三 相 变 压 器 及 运 行 三 相 变 压 器 的 磁 路 三 相 变 压 器 的 连 接 组 三 相 电 势 的 波 形 分 析 变 压 器 的 并 联 运 行 link
三 相 变 压 器 的 磁 路 及 连 接 组 磁 路 系 统 各 相 磁 路 彼 此 独 立 各 相 磁 路 彼 此 相 关 绕 组 接 法 初 级 次 级 绕 组 的 连 接 方 法 初 级 次 级 绕 组 的 线 电 势 之 间 的 相 位
一 各 相 磁 路 彼 此 独 立 各 相 主 磁 通 以 各 自 铁 芯 作 为 磁 路 铁 芯 独 立, 磁 路 不 关 联 各 相 磁 路 的 磁 阻 相 同, 当 三 相 绕 组 接 对 称 的 三 相 电 压 时, 各 相 的 激 磁 电 流 和 磁 通 对 称 由 三 台 完 全 相 同 的 单 相 变 压 器 按 三 相 连 接 方 式 连 接 而 成 三 相 组 成 变 压 器
二 各 相 磁 路 彼 此 相 关 通 过 中 间 三 个 芯 柱 的 磁 通 等 于 三 相 磁 通 的 总 和 当 外 施 电 压 为 对 称 三 相 电 压, 三 相 磁 通 也 对 称, 其 总 和 Φ A +Φ B +Φ c =0, 即 在 任 意 瞬 间, 中 间 芯 柱 磁 通 为 零 在 结 构 上 省 去 中 间 的 芯 柱
三 相 三 铁 芯 柱 变 压 器 三 相 铁 心 互 不 独 立 三 相 磁 路 互 相 关 联 中 间 相 的 磁 路 较 短, 令 外 施 电 压 为 对 称 三 相 电 压, 三 相 激 磁 电 流 也 不 完 全 对 称, 中 间 相 激 磁 电 流 较 其 余 两 相 为 小 与 负 载 电 流 相 比 激 磁 电 流 很 小, 如 负 载 对 称, 三 相 电 流 基 本 对 称 中 间 相 磁 路 短, 磁 阻 小, 激 磁 电 流 较 小 (F=ΦR)
三 三 相 变 压 器 的 绕 组 接 法 用 大 写 字 母 A B C 表 示 高 压 绕 组 的 首 端, 用 X Y Z 表 示 高 压 绕 组 的 末 端, 用 小 写 字 母 a b c 表 示 低 压 绕 组 的 首 端, 用 x y z 表 示 低 压 绕 组 的 末 端 首 端 ( 头 ) A B C ( 高 压 边 ) a b c ( 低 压 边 ) 末 端 ( 尾 ) X Y Z ( 高 压 边 ) x y z ( 低 压 边 ) 不 论 是 高 压 绕 组 或 是 低 压 绕 组, 标 准 规 定 只 采 用 星 形 接 法 Y 或 三 角 形 接 法 D
星 形 接 法 把 三 相 绕 组 的 三 个 末 端 连 在 一 起, 而 把 它 们 的 首 端 引 出 以 字 母 Y 表 示 顺 时 针 方 向 :A 超 前 B 超 前 C 各 120 度
三 角 形 接 法 把 一 相 的 末 端 和 另 一 相 的 首 端 连 接 起 来, 顺 序 连 接 成 一 闭 合 电 路 以 字 母 D 表 示 两 种 连 接 顺 序 AX--CZ--BY AX--BY--CZ
绕 组 接 法 表 示 1Y,y 或 YN,y 或 Y,yn 2Y,d 或 YN,d: 3D,y 或 D,yn, 4D,d 高 压 绕 组 接 法 大 写, 低 压 绕 组 接 法 小 写, 字 母 N n 是 星 形 接 法 的 中 点 引 出 标 志
四 连 接 组 别 表 示 初 级 次 级 ( 线 ) 电 势 相 位 关 系 同 极 性 端 两 个 正 极 性 相 同 的 对 应 端 点 单 相 变 压 器 的 组 别 连 接 组 的 时 钟 表 示 三 相 变 压 器 的 组 别 三 相 变 压 器 的 组 别 标 准 组 别 标 准 组 别
