【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 551 第三章 三相變壓器 序 第一節(jié) 三相變壓器的磁路 第二節(jié) 三相變壓器的連接組 第三節(jié) 繞組連接法及磁路對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響 第四節(jié) 三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 561 序 廣泛應(yīng)用 ? 對(duì)稱時(shí)，任何一相可代表整個(gè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài) ? 單相變壓器的概念、理論、方程、電路、相量圖三相中完全適用 ? 本章只講三相變壓器特有的部分 * 磁路 系統(tǒng) * 連接組 * 繞組接法 及 磁路系統(tǒng) 對(duì)電勢(shì) 波形的影響 ? 變壓器的 并聯(lián)運(yùn)行 也放入這一章 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 571 第一節(jié) 三相變壓器磁路 一、 組式 變壓器 三個(gè)獨(dú)立的單相變壓器組成 各相鐵芯、磁通、磁阻等一致 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 581 二、芯式變壓器 ? 具有共同鐵芯 ? 中柱（中間鐵芯柱）磁通為三相磁通之和，對(duì)稱時(shí)中柱磁通為零，可省去。 ? 又稱三相三鐵芯柱式變壓器（三相鐵芯式變壓器） ? 平面，磁路不完全對(duì)稱，各相 If不完全相同，但相差很小，忽略區(qū)別。 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 591 第二節(jié) 變壓器的連結(jié)組 一、三相變壓器的接法 三相 繞組 只有兩種基本形式： 星形（高壓繞組： Y；低壓繞組： y)； 三角形 (D、 d),又分兩種： AXBYCZ AXCZBY （我國(guó)優(yōu)先使用） ? 三相 變壓器 連接方式很多，主要有： * Y,y YNy,Yyn。 * Yd,YNd。 * Dy,Dyn。 * Dd ? （原方大寫(xiě)、副方小寫(xiě)， N或 n為中點(diǎn)引出。） 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 601 圖：三相繞組連接法 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 611 二、單相變壓器的連接組 ? 同名端 ? 兩繞組繞向可 : * 相同 * 相反。 ? 原、副邊繞組主磁通相同，電動(dòng)勢(shì)只能同相或反相， ? 考慮首未端為人為定義，也有兩種可能 ? 所以兩繞組之間關(guān)系四種形式但其電勢(shì)關(guān)系只有兩種可能 * 同向（夾角 0度） * 反向（夾角 180度） 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 621 圖：同極性端有相同首端標(biāo)志 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 631 圖：同極性端有相異首端標(biāo)志 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 641 三、時(shí)鐘表示法 ? 三相變壓器各電勢(shì)之間方向關(guān)系復(fù)雜，但一定是 30度的整數(shù)倍，引入時(shí)鐘表示法。 ? 分針 （長(zhǎng)針）：表示 高 壓繞組 線 電勢(shì) EAB，固定指向 12 ? 時(shí)針（短針）：表示 低 壓繞組 線 電勢(shì) Eab，指向幾就是幾點(diǎn)鐘連接。 ? 單相變壓器也可用時(shí)鐘表示： I,i0。I,i6 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 651 四、三相變壓器的連接組 ? 用初次級(jí) 線電勢(shì) 之間的相位差表示。 ? ? 同鐵芯柱相電勢(shì)只有兩種可能：同相、反相。 ? 對(duì)應(yīng)的線電勢(shì)也有兩種可能： ? 同相 :Yy0 ? 反相 :Yy6 ? 畫(huà)法 ： ? 原方相電勢(shì)， ? 副方相電勢(shì)，平移相電勢(shì)，成為符合要求的連接： Y， D ? 畫(huà)線電勢(shì) ，并使 指向 12 ? 畫(huà)線電勢(shì) ,根據(jù) 寫(xiě)出連接組名。 ABab EE ?? ,ABab EE ?? , ABE?abE? abE?2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 661 (1) Yy0 課上舉兩例演示畫(huà)法 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 671 (2) Yy6 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 681 2. Yd連接 ? 兩種： Yd11, Yd1 ? (1) Yd11 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 691 (2) Yd1 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 701 五、標(biāo)準(zhǔn)連接組 ? 為生產(chǎn)使用方便，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 5種： * Y,yn0 * Y,d11 * YN,d11 * YN,y0 * Y,y0 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 711 第三節(jié) 繞組連接法 及 磁路系統(tǒng) 對(duì) 電勢(shì)波形 的影響 ? 磁路飽和，若磁通為正弦波，則磁化電流必須為尖頂波。 ? 尖頂波含有三次諧波電流分量（ i3） ? 關(guān)鍵：原方繞組能否提供三次諧波電流 * 注意：三相系統(tǒng)中，三次諧波電流同方向 ? YN連接 ：可以提供 i3 ，這樣，磁通，原副方電勢(shì)均為正弦波， OK ? Y連接 ： i3不能流通，磁通不可能為正弦波。復(fù)雜，本節(jié)分析之 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 721 一、三相變壓器組 Yy連接 原方 Y → i3不能流通 → 磁化電流正弦波 → 磁通平頂波 → 分解為基波、三次諧波 → 分別為原副繞組主生基波電勢(shì) E1(E1 E13)、三次諧波電勢(shì) E3(E2 E23) 。 （其它諧波較小，主要考慮 E3） E1滯后 Φ 190度 E3滯后 Φ 390度， 特別注意： 三次諧波尺度上 （課上畫(huà)圖解釋） 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 731 ? e1， e3逐點(diǎn) 相加，合成 電勢(shì)為尖頂 波 ? 波形畸變 ? 幅值為 Em1 Em3之和 ? 幅值增大 (達(dá) 50~60%) ? 