三相变压器

本文概述

• 有哪些因素影响连接的选择？
• Δ-Δ变换的优点
• Δ-Δ变换的缺点
• 2.星-星（Y-Y）连接
• 3.三角星（∆-Y）连接
• 4.星三角（Y-∆）连接

三相变压器主要有两种类型：

1. 单单元三相变压器。
2. 三单元三相变压器。

图：三相壳式变压器

三个单位银行的优势：

在一个绕组损坏的情况下, 可以使用开式三角形连接通过两个单元传输功率, 因此可以传输50％的功率。

单机变压器的优点：

1. 这些变压器占用的空间更少。
2. 这些变压器更轻, 更小, 更便宜。
3. 这些变压器效率更高。

单体变压器的缺点：

如果变压器的单个绕组损坏, 则必须更换整个单元。

三相变压器的连接：

三相变压器具有三个连接在其中的变压器, 它们分别或组合在一个铁芯上。我们可以用星形（Y）或三角形（Δ）连接三相变压器的初级和次级绕组。三相变压器组的连接方法有四种：

1. ∆-∆（Delta初级-Delta次级）
2. Y-Y（星等-星等）
3. ∆-Y（Delta初级-Star次级）
4. Y-∆（星际至星际Delta）

为了将变压器连接成星形或三角形, 我们必须假设我们连接的变压器都具有相同的KVA额定值。

有哪些因素影响连接的选择？

影响选择的因素如下：

1. 我们必须检查是否有零线连接用于接地, 保护或负载电流。
2. 绝缘对地和电压应力。
3. 我们必须检查三次谐波和零序电流的流动路径是否可用。
4. 当一个电路停止工作时, 我们需要部分容量。
5. 与其他变压器并联运行。
6. 我们必须检查经济因素。

1. Delta-Delta（∆-∆）连接

在三角形-三角形连接中, 变压器的线路电压等于变压器的电源电压。

上图显示了单相变压器三个绕组的三角形-三角形连接。次级绕组a1 a2对应于初级绕组A1A2, b1b2对应于B1B2, c1c2对应于C1C2, 类似地, “ a”对应于A, “ b”对应于B, “ c”对应于C。端子“ a1”和A1具有相同的极性。上面绘制的相量图用于滞后功率因数cosΦ。对于平衡条件, 线电流是相电流的三倍。

三相变压器的匝数比为

而忽略励磁电流时的电流比为

从上图可以看出, 初级和次级线路电压同相。此连接称为0°-连接。

如果我们颠倒相绕组的连接, 则初级和次级系统之间将获得180°的相位差。此连接称为180°-连接。

Δ-Δ变换的优点

1. 增量-增量连接适用于平衡和不平衡负载。
2. 如果存在三次谐波, 则它会在闭合路径中循环, 因此不会出现在输出电压波中。
3. ∆-∆变压器的主要优点是, 如果一个变压器停止工作, 则另外两个变压器将继续工作。这称为开放式增量连接。

Δ-Δ变换的缺点

∆-∆变压器的缺点是它不包含一个中性点, 并且仅在初级和次级都不需要中性点且所需电压较低且中等时才可以使用。

2.星-星（Y-Y）连接

图：变压器的星形连接（0°相移）

理想变压器的电压比为：

当前比率为：

星际连接中存在两个严重的问题：

1. 在星形连接中, 当负载不平衡且未提供零线时, 相电压趋于变得严重不平衡。因此, 星形连接不适用于不平衡负载。
2. 任何变压器的励磁电流都是非常非正弦的, 并且包含非常大的三次谐波, 这对于克服饱和度以产生正弦通量是必需的。

3.三角星（∆-Y）连接

在三相变压器的∆-Y连接中, 初级线电压等于初级相电压（VLP = VpP）。次级电压之间的关系为VLS = VpS, 因此, 该连接的线-线电压比为

（b）图：Delta-变压器的星形连接（相移30◦引线）, （b）相量图

上面绘制的相量图显示了在功率因数cosΦ滞后时, 三角星形连接可提供平衡负载。从相量图中可以看出, 次级相电压Van领先初级相电压VAN30º。同样, Vbn领先VBN 30°, Vcn领先VCN 30°。这也是各个线间电压之间的相位关系。此连接称为+30◦连接。

4.星三角（Y-∆）连接

三相变压器的Y-∆连接如下所示。在此连接中, 初级线电压等于初级相电压的乘积（VLP = VpP）。次级线路电压等于次级相电压（VLS = VpS）。各相的电压比为

因此, Y-∆连接的线间电压比为

图：Y-变压器的∆连接（相移30◦引线）

当相应的线间电压之间存在30º导线相移时, 这种连接方式称为+30º连接。

当线间电压之间存在30°的相移时, 该连接称为-30°连接。

Δ-Y连接或Y-Δ连接在不平衡负载和三次谐波方面没有问题。