三相變壓器原理
來源：上海諾穩(wěn)電器設(shè)備制造有限公司瀏覽量：載入中...發(fā)布時(shí)間：2019.03.07
電力變壓器：在電力系統(tǒng)中，用于變換三相交流電壓的變壓器稱為三相電力變壓器。
一、三相變壓器的結(jié)構(gòu)簡介
電力變壓器是利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作的，因此其最基本的結(jié)構(gòu)組成是電路和磁路部分。變壓器的電路部分就是它的繞組，對(duì)于降壓變壓器，與系統(tǒng)電路和電源連接的稱為一次繞組，與負(fù)載連接的為二次繞組；變壓器的鐵心構(gòu)成了它的磁路，鐵心由鐵軛和鐵心柱組成，繞組套在鐵心柱上；為了減少變壓器的渦流和磁滯損耗，采用表面涂有絕緣漆膜的硅鋼片交錯(cuò)疊成鐵心。
1、鐵心
鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為 0.35 \0.3\0.27 mm，表面涂三相變壓器有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝或繞制而成，鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分，鐵心柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用。鐵心結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種。
2、繞組
繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包（紙包）絕緣扁線或漆包圓線繞成
二、常用三相電力變壓器
三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)
1—信號(hào)溫度計(jì)；2—銘牌；3—吸濕器；4—油枕(儲(chǔ)油柜)；5—油位指示器；6—防爆管；7—?dú)怏w繼電器；8－高壓套管；9—低壓套管；10—分接開關(guān)；11—油箱及散熱油管；12—鐵心；13—繞組及絕緣；14—放油閥；15—小車；16—接地端子。
（1）油箱 油箱由箱體、箱蓋、散熱裝置、放油閥組成，其主要作用是把變壓器連成一個(gè)整體及進(jìn)行散熱。內(nèi)部是繞組、鐵心和變壓器的油。變壓器油既有循環(huán)冷卻和散熱作用，又有絕緣作用。繞組與箱體(箱壁、箱底)有一定的距離，由油箱內(nèi)的油絕緣。油箱一般有四種結(jié)構(gòu)：
ａ.散熱管油箱，散熱管的管內(nèi)兩端與箱體內(nèi)相通，油受熱后，經(jīng)散熱管上端口流人管體，冷卻后經(jīng)下端口又流回箱內(nèi)，形成循環(huán)，用于1600kV·A及以下的變壓器。
b.帶有散熱器的油箱，用于2000kV·A以上的變壓器。
c.平頂油箱。
d.波紋油箱（瓦楞型油箱）。
(2)高低壓套管 套管為瓷質(zhì)絕緣管，內(nèi)有導(dǎo)體，用于變壓器一、二次繞組接入和引出端的固定和絕緣。
(3)氣體繼電器 容量在800kV·A及以上的油浸式變壓器（戶內(nèi)式的變壓器容量在400kV·A及以上）才安裝，用于在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行氣體繼電保護(hù)。
(4)儲(chǔ)油柜 又叫油枕，內(nèi)儲(chǔ)有一定的油，它的作用一是補(bǔ)充變壓器因油箱滲油和油溫變化造成的油量下降，二是當(dāng)變壓器油發(fā)生熱脹冷縮時(shí)保持與周圍大氣壓力的平衡。其附件吸濕器與油枕內(nèi)油面上方空間相連通，能夠吸收進(jìn)入變壓器的空氣中的水分，以保證油的絕緣強(qiáng)度。
（5）防爆管 其作用是防止油箱發(fā)生爆炸事故。當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重的短路故障，變壓器油箱內(nèi)的油急劇分解成大量的瓦斯氣體，使油箱內(nèi)部壓力劇增，這時(shí)，防爆管的出口處玻璃會(huì)自行破裂，釋放壓力，并使油流向一定方向噴出。
（6） 分接開關(guān) 用于改變變壓器的繞組匝數(shù)以調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓。
2.環(huán)氧樹脂澆注的三相干式變壓器
環(huán)氧樹脂澆注絕緣的干式變壓器又稱樹脂絕緣干式變壓器，它的高低壓繞組各自用環(huán)氧樹脂澆注，并同軸套在鐵心柱上；高低壓繞組間有冷卻氣道，使繞組散熱；三相繞組間的連線也由環(huán)氧樹脂澆注而成，因此其所有帶電部分都不暴露在外。其容量從30kV·A到幾千kV·A，最高可達(dá)上萬kV·A，高壓側(cè)電壓有6、10、35kV，低壓側(cè)電壓為230/400V。目前我國生產(chǎn)的干式變壓器有SC系列和SG系列等。
三、三相變壓器工作原理與連接方式
