专题十一 三相变压器的联结组（课件）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

《电机与变压器》（第5版） 高教社 专题十一 三相变压器的联结组 目录 01 考纲解读 04 内容归纳小结 02 知识点梳理和重点概念复习 03 真题或常考题讲解 2 考纲解读—常见考点 03 02 01 明确联结组标号由 “原边联结方式 + 副边联结方式 + 时钟序数” 三部分组成（如 Y,y0、Y,d11），其中 “时钟序数” 表示副边线电压与原边线电压的相位差。 明确 Y,y 联结的 “双星形” 结构 —— 原、副边均为星形联结，原边若为 YN 联结，副边也可引出中性线。 掌握 “时钟法” 的核心逻辑 —— 以原边线电压为时钟 “分针”，固定指向 12 点；以副边线电压为 “时针”，时针指向的数字即为时钟序数。 考纲解读—考试要求 熟记两种联结的结构特征：Y,y 联结需明确 “原副边均为星形，可引出中性线”；Y,d 联结需明确 “原边星形、副边三角形，副边无中性线”。 理解 “以原边线电压为分针固定 12 点，副边线电压为时针指向数字即序数” 的逻辑，明确 1 个序数对应 30° 相位差，能对应 Y,y 联结。 能准确阐述联结组的核心构成：明确联结组标号由 “原边联结方式（大写字母）+ 副边联结方式（小写字母）+ 时钟序数” 组成。 4 考纲解读—易考题型 故障与并联，Y,y 无中性线带不对称负载易中性点位移、Y,d 并联需标号一致，且能排查绕组过热、相电压异常等故障，需强化 “结构 - 相位 - 参数 - 应用 - 风险” 的关联认知。 实际分析题 “时钟法” 应用，重点掌握 “原边线电压定 12 点、副边线电压指序数” 逻辑，能通过相位关系判序数。 计算题 联结组标号辨析，需明确 “原边大写、副边小写 + 时钟序数” 构成，避免大小写混淆。 选择题 5 知识点梳理和重点概念复习—知识点思维导图 知识点梳理和重点概念复习 三相变压器一次、二次绕组不同连接方式的组合,形成不同的联结组。可以有下列几种:Yy、Y,d、D,d、D,y等。其中,前面表示高压绕组的连接方式,后面表示低压绕组的连接方式。最常用的联结组有以下四种,即 Y,y、Y,y、Y,d、YN,d。其中,yn 表示绕组接成星形联结后,中性点具有引出线,用于三相四线制输出线路。 一、Y,y联结 知识点梳理和重点概念复习 对于高压绕组来说,采用星形联结时有利,原因是各绕组的相电压只有线电压的 1/,绕组的绝缘等级相应可以降低。低压绕组线电流大,采用三角形联结时绕组导线截面积可比星形联结时更小,也便于绕制。因此,大容量的变压器通常采用Y,d或 YN,d联结。 一、Y,y联结 知识点梳理和重点概念复习 为适应单相(照明)与三相动力混合性质的负载,容量不太大的配电变压器,广泛采用 Y,yn联结组。 上述各种联结组别中,一次绕组同其二次绕组之间的电压相位关系是不同的。三相变压器的联结组别体现了这种关系。联结组别也采用时钟表示法,即规定高压绕组的线电动势为长针方向恒指向钟面的“12”。低压绕组线电动势为短针,它指向钟面上的哪个数字,该数字就规定为三相变压器哪个组别的标号。 三相变压器的联结组别,不仅同绕组的绕法、首末端的标法有关,还同三相绕组的连接方式有关。现举例说明各联结组别的标法。 一、Y,y联结 知识点梳理和重点概念复习 1. Y,y0(Y/Y-12)联结组 变压器一次、二次绕组都接成星形联结,并且首端为同极性端。故一次、二次绕组之间的相电动势为同相位,线电动势之间也是同相位。绕组接法如图 2-16(a)所示,相量图如图 2-16(b)所示。当UV指向钟面“12”时,UV也指向钟面“0”,如图 2-16(c)所示。这种联结组就称为Y,y0 联结组。 