一. 實 習 項 目 : 單 相 變 壓 器 之 三 相 接 線 實 驗 二. 實 習 目 的 : ( 一 ) 學 習 利 用 三 具 或 二 具 同 額 定 之 單 相 變 壓 器 作 各 種 三 相 接 線 之 方 式. ( 二 ) 瞭 解 各 種 三 相 接 線 相 壓 與 線 壓 與 相 流 與 線 流 之 關 係. 三. 相 關 知 識 : 使 用 三 具 同 額 定 之 變 壓 器 可 構 成 三 相 Δ 或 Y 連 接, 使 用 二 具 同 額 定 之 變 壓 器 則 可 構 成 V 或 T 連 接, 將 變 壓 器 一, 二 次 側 的 接 線 加 以 組 合, 可 得 三 相 連 接 之 主 要 方 式 與 特 點 如 下 : 1.Y-Y 接 線 (star-star connection) 方 式 與 特 點 如 圖 下 所 示 為 變 壓 器 之 三 相 Y-Y 接 線 方 式, 設 一 次 側 相 壓 為 Vp1, 線 壓 為 VL1, 二 次 側 相 壓 為 Vp2, 線 壓 為 VL2, 則 VL1= 3Vp1 30,VL2= 3Vp2 30, 且 VL1 與 VL2 相 同,Vp1 與 Vp2 相 同 因 鐵 心 的 磁 化 特 性, 源 為 正 弦 波 壓, 則 激 磁 含 有 第 三 階 波, 如 激 磁 流 無 法 包 含 第 三 階 波, 則 因 磁 通 不 為 正 弦 波, 而 感 應 力 為 包 含 第 三 階 波 的 歪 形 波, 三 相 各 種 接 線 之 中, Δ-Δ,Δ-Y,Y-Δ 接 線 等 含 有 Δ 回 路 的 接 線, 在 Δ 回 路 內 有 第 三 階 波 的 循 環 流 流 通, 感 應 勢 為 正 弦 波 壓. 但 是,Y-Y 接 線 因 無 流 通 過 第 三 諧 波 的 回 路, 感 應 勢 含 有 第 三 階 波 而 對 於 通 信 線 路 有 感 應 障 礙, 因 此 Y-Y 接 線 不 被 採 用, 但 是,Y-Y 接 線 有 很 多 優 點, 故 有 加 裝 另 一 Δ 繞 組 ( 稱 為 三 次 繞 組 ) 成 為 Y-Y-Δ 的 接 線 法.Y-Y 接 線 變 壓 器 端 子 壓 只 有 線 間 壓 的 1/ 3 倍, 及 中 性 點 可 予 接 地 等 優 點, 三 次 繞 組 不 但 作 為 第 三 階 波 流 的 回 路, 也 用 為 接 入 調 相 機, 以 及 其 他 用 途, 超 高 壓 的 一 次 變 所 的 變 壓 器 都 是 此 種 接 法. (b)y-y 接 線, 壓, 流 之 方 向 1
2.Y-Δ 接 線 (star-delta connection) 之 方 式 與 特 點 如 圖 下 所 示, 為 變 壓 器 之 Y-Δ 接 線 方 式, 其 各 壓 相 量 之 關 係 為 VL1= 3Vp1 30,VL2=Vp2, 其 中 Vp1 與 Vp2 同 相, VL1 比 VL2 進 相 30, 此 種 接 線 因 包 含 Δ 回 路, 感 應 勢 不 含 第 三 階 波, 但 變 壓 器 有 一 具 故 障 時, 即 無 法 繼 續 供, 此 方 式 適 於 降 壓 之 場 合, 通 常 在 一 次 變 所 採 用 此 種 接 線 方 式. (a)y-δ 連 接 (b)y-δ 接 線, 壓, 流 之 方 向 3.Δ- Y 接 線 (delta-star connection) 之 方 式 與 特 點 如 圖 下 所 示 為 變 壓 器 之 Δ-Y 接 線 方 式, 其 各 壓 相 量 之 關 係 為 VL1=VP2,VL1= 3VP2 30, 其 中 Vp1 與 Vp2 同 相, VL1 比 VL2 落 後 30, 一 次 側 為 Δ 接 線, 可 免 除 第 三 階 波 之 影 響, 通 常 在 100kV 以 上 之 輸 線, 中 性 點 都 予 以 接 地, 因 此, 發 廠 內 變 所 ( 將 發 壓 提 高 到 輸 壓 變 所 ) 需 採 用 Δ-Y 接 線, 一 方 面 可 免 第 三 階 波 影 響, 一 方 面 又 可 提 高 線 間 壓, 此 法 在 配 場 所, 通 常 用 以 供 應 三 相 四 線 式 的 低 壓 配 系 統, 可 減 少 變 壓 器 的 配 置. (a)δ-y 連 接 (b)δ-y 接 線, 壓, 流 之 方 向 2