相變壓器工作原理：變壓器的基本工作原理是電磁感應(yīng)原理。當(dāng)交流電壓加到一次側(cè)繞組后交流電流流入該繞組就產(chǎn)生勵(lì)磁作用,在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通,這個(gè)交變磁通不僅穿過一次側(cè)繞組,同時(shí)也穿過二次側(cè)繞組,它分別在兩個(gè)繞組中引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這時(shí)如果二次側(cè)與外電路的負(fù)載接通,便有交流電流流出,于是輸出電能。
三相變壓器是電力工業(yè)常用的變壓器。用于國內(nèi)變壓器的高壓繞組一般聯(lián)成Y接法，中壓繞組與低壓繞組的接法要視系統(tǒng)情況而決定。所謂系統(tǒng)情況就是指高壓輸電系統(tǒng)的電壓相量與中壓或低壓輸電系統(tǒng)的電壓相量間關(guān)系。如低壓系配電系統(tǒng)，則可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定決定。
高壓繞組常聯(lián)成Y接法是由于相電壓可等于線電壓的57.7％，每匝電壓可低些。
1)國內(nèi)的500、330、220與110kV的輸電系統(tǒng)的電壓相量都是同相位的，所以，對(duì)下列電壓比的三相三繞組或三相自耦變壓器，高壓與中壓繞組都要用星形接法。當(dāng)三相三鐵心柱鐵心結(jié)構(gòu)時(shí)，低壓繞組也可采用星形接法或角形接法，它決定于低壓輸電系統(tǒng)的電壓相量是與中壓及高壓輸電系統(tǒng)電壓相量為同相位或滯后30°電氣角。
500/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
220/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
330/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
330/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11
2)國內(nèi)60與35kV的輸電系統(tǒng)電壓有二種不同相位角。
如220/60kV變壓器采用YNd11接法，與220/69/10kV變壓器用YN，yn0，d11接法，這二個(gè)60kV輸電系統(tǒng)相差30°電氣角。
當(dāng)220/110/35kV變壓器采用YN，yn0，d11接法，110/35/10kV變壓器采用YN，yn0，d11接法，以上兩個(gè)35kV輸電系統(tǒng)電壓相量也差30°電氣角。
所以，決定60與35kV級(jí)繞組的接法時(shí)要慎重，接法必須符合輸電系統(tǒng)電壓相量的要求。根據(jù)電壓相量的相對(duì)關(guān)系決定60與35kV級(jí)繞組的接法。否則，即使容量對(duì)，電壓比也對(duì)，變壓器也無法使用，接法不對(duì)，變壓器無法與輸電系統(tǒng)并網(wǎng)。
3)國內(nèi)10、6、3與0.4kV輸電與配電系統(tǒng)相量也有兩種相位。在上海地區(qū)，有一種10kV與110kV輸電系統(tǒng)電壓相量差60°電氣角，此時(shí)可采用110/35/10kV電壓比與YN，yn0，y10接法的三相三繞組電力變壓器，但限用三相三鐵心柱式鐵心。
4)但要注意：單相變壓器在聯(lián)成三相組接法時(shí)，不能采用YNy0接法的三相組。三相殼式變壓器也不能采用YNy0接法。
三相五柱式鐵心變壓器必須采用YN，yn0，yn0接法時(shí)，在變壓器內(nèi)要有接成角形接法的第四繞組，它的出頭不引出(結(jié)構(gòu)上要做電氣試驗(yàn)時(shí)引出的出頭不在此例)。
5)不同聯(lián)結(jié)組的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，一般的規(guī)定是聯(lián)結(jié)組別標(biāo)號(hào)必須相同。
6)配電變壓器用于多雷地區(qū)時(shí)，可采用Yzn11接法，當(dāng)采用z接法時(shí)，阻抗電壓算法與Yyn0接法不同，同時(shí)z接法繞組的耗銅量要多些。Yzn11接法配電變壓器的防雷性能較好。
7)三相變壓器采用四個(gè)卷鐵心框時(shí)也不能采用YNy0接法。
8)以上都是用于國內(nèi)變壓器的接法，如出口時(shí)應(yīng)按要求供應(yīng)合適的接法與聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)。
9)一般在高壓繞組內(nèi)都有分接頭與分接開關(guān)相聯(lián)。因此，選擇分接開關(guān)時(shí)(包括有載調(diào)壓分接開關(guān)與無勵(lì)磁調(diào)壓分接開關(guān))，必須注意變壓器接法與分接開關(guān)接法相配合(包括接法、試驗(yàn)電壓、額定電流、每級(jí)電壓、調(diào)壓范圍等)。對(duì)YN接法的有載調(diào)壓變壓器所用有載調(diào)壓分接開關(guān)而言，還要注意中點(diǎn)必須能引出。
下一個(gè)：為何要使用三相變壓器380V變220V
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