一、Y,y联结 知识点梳理和重点概念复习 2.Y,y6( Y/Y-6)联结组 如果在 Y,y联结中,变压器一次、二次绕组的首端不是同极性端,如图 2-17(a)所示。uv与UV的相位正好相反,其相量图如图 2-17(b)所示。当UV指向钟面“0”时,则uv指向钟面的“6”,如图 2-17(c)所示。这种连接方式就称为 Y,y6 联结组。 一、Y,y联结 知识点梳理和重点概念复习 1.Y,d1 联结组 在图 2-18 中,变压器绕组采用Y,d联结。 二、Y,d联结 知识点梳理和重点概念复习 二次绕组按 u1u2-v1 v2-w1 w2-u1相序连接,即反序接法,如图 2-19(a)所示,并且一次、二次绕组的首端为同极性端。一次、二次绕组的相电动势U和u、V和v 、W和w方向分别相同,对应的电动势相量图,如图 2-19(b)所示。 二、Y,d联结 知识点梳理和重点概念复习 二次绕组按 u1u2-v1 v2-w1 w2-u1相序连接,即反序接法,如图 2-19(a)所示,并且一次、二次绕组的首端为同极性端。一次、二次绕组的相电动势U和u、V和v 、W和w方向分别相同,对应的电动势相量图,如图 2-19(b)所示。因为二次绕组的电动势指向1,所以这种联结组称为Y,d1 联结组。 二、Y,d联结 知识点梳理和重点概念复习 2.Y,d11 联结组 时钟表示法的短针指向,不仅与绕组Y或D联结有关,还与D联结的不同相序有关,如终2-20(a)所示。这里,变压器绕组也采用Y,d联结,一次、二次绕组的首端仍确定为同极性端。 二、Y,d联结 知识点梳理和重点概念复习 但二次绕组按 u1-v2 v1-w2 wl-u2 u1 相序连接,即正序接法。一次、二次绕组的电动势U和u、V和v 、W和w方向分别相同,对应的电动势相量图如图 2-20(b)所示。一次绕组线电动势E的方向指向上方。二次绕组线电动势仍等于相电动势,但由于相序不同, uv的方向与V的方向相反,即 uv =- V,它超前于 30°,所以,当UV指向 12 点时, uv指向 11 点,如图 2-20(c)所示。因此,这种联结组称为 Y,d11 联结组。 二、Y,d联结 知识点梳理和重点概念复习 如果一次绕组标志不变,而二次绕组标志改变,相应线电动势就发生改变,联结组别也发生改变。因此,变压器共有 24 种联结组别。Y,y或 D,d各有 2,4,6,8,10,12 六种联结组别;而Yd或 D,y则各有 1,3,5,7,9,11 六种联结组别。但为了制造和使用方便,我国规定了五种标准联结组,见表 2-2。 有一点需要注意,对于三相变压器计算变比时,需要明确一次,二次绕组的电压是相电压还是线电压。从单相变压器的变比定义可知,变比可以看成是一次,二次绕组的相电压之比。尤其对于 Y/D 联结组的变压器,计算变比时更要注意。 二、Y,d联结 常考习题练习与讲解—选择题 答案：C 解析：联结组标号由 “原边联结方式（大写）+ 副边联结方式（小写）+ 时钟序数” 组成，与绕组匝数无关，A、B、D 均为组成部分，故 C 错误。 1.三相变压器联结组标号的组成部分不包括（ ） A. 原边联结方式 B. 副边联结方式 C. 绕组匝数 D. 时钟序数 18 常考习题练习与讲解—选择题 答案：A 解析：标号中大写字母对应原边联结方式，“Y” 为星形，“D” 为三角形；小写字母对应副边，A 符合规则，B、C、D 对应错误。 2.联结组标号 Y,y0 中，大写字母 “Y” 代表（ ） A. 原边星形联结 B. 副边星形联结 C. 原边三角形联结 D. 副边三角形联结 19 常考习题练习与讲解—选择题 答案：D 解析：小写字母对应副边，“d” 是 “delta”（三角形）的缩写，A、C 为原边联结，B 为星形，故 D 正确。 3.联结组标号 Y,d11 中，小写字母 “d” 代表（ ） A. 原边星形联结 B. 副边星形联结 C. 原边三角形联结 D. 