三相变压器的绕组联结方法
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三相变压器三相变压器原理三相变压器是3个相同的容量单相变压器的组合.它有三个铁芯柱,每个铁芯柱都绕着同一相的2个线圈,一个是高压线圈,另一个是低压线圈.三相变压器是电力工业常用的变压器.变压器接法与联结组用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法,中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。
所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。
如低压系配电系统,则可根据标准规定决定。
1).国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的,所以,对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器,高压与中压绕组都要用星形接法。
当三相三铁心柱铁心结构时,低压绕组也可采用星形接法或角形接法,它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角。
500/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11220/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11330/220/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d11330/110/LVkV─YN,yn0,yn0或YN,yn0,d112).国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。
如220/60kV变压器采用YNd11接法,与220/69/10kV变压器用YN,yn0,d11接法,这二个60kV输电系统相差30°电气角。
当220/110/35kV变压器采用YN,yn0,d11接法,110/35/10kV变压器采用YN,yn0,d11接法,以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。
所以,决定60与35kV级绕组的接法时要慎重,接法必须符合输电系统电压相量的要求。
根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法。
否则,即使容量对,电压比也对,变压器也无法使用,接法不对,变压器无法与输电系统并网。
3).国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位。
三相变压器绕组的结构原理
三相变压器绕组的结构原理是将三组线圈分别绕在磁心上,其中一组为主绕组,通过输入电力来激励磁场;而另外两组则作为副绕组起到输出电力的作用。
这种结构原理能够实现电压的变换和电路的隔离,从而保证电能的安全有效传输。
具体来说,三相变压器绕组的结构原理包括以下几个方面:
1.主绕组和副绕组的连接方式:主绕组为三相对称线圈,分别连接到三相交流电源上,形成磁场。
副绕组也是三组线圈,分别与电路负载相连,将主绕组的电磁能转化为电能供应负载。
2.绕组的结构和材料:绕组通常由铜或铝导线绕制而成,具有低电阻、高导电性和良好的导热性。
为了减少电流损耗和温度上升,绕组一般采用分层绕制或平行绕制等技术。
此外,绕组表面常涂上绝缘漆,以增强其耐电击性能。
3.铁芯的结构和材料:铁芯通常采用硅钢片或镍铁合金等材料制成,以提高磁通密度和减小磁留强度,从而减少铁芯的磁损耗和热损耗。
三相变压器绕组的铁芯一般采用三相接铁法,使其形成闭合的磁路,从而保障高效的能量传输。
三相变压器绕组的联结组别1.变压器联接组别标号的常用确定方法确定变压器联接组别标号通常采用国际上规定的时钟表示法,即规定原绕组线电动势向量EAB当作钟表的指针固定指“12”位置,副绕组电动势向量Eab当作时针指向钟表的那个数字,该数字就是三相变压器联接组别的标号。
