三相变压器铁心的磁路分析

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。

科 技 天 地39INTELLIGENCE························三相变压器的磁路对电势波形的影响新乡职业技术学院 马丽娟摘 要：本文介绍了三相变压器磁路系统对电势波形的影响及三相压器的相电动势波形与绕组接法和磁路系统的关系。

关键词：三相变压器 磁路系统 电势波形 影响一、变压器的基本结构变压器的铁心既是磁路，又是套装绕组的骨架。

铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将铁心柱连接起来，形成闭合磁路。

为减少铁心损耗，铁心用厚0.35mm 的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆。

在大型电力变压器中。

为提高磁导率和减少铁心损耗，常采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷轧硅钢片卷成的卷片式铁心。

二、主磁通和激磁电流1、主磁通 通过铁心并与一次、二次绕组相交链的磁通叫做主磁通，用φ表示。

空载时由于-e1≈u1，而电源电压通常为正弦波，故电动势e1也可认为是正弦波，Φm 为主磁通的幅值，对于已经制成的变压器，主磁通的大小和波形主要取决于电源电压的大小和波形。

2、激磁电流 产生主磁通所需要的电流叫做激磁电流，用im 表示。

空载运行时，铁心上仅有一次绕组电流i0所形成的激磁磁动势，所以空载电流就是激磁电流，即i0=im。

激磁电流im 中包括两个分量，一个是磁化电流iμ，另一个是铁耗电流iFe。

磁化电流iμ用于激励铁心中的主磁通φ，对已制成的变压器，iμ的大小和波形取决于主磁通φ和铁心磁路的磁化曲线。

当磁路不饱和时，磁化曲线是直线，iμ与φ成正比，故当主磁通φ随时间正弦变化时，iμ亦随时间正弦变化，且iμ与φ同相而与感应电动势e1相差900相角，故磁化电流为纯无功电流。

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。

三相变压器的磁路系统
现代电力系统都采用三相制，故三相变压器使用最广泛。

从运行原理来看，三相变压器在对称负载下运行时，各相电压、电流大小相等，相位互差12o0，因此，上一章对单相变压器的分析方法及其结论完全适用于三相变压器对称运行时的情况。

但三相变压器也有其特殊的问题需要研究，例如，三相变压器的磁路系统、三相变压器绕组的连接方法和联结组、三相变压器空载电动势的波形和三相变压器的不对称运行等。

此外，变压器的并联运行也放在本章讨论。

三相变压器的磁路系统可分为各相磁路独立和各相磁路相关两大类
把3个完全相同的单相变压器的绕组按一定方式作三相连接，便构成一台三相变压器组或三相组式变压器，如图3.1所示。

这种变压器的特点是各相磁路各自独立，彼此无关。

当原边接三相对称电源时，各相主磁通和励磁电流也是对称的由于三相芯式变压器三相磁路长度不同，即使外加三相对称电压，三相励磁电流也不完全
对称，中间铁芯柱的一相磁路较短，励磁电流较小。

但与负载电流相比，励磁电流很小，它的不对称对变压器负载运行的影响极小，伺服电机因此仍可看做三相对称系统。

由于变压器高、低压绕组交链着同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正电位时，在低压绕组上必有一个端点的电位也为正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对应的端点上用符号“·”标出。

绕组的极性只取决于绕组的绕向，与绕组首、末端的标志无关。

我们规定绕组电动势的正方向为从首端指向末端。

当同一铁芯柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同，如图3.3(.),(d)所示。

当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反.。

第三章 三相变压器§3-1．三相变压器的磁路1．三相变压器组三相变压器的磁路系统可分为各相磁路彼此独立和各相磁路彼此相关的两类。

图3-1 三相组成磁路系统三相是由变压器由三个单相磁通沿各自的磁路闭合，彼此毫无关系，所以三相变压器组的磁路系统属于彼此无关的一种。

当原边加上三相对称电压时， 变压器组成的，由于各相的三相主磁通•φA，•φB，•φ特点：（1）三相磁路彼此无关相互独立C 也是对称的，因此三相空载电流也是对称的。

•••（2）三相磁通对称φA ，φB ，φ大小相等，互差120º （3）三相激磁电流对称2．三相相磁通对称其总和A+ B C=0，即在任何瞬间，中间芯柱磁通为零，所以在结构上可省去中间的芯柱。

外两相的磁路闭合，故属于各相磁路彼此相关的一种。

（2）三相磁通代数和为零 C 心式变压器三个单相铁芯由于三•φ•φ+•φ三相磁能的流通均以其它两相为回路，为了简便，把三个芯板排列在芯柱同一平面上。

在这种磁路中，因每相主磁通都要借另而且三相磁路长度不相等，B 相最短，A、C 磁路较长的i ,i 相等,i 较小，但与A 0oC oB 外接电压相比，如电压对称，仍然认为三相电流对称。

特点：（1）三相磁路彼此相关 （3）三相的空载电流不对称由于与负载电流相比，励磁电流很小，如负载对称，仍可认为三相电流对称。

三相芯式变压器的磁路系统§3-2．三相变压器的电路系统——联接组1．单相变压器（1）同名端（同极性端）个绕组而言无极性，但当两个绕组同时链着一个磁通极性。

“●”表示。

首末a ）图：当图3-2绕组的标志方式由于感应电动势是交变的，对于一时，感应电动势存在着相对例如，在某一瞬间，高压绕组正电位，则低压绕组必定有一个端点也为正电位，把这两个极性相同的端点称为同极性端，用图3-3 端的两种标法（dtd Φ增加时，根据楞次定律，两个绕组感应电势瞬时实际方向应从2指向1，4椤次指向3。