三相变压器及其接法原理

1.概述

电力系统普遍采用三相制供电，用三相电力变压器来变换三相电压。三相变压器的铁心有三个心柱，有三个一次绕组和三个二次绕组，每相的一、二次绕组装在一个心柱上。一次绕组首端用A、B、C表示，末端用X、Y、Z表示；二次绕组首端用a、b、c，末端用x、y、z表示，如图5-39a所示。

图5-39 三相变压器

a）原理图 b）Yyn接法 c）Yd接法

三相变压器的工作原理与单相变压器相同。三相变压器的一、二次绕组有星形（）和三角形（△）两种接法。星形接法每相绕组端电压是相电压，仅为线电压的，可降低绕组绝缘要求。三角形接法绕组电流是线电流的，可减小绕组导线的截面。三相绕组常用的连接方式有Yy0和Yd两种，如图5-39b、c所示。大写字母表示一次绕组的接法，小写字母表示二次绕组绕组的接法。Y、y表示星形接法，D、d表示三角形接法，N、n表示有中性线。Yy0接法用于给三相四线制供电的配电变压器，高压不超过35kV，低压为400V/230V；Yd接法常应用于高压为35kV，低压为3～14kV的变压器。

与单相变压器相同，三相变压器一次绕组和二次绕组相电压之比等于一、二次绕组每相的匝数比，即

一、二次绕组线电压的比值不仅与变压器的电压比有关，而且还与变压器绕组的连接方式有关。

Yy0连接时，有

Yd连接时，有

式（5-15）、式（5-16）中，U₁₁、U₁₂为一、二次绕组的线电压；U_p1、U_p2为一、二次绕组的相电压。(www.xing528.com)

2.变压器的同名端

变压器同一铁心上的不同绕组，在同一磁势作用下，产生同样极性感应电动势的出线端，称为变压器的同名端，又称同极性端。图5-40中，1、2、3、4为一次绕组，5、6、7、8为二次绕组。若将电流i₁和i₂分别从图5-40a中绕组的1端和3端流入，铁心中产生的磁通方向一致，被同一磁通所铰链的绕组中的感应电动势也方向一致，故1端和3端为这两个绕组的同名端。同理，2端与4端、5端和8端也是同名端。同名端用“*”或“·”标示，如图5-40b所示。

图5-40 变压器的同名端

a）原理图 b）示意图

三相变压器的额定值与单相变压器基本相同，不同之处是额定功率，三相变压器的额定功率为

3.变压器的并联运行

在发电厂或变电站中，通常都会有多台变压器来共同承担传输电能的任务，其意义如下。

1）可以提高供电的可靠性。在同时运行的多台变压器中，如果有变压器发生故障，可以在其他变压器继续工作的情况下将其切除，并进行维修，不会影响供电的连续性和可靠性。

2）可以提高供电的经济效益。变压器所带负载是随季节、气候、早晚等外部情况变化而改变的，可以对变压器的负载进行监控来决定投入运行的变压器的台数，以提高运行效率。

当然，并不是任意的变压器都可以组合在一起就能并联运行的，为减少损耗，避免可能出现的危险情况，并联运行的变压器应保证空载时各变压器之间无环流，以减少绕组铜耗；负载时按容量比例承担负载，保证各变压器都能得到充分利用；负载时二次绕组电流相位相同，以提高负载能力。理想并联运行的条件是各台变压器的额定电压、电压比相等；各台变压器的连接组别相同；各台变压器的短路阻抗（或短路电压）的标幺值相等；并联运行的变压器最大容量与最小容量之比小于3∶1。