下面以Yy0为例,阐述确定联接组标号的具体步骤。
分别画出原绕组和副绕组接线图(见图1(a))。
注意画图时同一芯柱的绕组上下对齐,找同一芯柱上的绕组感应电动势的同极性端。
图1 Yy0连接组按照原边接线画出原边绕组的电势向量图。
按照副边接线画出把A和a(见图1(b))看成等电位点的副边绕组电势向量图。
在原、副绕组电动势向量图中找出对应的线电动势相位差。
即Eab当作钟表的分针固定在“12”位置,Eab当作时针所指数字就是该变压器联接组别标号(图1中Eab指“12”,通常用“0”表示)。
联接组组成:原边接线、副边接线组别号。
由此得图1的联接组为Yy0。
应用此法,对应每一个联接组别都要画出对应原边接线和副边接线的电势向量图,步骤繁琐,也容易出错,掌握起来有一定的难度,尤其对从事变电站运行的职工更是如此。
笔者将所有的联接组别进行全面的分析,反复推敲,找出了它们之间的相互联系及变化规律,总结出了不用画向量图的简易确定联接组标号的方法。
2 变压器中各电动势向量的相位变化规律用国际上规定的方法确定三相变压器的联接组别,较关键的步骤是画原、副绕组电动势向量图,找原、副边绕组对应的线电动势相位差。
由于三相变压器结构的特点,三相变压器原、副绕组电动势向量的相位变化及相位差也有一定的规律可循。
三相变压器同一侧(原边或副边)各相电动势相位互等120°。
同一铁芯柱上原、副绕组相电动势要么同相,相位差为0°,要么反相,相位差为+180°(如图1 Yy0)。
不论怎样联接,电势向量组成的三角形为等边三角形。
高压绕组线电势EAB和对应的低压绕相线电势Eab之间的相位差总是30°的整倍数。
三相变压器绕组的连接—电路系统1.绕组的端点标志与极性在三相变压器中用大写字母A、B、C表示高压端首端,X、Y、Z表示尾端,小写字母a、b、c表示低压端首端,x、y、z表示尾端,连接可采纳星型(Y连接)用Y(或y)表示,角型(△连接)用D(或d)表示。
在国产电力变压器常采纳Y,yn:Y,d:和YN,d三种连接。
N(或n)表示有中点引出。
如:表1 变压器绕组的端点标志绕组名单相变压器三相变压器首端末端首端末端中点高压绕组AXABCXYZN低压绕组aXabn中压绕组AmXmAmBmCmXmYmZmNm2.单相变压器的联结组(1)变压器的联结组:三相变压器高、低压绕组对应的线电动势之间的相位差,通常用时钟法来表示,称为变压器的联结组。
(2)时钟法:即把高压绕组的线电动势相量作为时钟的长针,且固定指向12的位置,对应的低压绕组的线电动势相量作为时钟的短针,其所指的钟点数就是变压器联结组的标号。
(3)单相变压器的联结组号如图所示:对于单相变压器,当高、低压绕组电动势相位相同时,联结组为I,I0,其中I,I表示高、低压绕组都是单相绕组。
当高、低压绕组电动势相位相反时,其联结组为I,I6。
图1 单相变压器的联结组3.三相绕组的联结方式对于三相变压器,不论是高压绕组还是低压绕组,我国主要采纳星形连接(Y连接)和三角形连接(D连接)两种。
星形连接方式:以高压绕组为例,把三相绕组的3个末端X、Y、Z连在一起,结成中点,而把它们的三个首端A、B、C引出,便是星形连接,以符号Y表示。
三角形连接方式:假如把一相的末端和另一相首端连接起来,挨次形成一闭合电路,称为三角形连接,用D表示。
留意:相应的是对于低压侧而言,用y,d表示。
图2 三相绕组的联结方式和相量图4.三相变压器的联结组依据变压器原、付方对应的线电压之间的相位关系,把变压器绕组的连接分成不同的组合称为绕组的联结组。
实践与理论证明,变压器高、低压方相对应的线电压的相位差总是30度的倍数。
三相变压器绕组的连接方法三相变压器是一种用于电力系统中将高电压转换为低电压或低电压转换为高电压的重要电气设备。
它由三个绕组组成,分别为低压绕组、中压绕组和高压绕组。
这三个绕组之间可以采用不同的连接方法,包括星形连接和三角形连接。
本文将详细介绍三相变压器绕组的连接方法。
星形连接方法是一种常见的三相变压器绕组连接方式。
在星形连接中,每个绕组的一个端子都连接在一起形成一个星形连接点。
剩余的三个绕组的另一个端子分别作为输入或输出接线,形成一个闭合的电路。
星形连接方法的主要优点是在绕组之间提供了较好的电气隔离,从而提高了变压器的绝缘性能。
