电机与变压器 教学课件 ppt 作者 郑立冬 模块二.ppt

项目一 变压器绕组的级性 项目二 三相变压器的联结组 项目三 变压器的铭牌 项目四 三相变压器的并联运行,项目一变压器绕组的极性,活动一 变压器同名端的概念 活动二 单相变压器同名端的判别方法 活动三 三相变压器绕组同名端的判别,变压器绕组的极性反映变压器原、副绕组中的感应电动势之间的相位关系当一台单相变压器单独运行时，它的极性对于运行情况没有任何影响但一台三相变压器运行时，就要考虑变压器绕组的极性问题了，它对变压器的正常运行十分重要活动一变压器同名端的概念,在同一交变磁通φ的作用下，几个绕组中产生的感应电动势在任何瞬间都具有相同极性的端子，称为同性端或同名端如同2-1所示，铁心上绕制的两个线圈1U1-1U2和2U1-2U2都被铁心中交变的主磁通φ所穿过，在φ增大的某个瞬间，根据楞次定律，线圈1U1-1U2的感应电动势E1U的方向是由1U2指向1U11U1端为正极性，即高电位端， 1U2端为负极性，即低电位端，线圈2U1-2U2的感应电动势E2U的方向是由2U2指向2U12U1端为正极性，即高电位端， 2U2端为负极性，即低电位端可见φ在增大的某个瞬间，两个线圈产生的感应电动势方向相同，故1U1和2U1具有相同的极性， 1U2和2U2也具有相同的极性。

用同样的方法可以判断，在磁通φ减小的某个瞬间1U1和2U1具有相同的极性， 1U2和2U2也具有相同的极性因此， 1U1和2U1是对同名端，而1U2和2U2是另一对同名端如果在同一交变磁通φ的作用下，几个绕组中产生的感应电动势在任何瞬间都具有不相同极性的端子，称为异极性端或异名端在图2-1中，1U1和2U2是异名端， 1U2和2U1也是异名端 为了便于变压器的绕组的联结，对变压器的的同名端要有标记一般在变压器的几个绕组对应的同名端加“＊”或“●”来标明 国家规定了变压器绕组的端子标志方法：用1U1， 1Ｖ1， 1Ｗ1表示高压绕组的首端，用1U２， 1Ｖ２， 1Ｗ２表示高压绕组的尾端，用２U1， ２Ｖ1， ２Ｗ1表示低压绕组的首端，用２U２， ２Ｖ２， ２Ｗ２表示低压绕组的尾端值得注意的是，高、低压绕组的首端如1U1和２U1 ，或高、低压绕组的尾端如1U２和２U２不一定是同名端，是否是同名端，要根据绕组的绕向用楞次定律或用实验的方法判断 绕组之间进行联结时，极性是至关重要的一旦极性接反，轻者不能正常工作，重者导致绕组和设备的严重损坏绕组的联结,绕组的联结有串联和并联两种方式 绕组的串联如图2-2所示。

把两个线圈的异名端相连（首-尾相连）的串联为正向串联或称为顺串，如图2-2（a）所示正向串联时，总电动势为两个电动势相加E=E1+E1，电动势会因串联而增大把两个绕组的同名端相连（尾尾相连或首首相连）的串联为反向串联或称为反串，如图2-2 （b）所示反向串联时，总电动势为两个电动势之差E=E1-E1 ，电动势会因串联而变小因为正，反向串联的总电动势相差很大，所以常用此法来两个绕组的同名端图2-2 变压器绕组的串联,绕组的并联,绕组的并联如图2-3所示把两个线圈的同名端联结在一起的并联称为同极性并联如图2-3（a）所示同极性并联时，如果两个线圈的感应电动势E1与E2大小不一样，则两个绕组回路内部的总电动势为0，不会产生内部环流I环，这是最理想的状态，变压器的并联，就应符合这种条件如果两个线圈的感应电动势E1与E2大小不等，则两个绕组回路内部的总电动势不为0，外部不接负载时，也会产生一定的环流环流的大小为,图2-3绕组的并联,绕组的并联,环流对绕组的正常工作不利：环流会产生损耗和发热，使输出电压和电流都减少，严重时甚至导致烧坏绕组 把两个线圈的异名端联结在一起的并联称为反极性并联，如图2-3 （b）所示。