副边三角形联结 20 常考习题练习与讲解—选择题 答案：B 解析：时钟序数基于 “原边线电压定 12 点，副边线电压指序数”，反映的是原副边线电压的相位差，A、C、D 均偏离定义。 4.联结组的 “时钟序数” 表示（ ） A. 原副边相电压的相位差 B. 原副边线电压的相位差 C. 原边相电压与线电压的相位差 D. 副边相电压与线电压的相位差 21 常考习题练习与讲解—选择题 答案：B 解析：时钟一圈 360°，12 个序数，故 1 序数 = 360°/12=30°，A、C、D 计算错误，不符合时钟法原理。 5.1 个时钟序数对应的相位差是（ ） A. 15° B. 30° C. 60° D. 120° 22 常考习题练习与讲解—选择题 答案：A 解析：序数 0 对应副边线电压指向 12 点，与原边线电压（定 12 点）相位差 0°，B 是 Y,d11 的相位差，C、D 无对应序数。 6.联结组 Y,y0 的时钟序数为 0，说明副边线电压与原边线电压的相位差是（ ） A. 0° B. 30° C. 60° D. 120° 23 常考习题练习与讲解—选择题 答案：C 解析：时钟法的核心是 “原边线电压为分针定 12 点，副边线电压为时针指序数”，A、B、D 不符合操作规则。 7.用时钟法判断联结组时，需将（ ）固定指向 12 点 A. 原边相电压 B. 副边相电压 C. 原边线电压 D. 副边线电压 24 常考习题练习与讲解—选择题 答案：B 解析：副边线电压指向的数字即为序数，指向 11 点对应序数 11，A、C、D 数字匹配错误。 8.若副边线电压指向时钟的 11 点，对应的时钟序数是（ ） A. 10 B. 11 C. 1 D. 0 25 常考习题练习与讲解—填空题 答案：原边联结方式；副边联结方式；原边联结方式；副边联结方式 解析：标号遵循 “原边大写、副边小写” 规则，如 Y,y0 中 “Y” 为原边星形、“y” 为副边星形，时钟序数反映相位差，需明确字母大小写与原副边的对应关系，避免混淆。 1.三相变压器联结组标号由________、________和时钟序数三部分组成，其中大写字母代表________，小写字母代表________。 26 常考习题练习与讲解—填空题 答案：原边线电压；副边线电压；时钟序数；30° 解析：时钟法核心是 “原边线电压定基准、副边线电压判序数”，360°/12 序数 = 30°，需熟记相位差与序数的换算关系，为后续相位判断奠定基础。 2.时钟法判断联结组序数时，需将________固定指向 12 点作为分针，________作为时针，时针指向的数字即为________，1 个序数对应________相位差。 27 常考习题练习与讲解—填空题 答案：0°；滞后；30° 解析：序数 0 对应 0° 相位差，序数 11 对应副边线电压指向 11 点，滞后原边（12 点）30°，需明确 的逻辑链，避免相位方向判断错误。 3.联结组 Y,y0 中，“0” 代表副边线电压与原边线电压的相位差为________；联结组 Y,d11 中，“11” 代表副边线电压________原边线电压________。 28 常考习题练习与讲解—填空题 答案：星形；UAB = UA；Uab =Ua 解析：Y,y 联结继承星形联结的电压特性，线电压是相电压的倍，需区分与三角形联结的电压关系差异，为变比计算铺垫。 4.Y,y 联结的核心结构是原、副边均采用________联结，原边线电压 U_AB 与原边相电压 U_A 的关系为________，副边线电压 U_ab 与副边相电压 U_a 的关系为________。 29 常考习题练习与讲解—判断题 答案：× 解析：标号严格遵循 “原边大写、副边小写” 规则（如 Y,y0 中 “Y” 为原边星形、“y” 为副边星形），大小写不可互换，否则会混淆原副边，题干颠倒对应关系且忽略规则约束，表述错误。 1.