此外,星形连接还可以降低绕组的电压应力,减小了导线的规格,并且能够提供较好的对称性和稳定性,使得绕组之间的电流较为均匀。
因此,星形连接方法广泛应用于低压侧供电系统中。
然而,星形连接方法也存在一些缺点。
首先,星形连接不能提供相同的电压变化比,因为相邻绕组间的相电压是两个边向中间之和,而不是三个边之和。
其次,星形连接方法在三相不平衡负载情况下容易产生零序电流,造成能量损失和设备损坏。
为了克服星形连接的缺点,三角形连接方法也被广泛使用。
在三角形连接中,每个绕组的一个端子都连接到下一个绕组的另一个端子,形成一个闭合的三角形。
三角形连接方法的主要优点是可以提供相同的电压变换比,使得变压器能够满足不同需求的电压变化。
此外,三角形连接方法可以有效地抵消三相电流的不平衡,降低能量损耗。
然而,三角形连接方法也存在一些缺点。
首先,三角形连接不能提供较好的隔离性能,绕组之间的相电压较高,容易导致绕组之间的电气击穿。
其次,三角形连接要求绕组中心点不接地,因此在故障时难以检测和定位故障。
综上所述,星形连接和三角形连接是常用的三相变压器绕组连接方法。
星形连接具有较好的电气隔离性能和稳定性,适用于低压侧供电系统。
而三角形连接具有相同的电压变换比和抵消能力,适用于不同变压比和负载条件的要求。
根据实际应用需求,可以选择适合的连接方法来实现电能的变换和传输。
变压器的接线方法
变压器的接线方法是将两个绕组通过铁芯相互连接起来,一般有三种常用的接线方法,分别是星型接法、三角形接法和Zigzag接法。
星型接法也叫Y型接法,它是将三相变压器的三个低压绕组分别连接到三相电源的三根导线上,然后将三个高压绕组的中性点连接起来形成一个共点。
它的特点是高压绕组没有中性点,适用于三相稳定的电网供电和三相负荷不对称性较小的情况。
优点是可以使变压器在较小容积和负载下实现较大的功率输出。
缺点是当负载不平衡时,会产生三次谐波电流。
三角形接法也叫型接法,它是将三相变压器的三个低压绕组分别连接到三相负载端的三根导线上,然后将三个高压绕组的末端分别连接起来形成一个闭路。
它的特点是低压绕组没有中性点,适用于三相负荷对称和非对称均衡的情况。
优点是可以使变压器抵御较大的三次谐波电流和负载不平衡,缺点是三相负载不均匀时造成高压绕组中性点电势上升,导致电网不稳定。
Zigzag接法是将三相变压器的三个低压绕组通过连接绕组相互连接起来,然后将三个高压绕组的末端相互连接形成一个闭路。
Zigzag接法可以将三相变压器变成三相自耦变压器,既可以实现高压到低压的变换,又可以实现低压到高压的变换。
它的特点是在中点的电势基本为零,适用于单相负载较大的情况。
优点是可以实现电压变换和杂散电流的最小化,缺点是造价较高,适用范围较窄。
总的来说,变压器的接线方法根据不同的用途和电网供电情况选择不同的方式,以实现转换和保护电路的功能。
在实际应用中,需根据具体情况选择合适的接线方法,以确保变压器正常运行和保护电气设备的安全。
变压器三相绕组有星型联结、三角形联结与曲折联结等三种联结法。
在绕组联结中常用大写字母A、B、C表示高压绕组首端,用X、Y、Z表示其末端;用小写字母a、b、c 表示低压绕组首端,x、y、z表示其末端,用o表示中性点。
新标准对星型、三角形和曲折形联结,对高压绕组分别用符号Y、D、Z表示;对中压和低压绕组分别用y、d、z表示。
有中性点引出时分别用YN、ZN和yn、zn表示。
自藕变压器有公共部分的两绕组中额定电压低的一个用符号a表示。
变压器按高压、中压和低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联结组。
例如:高压为Y,低压为yn联结,那么绕组联结组为Yyn。
加上时钟法表示高低压侧相量关系就是联结组别。
常用的三种联结组别有不同的特征:1Y联结:绕组电流等于线电流,绕组电压等于线电压的1/√3,且可以做成分级绝缘;另外,中性点可以引出接地,也可以用来实现四线制供电。
这种联结的主要缺点是没有三次谐波电流的循环回路。
2 D联结:D联结的特征与Y联结的特征正好相反。
3 Z联结:Z联结具有Y联结的优点,匝数要比Y形联结多15.5%。
成本较大。