4.Δ-Δ 接 線 (delta-delta connection) 之 方 式 與 特 點 如 圖 下 所 示 為 變 壓 器 之 Δ-Δ 接 線, 其 各 壓 相 量 之 關 係 為 V P1=VL1,VP2=VL2, 其 中 V P1 與 V P2 同 相, 且 VL1 與 V L2 同 相. 各 流 相 量 之 關 係 則 為 IL1= 3IP1 30,IL2= 3IP2 30.30kV 以 下 的 配 線, 多 採 此 種 接 線 法, 而 其 優 點 為 變 壓 器 有 1 具 故 障 時 仍 可 改 接 為 V-V 接 線 繼 續 供. 其 缺 點 則 為 其 中 性 點 無 法 接 地. 又 因 線 壓 與 相 壓 相 同, 與 Y-Y 接 線 比 較, 需 要 採 用 壓 較 高 的 變 壓 器 所 以 70kV 以 上 的 高 壓 系 統, 很 少 使 用. (a)δ-δ 連 接 (b)δ-δ 接 線, 壓, 流 之 方 向 5. V-V 接 線 (V-V connection) 之 方 式 與 特 點 如 圖 下 所 示 為 變 壓 器 之 V-V 接 線, 其 各 壓 相 量 之 關 係 為 VL1=V P1,VL2=VP2, 各 流 相 量 之 關 係 亦 為 IL1=IP1,IL2=IP2. 根 據 壓 流 量 之 關 係, 可 知 V-V 連 接 之 總 容 量 之 關 係 等 於 3VIII 或 3VPIP, 亦 等 於 - 連 接 之 總 容 量 的 1/ 3 倍. 若 以 2 台 總 容 量 2VPIP 考 慮, 可 視 為 V-V 連 接 之 利 用 率 僅 達 3/2, 或 0.866.V-V 連 接 的 優 點 是 - 接 線 的 變 壓 器 組 中, 有 一 具 故 障 時, 可 改 接 成 此 接 線 法 繼 續 供. 同 時, 考 慮 未 來 負 載 的 增 加, 新 配 系 統 可 暫 時 按 V 接 線 的 方 式 供, 而 將 來 加 一 具 變 壓 器, 改 接 為 - 接 線, 以 應 付 增 加 的 負 載. 槓 上 裝 置 時, 因 裝 槓 可 簡 化, 小 容 量 負 載 多 採 用 此 接 線. 其 缺 點 有 變 壓 器 的 利 用 率 低, 負 載 時 二 次 端 壓 有 少 許 不 平 衡 的 情 形 等. (a)v-v 連 接 (a)v-v 連 接 (b)v-v 接 線, 壓, 流 之 方 向 3
6.T-T 接 線 (T-T connection) 之 方 式 與 特 點 T-T 接 線 亦 稱 史 考 特 接 線, 利 用 二 只 單 相 變 壓 器 輸 送 三 相 功 率, 可 將 三 相 變 二 相, 也 可 將 二 相 變 三 相. 圖 中 AB 之 間 壓 為 線 壓,AO 和 BO 之 壓 均 為 線 壓 的 一 半,CD 之 間 為 線 壓 的 3/2 倍. 使 VAB 和 VCD 相 位 差 90 度, 則 VAB =VBC= VCA, 而 構 成 三 相 源. 其 中 AB 變 壓 器 稱 為 主 變 壓 器,CD 變 壓 器 稱 為 支 變 壓 器, 或 T 座 變 壓 器. 若 以 兩 只 完 全 相 同 的 變 壓 器 作 T-T 連 接, 其 額 定 容 量 的 總 和 為 2VI 但 其 輸 出 為 3VI. 