2.3三相变压器的应用（课件）-《电机与电气控制技术》同步教学（哈尔滨工程大学出版社）

项目二 变压器的应用与维护 1 目 录 CONTENTS 任务一 认识变压器 任务二 单相变压器的运行 任务三 三相变压器的应用 任务四 特种变压器的应用 2 任务三 三相变压器的应用 3 任务分析 三相变压器是输配电系统中改变三相交流电压以实现电能传递和电能分配的电气设备,它可以由3台单相变压器连接而成,又称为三相变压器组。但大部分三相变压器是将三相绕组分别绕在同一个铁心的3个铁心柱上,通过铁轭形成一个三相磁路,构成三相一体的心式变压器结构。 中、小型电力变压器是指高压侧电压在10kV以下、容量在6300kVA以下的三相变压器,主要用于电力系统中,当作配电变压器使用。目前生产和使用的中、小型电力变压器有油浸式变压器、干式变压器和组合式变压器。了解它们的结构对变压器的正确维护及故障检修有着重要的意义。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 4 任务目标 了解三相变压器的基本结构; 理解三相变压器的工作原理; 熟悉三相变压器的联结组。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 5 知识链接 一、三相变压器的磁路系统———铁心的结构特点 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 6 1.三相组式变压器的磁路系统 2.三相心式变压器的磁路系统 1.三相组式变压器的磁路系统 三相组式变压器是由三个单相变压器按一定方式连接起来组成的,如图2-36所示。由于每相的主磁通各沿自己的磁路闭合,因此相互之间是独立的,彼此无关。当一次绕组加上三相对称电压时,三相主磁通必然对称,三相的空载电流也是对称的。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 7 2.三相心式变压器的磁路系统 与三相组式变压器不同,三相心式变压器的磁路相互关联,它是通过铁轭把3个铁心柱连在一起的,如图2-37所示。这种铁心结构是从单相变压器演变过来的,把3个单相变压器铁心柱的一边组合到一起,而将每相绕组缠绕在未组合的铁心柱上。由于在对称的情况下,组合在一起的铁心柱中不会有磁通存在,故可以省去。和同容量的三相组式变压器相比,三相心式变压器所用的材料较少、质量轻。它的缺点在于采用三相心式变压器供电时,任何一相发生故障,整个变压器都要进行更换,如果采用三相组式变压器,只要更换出现故障的一相即可,所以三相心式变压器的备用容量为组式变压器的3倍。对于大型变压器来说,如果采用心式结构,因其体积较大,造成运输不便。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 8 基于以上考虑,为节省材料,多数三相变压器采用心式结构。但对于大型变压器而言,为减少备用容量以及确保运输方便,一般都采用组式变压器。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 9 二、三相变压器的电路系统———联结组 三相变压器原边、副边绕组的联结组不同,原边、副边绕组相应的电动势(线电压)的相位差也就不同。三相变压器的联结组是三相变压器并联运行必不可少的条件之一,而单相变压器的联结组是三相变压器联结组的基础。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 10 1.变压器原边、副边绕组首末端标记及连接方法 2.单相变压器的联结组 3.三相变压器绕组的接法 4.三相变压器的联结组 1.变压器原边、副边绕组首末端标记及连接方法 单相变压器原边绕组的首、末端被标记为 U、X,副边绕组的首、末端标记为u、x。对三相变压器而言,为研究方便,也对其首、末端加以标记,如表2-4所示。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 11 理论上,三相变压器的原、副边绕组都可以根据需要接成星形(Y)或三角形(△)。一旦按规定的接法连接完成,其表示方法便随之确定。为方便起见,用 Y/y表示原、副边的星形接法;用D/d表示原、副边的三角形接法。原边绕组在接成星形(Y)时,如果有中性线引出,则用 YN表示;副边绕组在接成星形(Y)时,如果有中性线引出,则用yn表示。例如,YN,d表示原边绕组为星形接法,并且有中性线引出,副边绕组为三角形接法;D,y表示原边绕组为三角形接法,副边绕组为星形接法,无中性线引出。 联结组是变压器运行中的一个重要概念。下面首先研究单相变压器的联结组,在此基础上引入三相变压器的联结组。 任务三 直流电动机的起动、反转和制动 12 2.单相变压器的联结组 单相变压器的原边、副边绕组绕在同一根铁心柱上,并被同一主磁通所交链,任何时刻两个绕组的感应电动势都会在某一端呈现高电位的同时,在另外一端呈现出低电位。借用电路理论的知识,把原边、副边绕组中同时呈现高电位(低电位)的端点称为同名端,并在该端点旁加“·”来表示。 按照惯例,统一规定原边、副边绕组感应电动势的方向均从首端指向末端。一旦两个绕组的首、末端定义完毕,同名端便由绕组的绕向决定。当同名端同时为原边、副边绕组的首端(末端)时,̇EUX和̇Eux同相位,用