这时两个绕组内部的环流I环= (E1+E2)/ (Z1+Z2) 将很大，甚至烧坏线圈，这种接法是不允许的以上说明绕组极性判别对变压器绕组的联结是十分重要的图2-3绕组的并联,活动二 单相变压器同名端的判别方法,为了鉴别没有标记、又不易看出绕向的两个绕组的同名端，可采用下列方法进行判断 1、电压表法 图2-4所示的是用电压表法判断单相变压器同名端的原理图先用导线将1U2 和2U2 联结起来；在 1U1 ， 1U2 上联结电压表测量电压U1 ，在2U1 ， 2U2 上联结电压表测量电压U2 ，在1U1 ， 2U1上联结电压表测量电压U3在 1U1 ， 1U2之间加适当的交流电压（工厂中常用36V照明变压器输出的36v交流电压进行测试，测试时既方便又安全）后，根据三个电压表的读数，即可判断原、副绕组的同名端，因为用导线联结 1U2 和 2U2 ，就是将原、副绕组串联若U3= U1+ U2 ，说明两绕组是顺串，则1U1 和2U2 是同名端，若U3= U1—U2 ，说明两绕组是反串，则 1U1 和 2U1 是同名端 用万用表交流电压挡适当的量程也可判断原、副绕组的同名端，方法同前所述2．直流通断法,按图2-5接好检流计PA、开关S和直流电源。

当合上或断开开关S的瞬间，观察检流计PA的指针偏转方向，判断副绕组感应电动势的极性电流从检流计“+”接线柱流入时，指针向右偏转，表示与检流计“+”接线柱联结的2U1 为感应电动势的正极性端；电流从检流计的“—”接线柱流入时，指针向左偏转，表示与检流计：“—”接线柱联结的2U2为感应电动势的正极性端 直流电源的“+”极通过开关与1U1联结，合上开关S的瞬间，用楞次定律可判断原绕组感应电动势1U1为正极性端 如图2-5所示，若合上开关S的瞬间，检流计指针向右偏转，则1U1和2U1 为同名端；若合上开关S的瞬间，检流计指针向左偏转，则1U1和2U2 为同名端；,直流通断法,直流电源的“+”极通过开关与1U1联结，电路接通后，在断开开关S的瞬间，用楞次定律可判断原绕组感应电动势1U2为正极性端如图2-5所示，断开开关S的瞬间，若检流计指针向右偏转，则1U2和2U1 为同名端；断开开关S的瞬间，若检流计指针向左偏转，则1U2和2U2 为同名端 图2-5中的检流计也可用万用表代替，与检流计不同的是万用表直流电流或直流电压挡的刻度“0”点不在中间而在最要边的位置，判断时需要注意指针的偏转方向活动三 三相变压器绕组同名端的判别,三相变压器共有六个绕组，其中属于同一相的原、副绕组的同名端可按前面单相变压器同名端的判断方法确定，并用“·”或“*”标明。

同时，还要判别三相变压器三个原绕组和三个副绕组的同名端，如图2—6所示只有在清楚三相变压器绕组的同名端的情况下，才能正确联结三相变压器的绕组，使变压器正常运行，因而三相变压器绕组同名端的判别非常重要三相变压器绕组同名端的判别,确定三相绕组的同名端，即确定三相变压器绕组的首、尾端，通常也称为绕向测定三相变压器绕组同名端的判别方法，如图2—7所示 在图2—7（a）中U,V两相绕组反串，两绕组中电流在W相绕组中产生的磁通ф=0,Ｗ相绕组的感应电动势为“0”，所以电压Ｕ２=0；在图2—7（b）中顺串，两绕组在Ｗ相绕组中产生的磁通ф为Ｕ，Ｖ两相绕组中的磁通之和，Ｗ相绕组的感应电动势为Ｕ，Ｖ两相感应电动势之和，即Ｕ２＝Ｕ１ 假设１Ｕ１是首端，将１Ｕ２和１Ｖ２用导线联结起来，在１Ｕ１和１Ｖ１之间接电压为Ｕ１的交流电源后，测量１Ｗ１和１Ｗ２之间的电压Ｕ２，根据电压Ｕ２判断Ｖ相绕组的首端若Ｕ２＝０，则１Ｕ１与１Ｖ１都是首端，如图２－７（ａ）所示；若Ｕ２＝Ｕ１，则说明１Ｕ１与１Ｖ２都是首端，如图２－７（ｂ）所示同理，把W相与Ｖ相交换，同样可测出W相的首、尾端图2-7 三相变压器绕组同名端的判别,项目二 三变压器的联结组,活动一 三相变压器原、副绕组的联结方式 活动二 三相变压器的联结组 活动三 三相变压器的标准联结组别,三相交流电无论在经济、技术上都有极大的优越性，所以现代电力系统都采用三相交流电，因此在电网和供、配电系统中广泛使用三相变压器。