過(guò)電壓 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 741 ? 結(jié)論： 三相變壓器組不能接成 Yy連接 。 ? （ Y：但線電勢(shì)中沒(méi)有三次諧波電勢(shì)） 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 751 二、三相鐵芯式變壓器 Yy連接 基本關(guān)系同與三相組式變壓器相同，即 但 對(duì)芯式鐵芯： → Φ 3無(wú)路可走 → 只能通過(guò)油、油箱 等構(gòu)成回路 → 磁阻很大 → Φ 3很小 → 所以， e3很小。 ? ?? ????????????2313332111113 0eandeeeandeeF l a t W a v eS i n e W a v eiiY??2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 761 所以： 總電勢(shì)（合成電勢(shì)）接近正弦波。 結(jié)論：芯式變壓器 可以 接成 Yy或 Yyn。 但使油箱發(fā)熱，所以 容量 不宜太大 （ 1800kVA以下） 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 771 三、三相變壓器 Yd連接 ? 原方： Y → i3不能流通 → 磁化電流正弦波 → 磁通平頂波 → 有 Φ 3→ E3 次級(jí)： d → 對(duì) i3短路 → i23環(huán)流 → 對(duì)原 Φ 3去磁 → E3減小 → 相電勢(shì)接近正弦波 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 781 ? 結(jié)論：大容量變壓器需接成 Yd連接。 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 791 四、 Yy附加 d形繞組 ? 大容量變壓器不能接成 Yy連接 ? 實(shí)際需要時(shí)，可加一 d形繞組，提供 i3，端點(diǎn)不引出。 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 801 第四節(jié) 變壓器并聯(lián)運(yùn)行 ? 并聯(lián)運(yùn)行 ? 一、 必要性 * 發(fā)展 * 可靠性 * 檢修 * 負(fù)載變化大 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 811 二、并聯(lián)運(yùn)行條件 ? 條件 * 空載：各 U2相等，副方無(wú)環(huán)流 * 負(fù)載： ? （合理分擔(dān)負(fù)載） * 各變壓器負(fù)載電流同相位。這樣，總電流不變情況下，各變壓器分擔(dān)電流最小。 ?3,2,122 ?? iSI ii2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 821 三、怎樣滿足條件： ? 滿足條件 1，必須： * 電壓等級(jí)相同 * 連接組相同 * 變比相同 ? 滿足第二條件，必須： ? 短路阻抗對(duì)應(yīng)相等 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 831 四、變比不完全相同引起：環(huán)流 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 841 環(huán)流 ? 設(shè)兩變壓器變比分別為 k1,k2,且不相等 ? 原方電壓 U1折算到副方（除 k） ? 從副方看兩變壓器的短路阻抗為： ? 副方電壓差為： ? 則環(huán)流為 ? 雖電壓差很小，但環(huán)流并不小。 21, ss zz12121112221211 UkkkUkUUUU ?????? ???????? ???????2112121211ssssczzUkkzzUI????????????????2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 851 ? 要求，環(huán)流不大于 IN的 ％ ? 一般規(guī)定： %2121 ????kkkkk2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 861 五、并聯(lián)運(yùn)行實(shí)際容量分配 ? 兩變壓器并聯(lián)運(yùn)行，每臺(tái)分量容量與其額定容量成正比，與其短路阻抗成反比。 ? 容量小的先滿載 ? 并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，必須保證任何一臺(tái)均不過(guò)載。 ?? ::::221121NNNNzSzSSS ?2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 871 第四章 三相變壓器的 不對(duì)稱運(yùn)行 及 瞬變分析 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 881 第四章 三相變壓器的 不對(duì)稱運(yùn)行 及 瞬變過(guò)程 第一節(jié) 對(duì)稱分量法 第二節(jié) 三相變壓器的各序阻抗及其等效電路 第三節(jié) 三相變壓器 Yyn連接單相運(yùn)行 第四節(jié) 變壓器次級(jí)側(cè)突然短路時(shí)的瞬態(tài)過(guò)程 第五節(jié) 變壓器空載合閘時(shí)的瞬態(tài)過(guò)程 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 891 第一節(jié) 對(duì)稱分量法 ? 前面分析：三相對(duì)稱 ? 實(shí)際往往不對(duì)稱運(yùn)行 ? 形式： * 外部不對(duì)稱 ? 外加電壓 ? 負(fù)載 ? 外加電壓與負(fù)載 * 內(nèi)部不對(duì)稱 ? 分析方法：對(duì)稱分量法 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 901 若已知 ，則 其中： a為旋轉(zhuǎn)因子： 把 、 、 用三個(gè)分量表示： 不對(duì)稱電壓 正序 負(fù)序 零序 第一節(jié) 對(duì)稱分量法 aU2bacaU a UU aU?? ??? ??aU bU cU000a a a ab b b bc c c cU U U UU U U UU U U U???????? ? ??? ? ? ??? ? ? ?120jea ?2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 911 第一節(jié) 對(duì)稱分量法 將關(guān)系式代入，得 不對(duì)稱電壓 正序 負(fù)序 零序 ????????????????????02020aaacaaabaaaaUUaUaUUUaUaUUUUU??????????????????????????????????????????????02211111:aaacbaUUUaaaaUUUor??????2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 921 第一節(jié) 對(duì)稱分量法 上式中電壓分量得系數(shù)行列式不為零，即 所以：其逆變式成立： ? ?? ?? ?220131313a a b