同 极 性 端 两 个 正 极 性 相 同 的 对 应 端 点 变 压 器 的 初 级 次 级 绕 组 由 同 一 磁 通 交 链, 在 某 一 瞬 间 高 压 绕 组 的 某 一 端 为 正 电 位, 低 压 绕 组 上 也 必 定 有 一 个 端 点 的 电 位 也 为 正 在 绕 组 旁 边 用 符 号. 表 示
同 极 性 端 相 同 首 端 标 志 标 有 同 极 性 端 符 号. 的 一 端 作 为 首 端 次 级 电 势 Eax 与 初 级 电 势 EAX 同 相 位
同 极 性 端 相 异 首 端 标 志 把 初 级 绕 组 标 有. 号 的 一 端 作 为 首 端, 在 次 级 绕 组 标 有. 号 的 一 端 作 为 末 端, 次 级 电 势 Eax 与 初 级 电 势 EAX 反 相
连 接 组 的 时 钟 表 示 高 压 电 势 看 作 时 钟 的 长 针 固 定 指 向 时 钟 12 点 ( 或 0 点 ) 低 压 电 势 看 作 时 钟 的 短 针 代 表 低 压 电 势 的 短 针 所 指 的 时 数 作 为 绕 组 的 组 号 同 极 性 端 相 同 首 端 标 志 : 初 级 次 级 电 势 相 位 差 为 零 度, 用 时 钟 表 示 法 为 I,10 同 极 性 端 相 异 首 端 标 志 : 初 级 次 级 电 势 相 位 差 为 180, 用 时 钟 表 示 法 为 I,16 I,1 表 示 初 级 次 级 都 是 单 相 绕 组,0 和 6 表 示 组 号 单 相 变 压 器 的 标 准 连 接 组 I,10
三 相 变 压 器 的 组 别 用 初 级 次 级 绕 组 的 线 电 势 相 位 差 来 表 示 与 绕 组 的 接 法 和 绕 组 的 标 志 方 法 有 关
Y,y 连 接 1 Y,y0 同 极 性 端 相 同 首 端 标 志 初 级 次 级 相 电 势 同 相 位, 次 级 侧 线 电 势 E ab 与 初 级 侧 线 电 势 E AB 同 相 位
Y,y 连 接 2 Y,y6 同 极 性 端 相 异 首 端 标 志 次 级 侧 线 电 势 E ab 与 初 级 侧 线 电 势 E AB 相 位 差 180
Y,d 连 接 1 Y,d11 Eab 滞 后 EAB 330
Y,d 连 接 2 Y,d1 Eab 滞 后 EAB 30
标 准 组 别 五 种 标 准 连 接 组 :1Y,yn0;2Y,d11,3YN,d11; 4YN,y0,5Y y0 YN-- 高 压 侧 的 中 点 可 以 直 接 接 地 或 通 过 阻 抗 接 地 对 不 同 的 应 用 场 合, 使 用 不 同 的 标 准 组 别
由 连 接 组 画 接 线 图 1. 画 出 原 方 绕 组 的 连 接 图 2. 画 出 原 方 电 势 相 量 三 角 形, 标 出 AX,BY,CZ 3. 画 出 副 方 电 势 相 量 三 角 形, 据 连 接 组 别, 标 出 ax,by,cz 4. 在 相 量 图 中, 同 向 绕 组 在 同 一 铁 芯 柱 上, 注 意 同 名 端 5. 连 接 副 方 绕 组
绕 组 连 接 法 及 其 磁 路 系 统 对 电 势 波 形 的 影 响 由 于 磁 路 饱 和, 磁 化 电 流 是 尖 顶 波 分 解 为 基 波 分 量 和 各 奇 次 谐 波 ( 三 次 谐 波 最 大 ) 问 题 在 三 相 系 统 中, 三 次 谐 波 电 流 在 时 间 上 同 相 位, 是 否 存 在 与 三 相 绕 组 的 连 接 方 法 有 关 分 析 三 次 谐 波 电 流 不 能 流 通 所 产 生 的 影 响
一 三 相 变 压 器 组 Y,y 连 接 初 级 为 Y 连 接, 激 磁 电 流 中 所 必 需 的 三 次 谐 波 电 流 分 量 不 能 流 通 磁 化 电 流 正 弦 形
