三相变压器：一铁芯三绕组，用时钟表示相位关系

(一)三相变压器绕组的连接及电压关系

三相变压器的铁芯多采用三铁芯柱式结构,如图5-18(a)所示。它的三根铁芯柱上分别套装有完全一样的高、低压绕组,相当于三台单相变压器。三相高压绕组的首端和末端分别用A、B、C和X、Y、Z标记,三相低压绕组的首端和末端分别用a、b、c和x、y、z标记。三相高、低压绕组都是对称的,因此电压的变换也是对称的。

由于三相变压器中,每相的一、二次绕组是绕在同一铁芯柱上。因此一、二次绕组相电压之比UP1/UP2等于一、二次绕组的匝数比N1/N2。

图5-18　三相变压器

三相变压器的一、二次都有三个绕组,绕组的连接方法有多种,为使用方便,国家标准GB 1094.1—1996《电力变压器　第1部分 总则》规定有五种常用的“标准连接组别”。不同的连接组有不同的一、二次线电压的比值和相位关系。现以Y,yn0(曾用Y/Y0-12)和Y,d11(曾用Y/△-11)两种连接组为例来说明。

Y,yn0连接组如图5-18(b)所示,高压、低压绕组都作星形连接,且低压绕组中有中性线(记作yn)。由于高、低侧绕组接法相同,因此两侧线电压之比等于两侧相电压之比

Y,yn0中的0(横线后的12)是连接组的标号。因为标志三相变压器高、低压绕组线电压之间的相位关系采用时钟表示法,即规定高压侧线电压为时钟的长针,永远指向时钟盘面上的“12”;低压侧线电压为时钟的短针,它指向时钟盘面的哪个数字,则该数字为三相变压器绕组连接组别的标号。因为Y,yn0(0点钟)连接的三相变压器,高、低压侧线电压同相,相当于时钟长、短针都指向“12”,即12点钟的位置,所以记作Y,yn0(Y/Y0-12)连接组。

Y,d11连接组如图5-18(c)所示,高压绕组作Y连接,而低压绕组为△连接。这种绕组连接方式,高、低压侧线电压之比等于高、低压侧相电压之比的3倍,即

由于绕组Y,d连接时。低压侧线电压在相位上滞后于高压侧线电压330°,长、短针相当于时钟“11”点的位置,因此这种Y,d连接的连接组别为“11”,记作Y,d11(Y/△-11)。

(二)变压器的额定值

变压器和其他电磁器件一样,厂家在设计制造时都有额定运行情况下的各种技术数据。通常称为额定值。额定值通常标注在变压器的铭牌上,是正确、合理使用变压器的依据。变压器主要额定值如下。

1.额定电压

一次额定电压U1N是指额定运行情况下一次绕组应当施加的电压。

二次额定电压U2N是指一次侧为额定电压U1N时的二次侧空载电压。

2.额定电流(www.xing528.com)

一次额定电流I1N是指在U1N作用下一次绕组允许长期通过的最大电流。

二次额定电流I2N是指一次侧为额定电压U1N时二次绕组允许长期通过的最大电流。

三相变压器的额定电压、额定电流是指线电压、线电流。

3.额定容量

额定容量是指输出的额定视在功率。

单相变压器

三相变压器

4.阻抗电压ΔU(%)

阻抗电压是指变压器二次绕组短路而一次绕组施加电压,当使一次电流I1=I1N时一次绕组施加的电压值ΔU,通常以ΔU与次额定电压U1N比值的百分数表示,即

5.额定频率fN

额定频率是指电源工作频率。我国的工业标准频率是50Hz。

6.温升

额定温升是指变压器在额定运行情况下,变压器指定部位的温度与标准环境温度(一般为40℃)之差。

使用变压器时,必须按照额定值的规定,以确保变压器正常工作及延长运行寿命。