三相变压器电压波形及并联运行共27页

3. Y，d连接的三相变压器 • 原边绕组：三次谐波电流不能流通，主磁通
和原、副边相电势中出现三次谐波分量。
• 副边绕组 联接，三次谐波电流形成环流。
• 副边三次谐波电流作为激磁电流，与原边绕 组中的基波电流共同建立主磁场，对三次谐 波磁通产生去磁作用。
• 主磁通接近正弦波，相电势、线电势为正弦 波。
高、低压方对应线电势之间的
关系。
• 对于已制造好的变压器，其
损耗由电源电
压及频率决定，
损耗随负载电流增加而很
快地增加，当
时，变压器效率最高。
• 变压器在高压边作短路试验时，如果高压边加额 定电压，则变压器将要烧坏。（ ）
• 对于已绕制好的变压器，其原、副绕组的同名端 是确定的。 ( )
• 变压器为了调压，通常将改变绕组匝数的分接开 关接在低压侧。( )
二、二次电压不等时并联运行
设两台变压器变比不同：
IcZk* U Z k* U 1/Zkk* U Z 1 k*/k
IC ：空载环流
变比不同的变压器并联运行：
产生空载环流（变比差很小，也会产生很 大的环流），既占用了变压器的容量，又增 加损耗。
为了保证空载时环流不超过额定电流的 10%，通常规定并联运行的变压器的变比差不 大于1%。
变压器并联运行的优点：
• 提高供电的可靠性； • 提高供电的经济性； • 减小备用容量。
一、变压器理想的并联运行条件
变压器理想的并联运行条件为： 1、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，
即变比相同； 2、各变压器的联结组标号相同； 3、各变压器的短路阻抗（短路电压）标么值相
等，且短路阻抗角也相等。
i03 B
i03 AI03 msi3 n t I03 msi3 n( t1200 )I03 ms
i3 n
t
i03 C I03 ms i3 n(t1200 )I03 ms i3 nt
三相变压器的绕组为 YN 或 D 接法，则三次 谐波电流可以流通。
对三相变压器组，三次谐波磁通可以通过 铁心磁路流通；对三相三心柱变压器，三次谐 波磁通只能通过漏磁路流通。
不同联结组标号的变 压器并联运行，二次侧线 电压相位不同，将产生几 倍于额定电流的空载环流， 会烧毁绕组。
联结组不同的变压器绝不允许并联运行。
三、并联运行变压器的负载分配
设三台变压器变比相等、联结组号相同。
U 1 I Z k I Z k I Z k
并联运行变压器负荷分配：
:: Z 1K:Z 1K:Z1 K
S N S N S N S
问题：哪台变压器先达到满负载？ 负荷功率
并联运行的变压器所分担的负载电流，与其漏 阻抗的标幺值成反比，短路阻抗标么值小的变压 器先达到满负荷；
并联运行的各变压器短路阻抗标么值相等，则他 们的负载系数也相等，各变压器同时达到满负荷；
同理，D，y联结的三相变压器，原边绕组 中空载电流的三次谐波分量可以流通，磁通为 正弦波，相电势为正弦波。
结论：在三相变压器中，只要有一边绕 组接成三角形，就能保证相电动势接近正弦 波，避免畸变。
§3.4 变压器的并联运行
变压器并联运行是指将几台变压器的一、 二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上， 共同向负载供电的运行方式。
相位角。
• 变压器不允许长期空载运行是因为没有功率输 出，变压器容量没有得到充分利用。( )
• 一台60Hz的变压器，如运行在同样额定电压的 50Hz电网上，其铁耗将增加。 ( )
• 三相变压器如果一次侧相电压超前于二次侧相 电压，其联结组别可能是Y,d2。（ ）
• 三相变压器联结组标号是指采用 标志法表示
并联运行的各变压器短路阻抗标么值相等，则 各变压器所带负载的大小与各自的容量成正比，使 各台变压器的容量都能得到充分利用。
小结：
为使三相变压器相电势波形不发生畸变， 三相变压器组不能采用Y，y形；
中小容量三相心式变压器可以采用Y，y联结。
I:I:IZK 1:ZK 1:Z1K
近似认为各负载电流同相，变压器负载系数为：
I II N
I
I
I:I:IZK 1:ZK 1:Z1 K
:: Z 1K :Z 1K :Z1 K
二、各种联结组的三相变压器电动势及电压波形分析
1、YN，y联结组
三相的三次谐波电流可在一次侧流通，励 磁电流为尖顶波，磁通为正弦波，绕组电动 势也为正弦波。
2. Y，y联结组 三次谐波电流不能流通，励磁电流正弦波，
磁通近似为平顶波，包含三次谐波磁通。
（1）三相变压器组（三次谐波磁通通过铁心磁 路闭合）
三次谐波磁通和三次谐波电动势相当大， 相电动势波形严重畸变，所产生的过电压可能 危害绕组的绝缘。
因此，三相变压器组不能采用Y，y连接。
三相变压器组Y，y联结时的电动势波形：
（2）三相心式变压器 三次谐波磁通通过漏磁路闭合，三次谐
波磁通很小，主磁通及相电动势仍可近似 地看作正弦波。
三相心柱式变压器可以接成Y，y形。但因 三次谐波磁通经过油箱壁及其它铁夹件时会在 其中产生涡流，引起局部发热，增加损耗。因 此三相心式变压器接成Y,y形其容量一般不超 过1800KVA。
• 三相变压器组的磁路结构特点是 心柱式变压器的磁路结构特点是
，三相 。
• 变压器的空载损耗可近似看做额定电压下的 损耗，通过变压器空载试验可以测定其变比和 参数；变压器短路损耗可近似看做是负载运行的 损耗，通过变压器短路试验可以测定其 参
数。
• 某变压器连接组为Y,d5，则表示该变压器高压
侧线电势超前低压侧对应线电势
§3.3 绕组联结和磁路结构对电压波形的影响
复习： 由于磁路存在着饱和现象： 当主磁通为正弦波时，励磁电流为尖顶波
（其中含有三次谐波电流）。
若励磁电流为正弦波，则磁通为平顶波， 其中含有三次谐波磁通。
正弦波 尖顶波
平顶波 正弦波
一、三次谐波电流和磁通
在三相变压器中，三次谐波电流和 三次谐波磁通相位相同。即：