思 考 : 相 电 势 中 存 在 三 次 谐 波 电 势, 则 线 电 势 的 波 形 如 何? 磁 通 波 近 似 于 平 顶 波 在 各 次 谐 波 磁 通 中 以 三 次 谐 波 磁 通 幅 度 最 大 三 次 谐 波 磁 通 与 基 波 磁 通 有 相 同 磁 路, 其 磁 阻 较 小, 三 次 谐 波 电 势 相 当 大 其 振 幅 可 达 基 波 振 幅 的 50% 一 60% 导 致 电 势 波 形 严 重 畸 变 所 产 生 的 过 电 压 有 可 能 危 害 线 圈 绝 缘 规 定 : 三 相 变 压 器 组 不 能 接 成 Y,y 运 行 E3 = 44 4. f3nφ m3
二 三 相 铁 芯 式 Y,y 连 接 三 次 谐 波 电 流 不 能 流 通 以 及 有 三 次 谐 波 磁 通 存 在 磁 路 特 点 : 三 相 铁 芯 式 变 压 器 的 三 相 磁 路 彼 此 相 关, 各 相 的 三 次 谐 波 磁 通 在 时 间 上 是 同 相 位
三 相 铁 芯 式 变 压 器 可 以 接 成 Y,y 三 次 谐 波 磁 通 的 路 径 铁 芯 周 围 的 油 油 箱 壁 和 部 分 铁 轭 三 次 谐 波 磁 通 经 过 油 箱 壁, 在 其 中 感 应 电 势, 产 生 损 耗, 会 引 起 油 箱 壁 局 部 过 热 容 量 限 制 在 1800kVA 以 下 特 点 : 磁 阻 较 大, 三 次 谐 波 磁 通 及 其 三 次 谐 波 电 势 很 小 磁 通 接 近 正 弦, 相 电 势 接 近 于 正 弦 波 形
三 三 相 变 压 器 YN,y 连 接 原 边 接 通 三 相 交 流 电 源 后,3 次 谐 波 电 流 均 可 在 原 绕 组 畅 通 在 磁 路 饱 和 的 情 况 下, 铁 心 中 的 磁 通 和 绕 组 中 的 感 应 电 势 仍 呈 ( 或 接 近 ) 正 弦 形, 不 论 是 线 电 势, 相 电 势, 不 论 是 原 边, 还 是 副 边 电 势, 其 波 形 均 呈 正 弦 形
四 三 相 变 压 器 Y,d 连 接 次 级 侧 三 角 形 接 法 : 对 三 次 谐 波 电 势 短 路, 在 三 角 形 电 路 中 产 生 的 三 次 谐 波 电 流 ( 环 流 ) 该 环 流 ( 供 给 励 磁 电 流 中 所 需 的 3 次 谐 波 电 流 分 量 ) 对 原 有 的 三 次 谐 波 磁 通 起 去 磁 作 用, 三 基 次 波 谐 电 势 被 形 削 成 弱, 环 量 流 值 是? 很 小 的 相 电 势 波 形 接 近 正 弦 波 形 由 初 级 侧 提 供 了 磁 化 电 流 的 基 波 分 量, 由 次 级 侧 提 供 了 磁 化 电 流 的 三 次 谐 波 分 量 在 高 压 线 路 中 的 大 容 量 变 压 器 需 接 成 Y,d
五 三 相 变 压 器 D,y 连 接 3 次 谐 波 电 流 可 流 通, 磁 通 呈 正 弦 形, 从 而 每 相 电 势 接 近 正 弦 波 分 析 点 : 一 次 侧 相 电 流 中 是 否 有 三 次 谐 波 电 流? 磁 通 中 有 无 三 次 谐 波 一 次 侧 线 电 流 相 电 势 与 线 电 势 中 有 无 三 次 谐 波 二 次 侧 电 势 电 流 中 是 否 存 在 三 次 谐 波
六 Y,y 连 接 附 加 一 组 D 连 接 第 三 绕 组 (Y,D,y) 在 铁 芯 柱 另 外 安 装 一 套 第 三 绕 组, 三 角 形 连 接, 提 供 三 次 谐 波 电 流 通 道