据GB/T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》和GB/T10228-1997《干式电力变压器技术参数和要求》规定,配电变压器可采用Dyn11联结。
而我国新颁布的国家规范《民用建筑电气设计规范》、《工业与民用供配电系统设计规范》、《10KV及以下变电所设计规范》等推荐采用Dyn11联结变压器用作配电变压器。
现在国际上大多数国家的配电变压器均采用Dyn11联结,主要是由于采用Dyn11联结较之采用Yyn0联结有许多优点:3.1 D联结对抑制高次谐波的恶劣影响有很大作用3.1.1在D联结绕组中的三次谐波环流能够在变压器中产生三次谐波磁动势,它与低压绕组的三次谐波磁动势平衡抵消;3.1.2高压相绕组的三次谐波电动势在D联结回路中环流,三次谐波电流可在D联结的一次绕组内形成环流,使之不致注入公共的高压电网中去。
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。
主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。
三相变压器广泛适用于交流50Hz至60Hz,电压660V以下的电路中,广泛用于进口重要设备、精密机床、机械电子设备、医疗设备、整流装置,照明等。
产品的各种输入、输出电压的高低、联接组别、调节抽头的多少及位置(一般为±5%)、绕组容量的分配、次级单相绕组的配备、整流电路的运用、是否要求带外壳等,均可根据用户的要求进行精心的设计与制造。
三相电力变压器高、低压绕组的出线端都分别给予标记,以供正确连接及使用变压器,其出线端标志如表1所示。
在三相电力变压器中,不论是高压绕组,还是低压绕组,我国均采用星形联结及三角形联结两种方法。
星形联结是把三相绕组的末端U2、V2、W2(或u2、v2、w2)连接在一起,而把它们的首端U1、V1、Wl(或u1、v1、w1)分别用导线引出,如图1(a)所示。
三角形联结是把一相绕组的末端和另一相绕组的首端连在一起,顺次连接成一个闭合回路,然后从首端U1、V1、W1(或u1、v1、w1)用导线引出,如图1(b)及(c)所示。
其中图(b)的三相绕组按U2Wl、W2V1、V2U1的次序连接,称为逆序(逆时针)三角形联结。
而图(c)的三相绕组按U2V1、W2U1、V2Wl的次序连接,称为顺序(顺时针)三角形联结。
三相变压器高、低压绕组用星形联结和三角形联结时,在旧的国家标准中分别用Y和△表示。
新的国家标准规定:高压绕组星形联结用Y表示,三角形联结用D表示,中性线用N表示。
低压绕组星形联结用y表示,三角形联结用d表示,中性线用n表示。
上述各种接法中,一次绕组线电压与二次绕组线电压之间的相位关系是不同的,这就是所谓三相变压器的联结组别。
三相变压器联结组别不仅与绕组的绕向和首末端的标记有关,而且还与三相绕组的连接方式有关。
理论与实践证明,无论怎样连接,一、二次绕组线电动势的相位差总是300的整数倍。
因此,国际上规定,标志三相变压器一、二次绕组线电动势的相位关系用时钟表示法,即规定一次绕组线电势EUV为长针,永远指向钟面上的“12”,二次绕组线电势Evu为短针,它指向钟面上的哪个数字,该数字则为该三相变压器联结组别的标号。
现就Y,y联结和Y,d联结的变压器分别加以分析。
2.Y,y联结组
若在图2联结绕组中,变压器一二次绕组的首端不是同名端,而是异名端,则一二次绕组相互对应的电动势相量均反向,Euv将指向时钟的“6”,成为Y,y6联结组,如图3所示。
3.Y,d联结组
图5中,变压器一次绕组仍用星形联结,二次绕组仍为三角形联结,但二次绕组u相的首端u1与w相末端w2相连,即如图5(a)所示的顺序连接,且一、二次绕组的首端为同名端,则对应的相量图如图5(b)所示。
三相电力变压器的联结组别还有许多种,但实际上为了制造及运行方便的需要,国家标准规定了三相电力变压器只采用五种标准联结组,即Y,yn0、YN,d11、YN,y0、Y,y0和Y,dll。
在上述五种联结组中,Y,yn0联结组是我们经常碰到的,它用于容量不大的三相配电变压器,低压侧电压为400~230V,用以供给动力和照明的混合负载。
一般这种变压器的最大容量为1800kV˙A,高压侧的额定电压不超过35kV。
此外,Y,y0联结组不能用于三相变压器组,只能用于三铁心的三相变压器。