三相变压器联结组标号中，大写字母代表副边联结方式，小写字母代表原边联结方式，两者可随意互换。（ ） 30 常考习题练习与讲解—判断题 答案：× 解析：时钟法的基准是 “原边线电压”（非相电压），副边也是 “线电压” 作为时针，核心反映原副边线电压的相位差，题干混淆 “线电压” 与 “相电压”，表述错误。 2.时钟法判断联结组时，需将原边相电压固定指向 12 点，副边相电压作为时针，时针指向的数字即为时钟序数。（ ） 31 常考习题练习与讲解—判断题 答案：√ 解析：序数 0 对应副边线电压指向 12 点，序数 11 对应指向 11 点，符合 “序数→相位差” 的换算逻辑，表述正确。 3.联结组 Y,y0 的时钟序数为 0，说明副边线电压与原边线电压同相位；Y,d11 的序数为 11，说明副边线电压滞后原边线电压 30°。（ ） 32 常考习题练习与讲解—判断题 答案：√ 解析：Y,y 联结继承星形电压特性，线电压是相电压的 倍，故线电压比（= 相电压比，线电压比与相电压比相等，表述正确。 4.Y,y 联结原、副边均为星形联结，原边线电压 UAB=UA，副边线电压 Uab= Ua，因此线电压比等于相电压比。（ ） 33 常考习题练习与讲解—简答题 答案：联结组标号由 “原边联结方式（大写字母）+ 副边联结方式（小写字母）+ 时钟序数” 三部分组成，其中大写字母对应原边绕组联结，小写字母对应副边绕组联结，时钟序数反映副边线电压与原边线电压的相位差。 Y,y0：“Y” 表示原边采用星形联结，“y” 表示副边采用星形联结，“0” 表示副边线电压与原边线电压相位差为 0°（同相位），适配中低压对称负载场景。 1.三相变压器联结组标号的组成规则是什么？请以 Y,y0 为例，说明各部分的含义。 34 常考习题练习与讲解—简答题 答案：“时钟法” 是判断联结组序数的核心方法，原理是：以原边线电压为时钟 “分针”，固定指向 12 点作为相位基准；以副边线电压为 “时针”，时针指向的时钟数字即为联结组的时钟序数，1 个序数对应 30° 相位差。 判断 Y,y0：原边线电压 U_AB 固定 12 点，Y,y 联结副边线电压 U_ab 与原边同相位，时针也指向 12 点，对应序数 0，故为 Y,y0。 2.什么是 “时钟法”？如何用时钟法判断 Y,y0联结组的序数？ 35 常考习题练习与讲解—简答题 答案：电压关系：Y,y 联结原、副边均为星形，线电压是相电压的倍 电流关系：星形联结线电流与相电流大小相等，即原边 IA=Ia1，副边 Ia=Ia2，因线电流直接流过相绕组，无分流路径。 3.Y,y 联结中，线电压与相电压、线电流与相电流分别是什么关系？ 36 常考习题练习与讲解—简答题 答案：Y,y 联结原、副边均为星形，星形绕组的末端可连接形成中性线，因此支持中性线引出，标注形式为 YN,yn0。 中性线的核心作用有两点：①输出相电压：中性线与相线之间形成相电压，可同时为动力负载和照明负载供电，适配居民区配电场景；②平衡电流与抑制谐波：带不对称负载时，中性线为不平衡电流提供通路，避免中性点位移；同时可提供三次谐波电流通路，缓解 Y,y 联结抑制谐波能力弱的问题。 4.Y,y 联结为何可引出中性线？标注形式是什么？中性线的作用有哪些？ 37 重点复习知识点： 1.三相变压器一次、二次绕组不同连接方式的组合,形成不同的联结组。可以有下列几种:Yy、Y,d、D,d、D,y等。其中,前面表示高压绕组的连接方式,后面表示低压绕组的连接方式。 2.低压绕组线电流大,采用三角形联结时绕组导线截面积可比星形联结时更小,也便于绕制。 3.如果一次绕组标志不变,而二次绕组标志改变,相应线电动势就发生改变,联结组别也发生改变。因此,变压器共有 24 种联结组别。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 课堂小结 38 $