小 结 磁 路 系 统 分 为 各 相 磁 路 彼 此 独 立 的 三 相 变 压 器 组 和 各 相 磁 路 彼 此 相 关 的 三 相 铁 芯 式 变 压 器 初 级 绕 组 次 级 绕 组, 可 以 接 成 星 形, 也 可 以 接 成 三 角 形 初 级 次 级 侧 对 应 线 电 势 ( 或 电 压 ) 间 的 相 位 关 系 与 绕 组 绕 向 标 志 和 三 相 绕 组 的 连 接 方 法 有 关 其 相 位 差 均 为 30 的 倍 数, 通 常 用 时 钟 表 示 法 来 表 明 其 连 接 组 别 不 同 磁 路 结 构 和 不 同 连 接 方 法 的 三 相 变 压 器, 其 激 磁 电 流 中 的 三 次 谐 波 分 量 流 通 情 况 不 同 Y 或 D 型 接 法 在 线 电 势 中 都 不 存 在 三 次 谐 波
思 考 题 3-1 连 接 组 的 决 定 因 素 与 绕 组 的 接 法 和 绕 组 的 标 志 方 法 有 关 3-3 组 式 变 压 器 不 能 使 用 Yy 连 接 三 次 谐 波 电 势 使 相 电 势 过 高 3-4 大 容 量 变 压 器 不 接 成 Yy 三 次 谐 波 磁 通 经 过 油 箱 壁 产 生 漏 磁 损 耗 3-6 组 式 变 压 器 Yy 连 接, 线 电 势 中 无 三 次 谐 波
作 业 习 题 3-1,3-2 注 : 画 在 同 一 列 上, 表 示 绕 组 绕 在 相 同 的 铁 芯 柱 上, 即 有 相 同 的 主 磁 通 及 其 变 化
变 压 器 的 并 联 运 行 变 压 器 并 联 运 行 的 意 义 并 联 应 具 备 的 条 件 条 件 并 联 运 行 负 载 分 配 的 实 用 计 算 公 式 公 式
变 压 器 并 联 运 行 将 两 台 或 多 台 变 压 器 的 一 二 次 绕 组 分 别 接 在 各 自 的 公 共 母 线 上, 同 时 对 负 载 供 电
变 压 器 并 联 运 行 的 意 义 (1) 适 应 用 电 量 的 增 加 随 着 负 载 的 发 展, 必 须 相 应 地 增 加 变 压 器 容 量 及 台 数 (2) 提 高 运 行 效 率 当 负 载 随 着 季 节 或 昼 夜 有 较 大 的 变 化 时 根 据 需 要 调 节 投 入 变 压 器 的 台 数 (3) 提 高 供 电 可 靠 性 允 许 其 中 部 分 变 压 器 由 于 检 修 或 故 障 退 出 并 联
理 想 的 并 联 运 行 条 件 内 部 不 会 产 生 环 流 空 载 时, 各 变 压 器 的 相 应 的 次 级 电 压 必 须 相 等 且 同 相 位 使 全 部 装 置 容 量 获 得 最 大 程 度 的 应 用 在 有 负 载 时, 各 变 压 器 所 分 担 的 负 载 电 流 应 该 与 它 们 的 容 量 成 正 比 例, 各 变 压 器 均 可 同 时 达 到 满 载 状 态 每 台 变 压 器 所 分 担 的 负 载 电 流 均 为 最 小 各 变 压 器 的 负 载 电 流 都 应 同 相 位, 则 总 的 负 载 电 流 是 各 负 载 电 流 的 代 数 和 当 总 的 负 载 电 流 为 一 定 值 时 每 台 变 压 器 的 铜 耗 为 最 小, 运 行 经 济
次 级 电 压 必 须 相 等 且 同 相 位 1. 并 联 连 接 的 各 变 压 器 必 须 有 相 同 的 电 压 等 级, 且 属 于 相 同 的 连 接 组 不 同 连 接 组 变 压 器 不 能 并 联 运 行 2. 各 变 压 器 都 应 有 相 同 的 线 电 压 变 比 实 用 上 所 并 联 的 各 变 压 器 的 变 比 间 的 差 值 应 限 制 在 0.5% 以 内 目 的 : 避 免 在 并 联 变 压 器 所 构 成 的 回 路 中 产 生 环 流