約 佔 其 額 定 的 總 容 量 的 86.6% 即 輸 出 容 量 / 額 定 容 量 = 3VI/2VI=0.866 若 以 容 量 一 大 一 小 ( 小 的 為 大 的 0.866 倍 ) 配 合 適 當 的 兩 只 變 壓 器 作 T-T 連 接, 其 額 定 總 容 量 為 (1+0.866)VI=1.866VI, 但 其 輸 出 為 3VI, 約 佔 其 額 定 總 容 量 的 92.6% 即 輸 出 容 量 / 額 定 容 量 = 3VI/1.866VI=1.732/1.866=0.926 四. 使 用 儀 器 及 設 備 : ( 一 ) 三 相 變 壓 器 1KVA 220/220V 2.62A 一 台 ( 二 ) 單 相 變 壓 器 220/110V 兩 台 ( 三 ) 相 位 計 0~( ±180 ) 一 台 ( 四 ) 交 流 儀 表 裝 置 組 一 組 1. 單 相 瓦 特 表 4000W 2. 流 表 0~20A 3. 伏 特 表 0~400V 4. 讀 表 選 擇 開 關 三 段 式 ( 五 ) 三 相 可 調 式 阻, 感 負 載 4
五. 路 圖 : 六. 實 驗 步 驟 : ( 一 ) 先 判 別 各 變 壓 器 之 極 性, 並 標 註 適 當 的 符 號. ( 二 ) 將 同 型 變 壓 器 之 一 次 側 和 二 次 側 分 別 接 成 Y-Y,Y-Δ,Δ-Y,Δ-Δ,V-V,T-T 等 接 線 ( 三 ) 更 換 適 當 的 變 壓 器, 改 接 成 T-T 接 線. 每 種 接 線 完 成 時, 均 在 高 壓 側 加 三 相 源, 並 用 以 上 四 種 儀 表 組, 分 別 測 出 一 次 側 相 壓, 一 次 側 線 壓, 一 次 側 相 流, 一 次 側 線 流, 二 次 側 相 壓, 二 次 側 線 壓, 二 次 側 相 流, 二 次 側 線 流 共 24 個 相 量 並 記 錄 之, 再 以 Vao 為 零 度 ( 參 考 基 準 ) 畫 出 六 種 接 線 Y-Y,Y-Δ, Δ-Y,Δ-Δ,V-V,T-T 之 相 量 圖. 5
六. 實 習 結 果 : 連 接 法 Y-Y Y- - -Y V-V T-T 備 註 測 量 項 目 一 相 壓 V AO = V BO = V AO = V B0 = V AO = V BO = V AO = V BO = V AO = V BO = V M = V T = 角 度 以 次 VP1 線 壓 V CO = V AB = V BC = V CO = V AB = V BC = V CO = V AB = V BC = V CO = V AB = V BC = V AB = V BC = V AB = V BC = Vao 為 零 度 側 VL1 相 流 V CA = I X = I Y = V CA = I X = I Y = V CA = I X = I Y = V CA = I X = I Y = V CA = I X = I Y = V CA = I M = I T = IP1 線 流 I Z = I A = I B = I Z = I A = I B = I Z = I A = I B = I Z = I A = I B = I A = I B = I A = I B = 二 IL1 相 壓 I C = V ao = V bo = I C = V ao = V bo = I C = V ao = V bo = I C = V ao = V bo = I C = V ao = V bo = I C = V m = V t = VP2 線 壓 V co = V ab = V bc = V co = V ab = V bc = V co = V ab = V bc = V co = V ab = V bc = V ab = V bc = V ab = V bc = 次 VL2 相 流 V ca = I x = I y = V ca = I x = I y = V ca = I x = I y = V ca = I x = I y = V ca = I x = I y = V ca = I x = I y = 側 IP2 線 流 IL2 I z = I a = I b = I c = I z = I a = I b = I c = I z = I a = I b = I c = I z = I a = I b = I c = I a = I b = I c = I a = I b = I c = VL1/VL2 與 a 的 關 係 6