三相变压器的原、副绕组，可以采用星形联结方式、三角形联结方式，也可以采用V形联结方式无论哪种联结方式，都必须遵循一定的规则，不可随意联结活动一 三相变压器原、副绕组的联结方式,1、星形（Y）联结 如图2—8（a）所示，将原绕组的三相线圈的三个尾端1U2,1V2,1W2联结在一起，构成中性点N1；而将它的三个首端1U1,1V1,1W1引出，接到三相电源上 ，这种联结方式为星形接法，用符号“Y”表示 图2—8 三相变压器绕组的星形联结,星形（Y）联结,原绕组采用星形联结并接人对称的三相交流电源时，三相绕组中的电流也是对称的在任何时刻，电流总是从一相流入，从另外两相流出的（或从两相流入，从另外一相流出；或当一相电流为“0”时，从一相流入，加一相流出）各相电流在铁心产生的磁通方向是对称，感应电动势也是对称的，变压器正常运行但如果其中某一相的首、尾接反，磁路将严重不对称，则会导致空载电流I0迅速上升，使变压器发热，以至烧毁副绕组的星形接法，是将三个绕组的末端2U2，2V2，2W2联结在一起形成中性点N；三个绕组首端2U1，2V1，2W1分别引出，与负载联结，以获得对称的三相电动势，如图2—8（b）所示。

如果首、尾接反的话，这时就不能形成对称的三相电动势，对负载和变压器造成损害，甚至烧毁负载和变压器三相变压器绕组星形联结的原理及相量图,三相变压器绕组星形联结的原理及相量图，如图2—9所示在对称的三相系统中，当绕组为星形(Y)接法时,线电流与相电流相等,而线电压等于相电压的 √３倍,即 IY线=IY相,UY线= √３UY相,2、三角形(Δ)联结,首先把三相绕组中各相绕组的首、尾相连构成一个闭合回路,把三个联结点电源或负载联结,这种联结方式为三相变压器绕组的三角形联结,用符号“Δ”表示由于首、尾联结的顺序不同，可分为正相序三角形联结和反相序三角形联结两种接法无论哪一种相序的三角形联结，如果原绕组内有三相正弦电流通过，都能保证各相绕组在铁心中产生的磁通方向是一致的；如果有一相绕组接反，将和星形联结有一相接反一样，会造成不良后果三角形(Δ)联结,（1）正相序三角形联结 正相序三角形联结是将原绕组的1U1-1V2，1V1-1W2，1W1-1U2端子联结，或将副绕组的2U1-2V2，2V1-2W2，2W1-2U2端子联结，合其成为一闭合回路，再将联结点1U1，1V1，1W1与电源联结和将联结点2U1，2V1，2W1与负载联结，如图2—10（a）所示。

正相序三角形联结的相量较长，如图2—10（b）所示图2—10 三相绕组正相序三角形联结,（2）反相序三角形联结,反相序三角形联结是将原绕组的1U2-1V1，1V2-1W1，1W2-1U1端子联结，或将副绕组的2U2-2V1，2V2-2W1，2W2-2U1端子联结，使其成为一闭合回路，再将联结点1U1、1V1、1W1与电源联结和将联结点2U1、2V1、2W1与负载联结，如图2-11（a）所示反相序三角形联结的相量图，如图2-11（b）所示 在对称的三相系统中，不论是原绕组接电源，还是副绕组接负载，当绕组为三角形联结时，线电压都等于相电压，而线电流都为相电流的√３倍，即 U△线=U△相,I△线= √３I△相,图2-11 三相绕组反相序三角形联结,3.不完全星形（v）联结,将三台单相变压器的原、副绕组按星形或三角形联结，可组成三相变压器组但三台变压器中有一台发生故障或者有一台需要停止运行时，可以将两台变压器采用图2-12所示的方法进行联结这种联结方式称为不完全星形联结，用符号“V”表示由图2-12可见，虽然这时二次侧已缺一相绕组，但由于一次侧的三相电压是对称的，设一次侧的三相线电压为U1U,1V,U1V,1W,U1W,1U,并忽略内部阻抗压降（即不计漏阻抗），则二次侧线电压为,不完全星形（v）联结,这说明二次侧的三相线电压是对称的，如果所接的三相负载是对称的，则电流也是对称的。

因此两台单相变压器成V形时，也能传递。