三相变压器的磁路系统分析

【学习任务】（1）正确说出三相组式变压器的结构及磁路。

（2）正确说出三相心式变压器的结构及磁路。

（3）正确理解心式变压器和组式变压器的应用场合。

电力系统均采用三相供电制，所以三相变压器可由三台变压器组合而成，称为三相组式变压器，还有一种三柱式铁芯结构的变压器称为三相心式变压器。

三相变压器在对称负载下运行时，其中每一相的电磁关系都与单相变压器相同，前面分析的单相变压器的方法及有关结论，完全适用于对称运行的三相变压器。

1.组式变压器

组式变压器由三台单相变压器组合而成，其特点是每相磁路独立，互不关联，如图2－14所示，只有在特大容量时为运输方便才采用这种结构。

图2－14　三相组式变压器磁路

2.心式变压器

三相心式变压器磁路是由三个单相变压器铁芯演变而成，把三个单相铁芯合并成如图2－15（a）所示的结构，由于通过中间铁芯的是三相对称磁通，其相量和为零，因此中间铁芯可以省去，形成如图2－15（b）所示的形式，再将三个芯柱安排在同一平面上。如图2－15（c）所示，这就是三相心式变压器磁路。(www.xing528.com)

图2－15　三相芯式变压器磁路

（a）三个单相铁芯的合并；（b）去掉中间铁芯柱；（c）三相心式铁芯

三相心式变压器磁路的特点是：各相磁路彼此关联，每一相磁通要通过另外两相磁路闭合。由于三相芯柱在一个平面上，使三相磁路有点不对称，由此造成三相激磁电流也有点不对称。由于激磁电流很小，故这种不对称程度在工程上造成的误差完全可以忽略不计。目前用得较多的是三相心式变压器，因它具有消耗材料少、效率高、占地面积小、维护简单等优点，大型变压器多采用这种结构。

3.心式变压器和组式变压器的区别

1）结构不同

心式变压器中的铁芯是变压器的磁路部分，在铁芯柱上套绕组，铁轭则将铁芯柱连接起来，形成闭合的磁路；而组式变压器是由三个单相变压器在电路上做三相连接而组成的，各相的主磁通沿各自铁芯形成一个单独的回路，彼此间毫无关系。

2）适用范围不同

在大容量的巨型变压器中，为了便于运输及减少备用容量，常常采用三相组式变压器，而大、中、小容量的心式变压器广泛应用于电力系统中。