八. 注 意 事 項 : ( 一 ) 確 定 極 性 不 可 有 錯.( 但 非 指 一 台 之 極 性, 因 一 加 極 性 與 一 減 極 性 變 壓 器 亦 可 作 三 相 接 線 ) ( 二 ) 若 變 壓 器 額 定 壓 太 高, 可 利 用 壓 調 整 器 加 入 較 低 值 壓, 並 不 影 響 變 壓 比 和 相 位 關 係. ( 三 ) 每 一 具 變 壓 器 之 頻 率, 額 定 壓 與 匝 數 比 要 相 同. 九. 問 題 研 討 : ( 一 ) 選 擇 題 1.( ) 三 具 均 為 10KVA.11000/220V.60Hz 之 單 相 變 壓 器, 擬 接 成 11000/380V 以 供 給 三 相 負 載, 試 問 其 接 線 方 式 (A) -Y(B)Y- (C) - (D)Y-Y. 2.( ) 變 壓 器 作 Y- 接 線 時, 其 位 移 角 為 (A)0(B)30(C)45(D)120 度. 3.( ) 兩 台 變 壓 器 以 V-V 連 接, 其 每 台 容 量 僅 可 發 揮 至 原 來 額 定 的 (A)66.7%(B)58%(C)50% (D)86.6%. 4.( ) 相 同 容 量 的 變 壓 器,V-V 接 線 的 輸 出 容 量 為 - 接 (A)56.6%(B)57.7%(C)50%(D)86.6%. 5.( ) 有 一 - 接 線 之 變 壓 器, 其 容 量 為 100kVA, 若 改 成 V-V 接 線, 其 輸 出 容 量 為 (A)86.7KVA(B)57.7KVA(C)100KVA(D)173KVA. 6.( ) 兩 台 30KVA 之 變 壓 器 之 V-V 連 接 供, 其 所 能 供 應 之 總 負 載 (A)30KVA(B)40KVA(C)51.6KVA(D)60KVA. 7.( ) 茲 有 6600/110-110V 變 壓 器 兩 台 ( 皆 為 減 極 性 ) 擬 用 於 三 相 三 線 式 6.6KV 配 系 統 以 供 應 220V 之 源, 則 應 使 用 (A)U-V(B)V-V(C) - (D) -Y(E)Y- 接 線. 8.( ) 單 相 變 壓 器 的 三 相 接 線 法, 下 列 何 者 能 由 己 有 的 一 次 側 壓 給 予 最 高 二 次 側 壓 (A) 一 次 側,Y 二 次 側 (B)Y 一 次 側, 二 次 側 (C) 一 次 側, 二 次 側 (D)Y 一 次 側,Y 二 次 側. 9.( ) 今 有 匝 數 比 為 a 之 單 相 變 壓 器 三 部 接 為 Y- 接 線, 則 一 次 側 線 壓 與 二 次 側 線 壓 之 比 為 (A) 3a(B)a/ 3(C)1/ 3a(D) 3/a(E) 以 上 皆 非. 10.( ) 欲 把 三 相 變 二 相, 則 變 壓 器 應 採 用 (A)T-T 連 接 法 (B)V-V 連 接 法 (C)Y- 連 接 法 (D) -Y 連 接 法. 7