负 载 电 流 与 容 量 成 正 比 例 分 析 各 变 压 器 应 有 相 同 的 短 路 电 压 1 由 于 连 接 组 相 同, 变 比 一 致, 可 使 用 并 联 电 路 的 分 流 计 算 方 法 U& U& 2 = I& 2I ZkI = I& 2II ZkII = L = k 1 I & 2N 2 假 设 各 变 压 器 同 时 达 到 满 载, 则 Z kn I& u NI Z& ki = u = I& NII = Z& kii L = = L u ki* kii* kn* = I& Nn Z& kn
各 变 压 器 的 负 载 电 流 应 同 相 位 要 求 各 变 压 器 短 路 电 阻 与 短 路 电 抗 的 比 值 相 等 即 要 求 阻 抗 电 压 降 的 有 功 分 量 和 无 功 分 量 应 分 别 相 等 u = u + ju = r + jx k* a* r* k* k* U U a1* r1* = U = U a2* r 2* = = U U a3* r3* =... = U =... = U an* rn*
并 联 运 行 负 载 分 配 计 算 公 式 假 设 : 各 变 压 器 有 相 同 的 变 比, 但 有 不 同 的 短 路 电 压 大 容 量 变 压 器 一 般 有 较 大 的 短 路 电 压
各 变 压 器 的 负 载 电 流 总 负 载 电 流
负 载 电 流 分 配 关 系 式
输 出 功 率 分 配 关 系 式 都 是 复 数 运 算
假 定 : 变 压 器 的 电 流 同 相 L 对 每 一 相 N N k N N k k U S u U I Z Z 2 * * 1 1 1 = = 复 数 运 算 简 化 为 代 数 运 算
结 论 S I : S II : L : S = n S u NI ki* : S u NII kii* : L: S u Nn kn* 各 变 压 器 的 负 载 分 配 与 该 变 压 器 的 额 定 容 量 成 正 比, 与 短 路 电 压 成 反 比 如 果 各 变 压 器 的 短 路 电 压 都 相 同, 则 变 压 器 的 负 载 分 配 只 与 额 定 容 量 成 正 比 各 变 压 器 可 同 时 达 到 满 载, 总 的 装 置 容 量 得 到 充 分 利 用
实 际 上 一 般 电 力 变 压 器 的 u k* 大 约 在 0.05~0.105 范 围 内, 容 量 大 的 变 压 器 u k* 也 较 大 如 果 u k* 不 等, 则 u k* 较 小 的 那 台 变 压 器 将 先 达 到 满 载 (S Ⅰ /S ⅠN ):(S Ⅱ /S ⅡN )=(1/U KⅠ* ) : (1/U KⅡ* ) 当 U KⅠ* <U KⅡ* 时,S Ⅰ /S IN >S Ⅱ /S ⅡN 说 明 变 压 器 Ⅰ 先 满 载 实 用 : 为 使 总 容 量 能 够 得 到 利 用, 要 求 并 联 运 行 的 各 变 压 器 的 容 量 接 近, 最 大 容 量 与 最 小 容 量 之 比 不 超 出 3:1; 短 路 电 压 接 近, 差 值 不 超 过 10%
变 压 器 例 题 额 定 容 量 (kva) 额 定 电 压 (V) 两 台 变 压 器 并 联 运 行 在 高 压 侧 进 行 短 路 试 验 线 电 压 (V) 线 电 流 (A) 三 相 功 率 (W) A 1000 6300/400 156 36 Yd11 B 3200 6300/400 436 280 50000 Yd1 额 定 电 压 时 的 空 载 损 耗 为 15700W 连 接 组 别 注 意 联 接 组 别 不 一 致 求 :1) 并 联 运 行 时, 变 压 器 B 应 如 何 接 线 2) 高 压 方 接 额 定 电 压, 低 压 侧 接 负 载 cosθ2=0.8( 滞 后 ), 任 一 变 压 器 不 过 载 时 使 输 出 功 率 最 大, 计 算 各 变 压 器 的 输 出 电 流 3) 变 压 器 B 的 效 率 计 算 出 各 自 的 负 载 率 β