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1、第3章 三相变压器,3.1 三相变压器的磁路系统,图3.1 三相组式变压器的磁路,图3.2 三相心式变压器铁心的构成,3.2 三相变压器的电路系统绕组的连接法与连接组 3.2.1 绕组的端点标志与极性,图3.3 绕组的标志、极性和电动势相量图,3.2.2 三相绕组的连接方式,图3.4 三相绕组的连接方式及相量图,3.2.3 三相变压器的连接组,图3.5 Y,y接法的连接组 (a)Y,y0 (b)Y,y6,图3.6 Y,d接法的连接组 (a)Y,d11 (b)Y,d1,3.2.4 标准连接组 总的来说，Y,y接法和D,d接法可以有0、2、4、6、8、10共6个偶数连接组别，Y,d接法和D,y接法
2、可以有1、3、5、7、9、11共6个奇数组别，因此三相变压器共有12个不同的连接组别。为了使用和制造上的方便，我国国家标准规定只生产下列5种标准连接组别的电力变压器，即Y,yn0；Y,d11；YN,d11；YN,y0；Y,y0。其中以前3种最为,常用。对于单相变压器，标准连接组为，0。 3.3 三相变压器空载电动势波形 3.3.1 Y,y连接的三相变压器 (1)各相磁路独立的三相变压器组 (2)磁路彼此关联的三相心式变压器 3.3.2 Y,d连接的三相变压器 3.4 三相变压器的不对称运行,图3.9 正弦波励磁电流时的主磁通波形,图3.10 平顶波磁通时的电动势波形,图3.11 心式变压器中三
3、次谐波磁通的路径,3.5.1 对称分量法 例如 为三相不对称电压，则 式中 为三相正序电压分量，且满足,(3-1),为三相负序电压分量，且满足 为三相零序电压分量，且满足 a为复数算子，其值为,(3-2),(3-3),(3-4),任何相量乘以a，表示该相量逆时针旋转120，乘以a2表示顺时针旋转120。 将式(3-2)式(3-4)代入式(3-1)，可得对称相序分量，即对称分量,图3.12 对称分量的合成,3.5.2 三相变压器各相序阻抗和等效电路 (1)正序阻抗、负序阻抗及其等效电路 (2)零序阻抗及其等效电路,(3-5),1)绕组连接方式的影响,图3.13 Y,yn连接时的零序等效电路,图3
4、.14 YN,d连接时的零序等效电路,2)磁路结构的影响 在零序等效电路中，零序电流的漏阻抗不变，但零序电流的励磁阻抗Zm0与磁路的结构有很大关系。对于三相变压器组，各相磁路独立、彼此无关，三相零序电流产生的三相同相位的零序磁通可沿各相自己的铁心闭合，其磁路为主磁路，因此零序励磁阻抗与正序励磁阻抗相同，即,对于三相心式变压器，各相磁路互相关联，三相零序磁通不能沿铁心闭合，只能像三次谐波磁通那样沿油箱壁闭合，其磁阻大，因而零序激磁阻抗Zm0比较小。一般电力变压器， = 0.31.0，平均值为0.6；而 =20以上， =0.050.10，可见 ， Zm0更接近于Zk的大小。 (3)零序阻抗的测定,
5、测量电压U、电流I和功率P，则从副方看的零序阻抗为 3.5.3 三相变压器Y,yn连接时的单相运行,(3-6),图3.15 零序阻抗的测定,图3.16 Y，yn连接时单相运行的线路图,首先按端点条件列出方程 将副方电流分解为对称分量,(3-7),(3-8),在忽略励磁电流的情况下原方折算电流 由于原方为Y连 接，相电流只有正序分量和负序分量,(3-9),Y，yn连接时各相序等效电路如图3-17所示。各相序电压平衡方程式为 由此可得电压表达式,(3-10),(3-11),图3.17 Y,yn连接时各相序等效电路,已知 或 将它们代入式(3.11)的第一式，并考虑到 ,可得,(3-12),(3-13),相应的等效电路如图3.18所示。式中参数Zk、Z2和Zm0为已知，电源相电压 、负载阻抗ZL也为已知，这样便可求出 及负载电流 由于 ，如果将Zk和Z2忽,(3-14),图3.18 Y，yn连接单相运行时的等效电路,略，则 忽略Zk和Z2后，原、副方相电压相等,(3-16),(3-15),图3.19 Y，yn连接带单相负载,