11.( ) 三 台 單 相 變 壓 器 接 - 接 供, 若 其 中 一 台 發 生 故 障 時, 仍 可 用 (A)V-V(B) Y- (C)Y-Y(D)T 街 法 供. 12.( ) 若 兩 台 單 相 變 壓 器 額 定 均 為 10KVA, 採 V-V 連 接 成 三 相 變 壓 器 時, 其 三 相 總 額 定 為 (A)10(B)17.32(C)20(D)30KVA. 13.( ) 在 壓 降 低 以 供 負 載 時, 通 常 都 採 用 (A) - (B) -Y(C)Y- (D)Y-Y 連 接. 14.( ) 適 合 於 發 機 昇 壓 用 的 變 壓 器 連 接 方 式 屬 於 (A)Y-Y(B) Y- (C) -Y(D) - 型. 15.( ) 三 台 單 相 3.3KV/220V 變 壓 器, 做 -Y 接 線, 當 高 壓 側 接 3.3KV 三 相 壓 時, 其 低 壓 側 線 路 壓 為 (A)220V(B)208V(C)440V(D)380V. 16.( ) 若 有 兩 台 單 相 變 壓 器, 欲 做 三 相 變 壓 器 運 用, 可 將 此 兩 台 單 相 變 壓 器 採 用 (A) - (B) -Y(C)V-V(D)Y-Y 連 接 供. 17.( ) 單 相 變 壓 順 作 Y- 連 接 運 轉, 若 其 中 有 一 相 發 生 故 障, 當 源 為 三 相 四 線 供 時, 則 可 改 接 為 下 列 何 種 連 接 法 後 仍 可 減 載 繼 續 供 (A)V-V(B)U-V(C)T-T(D)V-T. 18.( )10KVA 單 相 變 壓 器 三 台, 以 Y- 連 接 時 可 供 三 相 容 量 為 : (A)30KVA(B)26KVA (C)17.3KVA(D)8.66KVA. 19.( ) 三 具 20000 伏 特 /200 伏 特 之 台 單 普 通 相 變 壓 器, 若 接 成 Y- 連 接, 一 次 側 之 線 壓 為 22000 伏 特 時, 則 二 次 側 之 線 壓 為 若 干 伏 特?(A)110(B)110/ 3 (C)220(D)220/ 3 (E)110 3. 20.( ) 單 相 變 壓 器 之 -Y 連 接, 常 應 用 在 (A) 低 壓 送 路 (B) 二 次 變 所 之 主 變 壓 器 連 接 (C) 一 次 變 所 之 主 變 壓 器 連 接 (D) 發 廠 之 主 變 壓 器 連 接 (E) 以 上 四 處 皆 常 採 用. 21.( ) 三 相 變 壓 器 於 形 連 接 時, 線 流 為 相 流 之 (A)1 倍 (B) 2 倍 (C) 3 倍 (D)3 倍. 8
( 二 ) 兩 具 單 相 普 通 變 壓 器 作 V-V 連 接 於 三 相 平 衡 路, 提 供 50KVA 之 容 量, 則 每 具 單 相 變 壓 器 之 額 定 容 量 為 多 少? ( 三 ) 已 知 變 壓 器 之 匝 數 比 N1/N2=30, 源 壓 3300V, 接 為 Y- 接 線, 則 二 次 側 輸 出 壓 為 多 少? ( 四 ) 三 個 3300/220V 單 相 變 壓 器, 接 成 - 三 相 系 統, 當 於 額 定 壓 下, 二 次 側 有 一 相 反 接 如 圖 一 所 示, 則 oo 之 開 路 壓 為 多 少? 9
( 五 ) 有 兩 具 桿 上 變 壓 器 用 於 3ψ4W 11.4KV 之 線 路 上, 接 線 如 圖 二 所 示, 其 變 壓 比 為 6600/220V, 則 ac 間 壓 若 干? 若 一 具 為 加 極 性 重 求 ac 之 值? ( 六 ) 如 圖 三 所 示 之 接 線, 若 每 具 變 壓 器 為 3300/220V, 使 用 於 三 相 三 線 3300V 之 源 上, 若 三 具 均 為 減 極 性 則 V1=? V2=? V3=? 若 中 間 變 壓 器 為 加 極 性, 則 V1=? V2=? V3=? 10
( 七 ) 畫 出 以 下 六 種 變 壓 器 連 接 的 相 量 圖 ( 包 括 一 二 次 側 三 相 之 相 壓. 線 壓. 相 流. 線 流 ) 1.Y-Y 相 量 圖 2. - 相 量 圖 3. -Y 相 量 圖 11
4.Y- 相 量 圖. 5.V-V 相 量 圖 6.T-T 相 量 圖 12
十. 實 驗 心 得 : 十 一. 老 師 考 評 : 13
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