減輕，故便于運輸和安裝，占地面積也小。,和普通雙繞組變壓器比較,自耦變壓器的主要優(yōu)缺點,主要缺點：①自耦變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值較小，因此短路電流較大。故設(shè)計時應(yīng)注意繞組的機械強度，必要時可適當(dāng)增大短路阻抗以限制短路電流。②由于一、二次繞組間有電的直接聯(lián)系，運

26、行時一、二次側(cè)都需裝設(shè)避雷器，以防高壓側(cè)產(chǎn)生過電壓時，引起低壓繞組絕緣的損壞。③為防止高壓側(cè)發(fā)生單相接地時，引起低壓側(cè)非接地相對地電壓升得較高，造成對地絕緣擊穿，自耦變壓器中性點必須可靠接地。,,和普通雙繞組變壓器比較,自耦變壓器的用途,（1）用于連接電壓相近的電力系統(tǒng)；（2）用于鼠籠式異步電動機的降壓啟動；（3）在實驗室中作調(diào)壓器使用。,變壓器是一種靜止的傳送交流電能的設(shè)備，變壓器利用不同的變比，可以實現(xiàn)變電壓、變電流、變阻抗的

27、功能（變相位）。一、二次電壓比與變比成正比；一、二次電流比與變比成反比；一、二次阻抗比正比于變比的平方。 變壓器是利用基本的電磁關(guān)系，將一次電能，通過中間的磁場耦合，轉(zhuǎn)變成二次側(cè)電能輸出。,小結(jié),小結(jié),分析變壓器的主要工具是等效電路，所謂等效電路就是按照能量守恒原則，將實際變壓器的電磁混合電路轉(zhuǎn)變成純電路，以便分析和計算。 變壓器的參數(shù)測定依靠兩個重要的試驗，即空載試驗與短路試驗?？蛰d試驗用來確定其勵磁阻抗值，短路