三相變壓器原理
來源：上海諾穩電器設備制造有限公司瀏覽量：載入中...發布時間：2019.03.07
電力變壓器：在電力系統中，用于變換三相交流電壓的變壓器稱為三相電力變壓器。
一、三相變壓器的結構簡介
電力變壓器是利用電磁感應原理進行工作的，因此其最基本的結構組成是電路和磁路部分。變壓器的電路部分就是它的繞組，對于降壓變壓器，與系統電路和電源連接的稱為一次繞組，與負載連接的為二次繞組；變壓器的鐵心構成了它的磁路，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。鐵心結構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構
1—信號溫度計；2—銘牌；3—吸濕器；4—油枕(儲油柜)；5—油位指示器；6—防爆管；7—氣體繼電器；8－高壓套管；9—低壓套管；10—分接開關；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整體及進行散熱。內部是繞組、鐵心和變壓器的油。變壓器油既有循環冷卻和散熱作用，又有絕緣作用。繞組與箱體(箱壁、箱底)有一定的距離，由油箱內的油絕緣。油箱一般有四種結構：
ａ.散熱管油箱，散熱管的管內兩端與箱體內相通，油受熱后，經散熱管上端口流人管體，冷卻后經下端口又流回箱內，形成循環，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 套管為瓷質絕緣管，內有導體，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部發生故障時進行氣體繼電保護。
(4)儲油柜 又叫油枕，內儲有一定的油，它的作用一是補充變壓器因油箱滲油和油溫變化造成的油量下降，二是當變壓器油發生熱脹冷縮時保持與周圍大氣壓力的平衡。其附件吸濕器與油枕內油面上方空間相連通，能夠吸收進入變壓器的空氣中的水分，以保證油的絕緣強度。
（5）防爆管 其作用是防止油箱發生爆炸事故。當油箱內部發生嚴重的短路故障，變壓器油箱內的油急劇分解成大量的瓦斯氣體，使油箱內部壓力劇增，這時，防爆管的出口處玻璃會自行破裂，釋放壓力，并使油流向一定方向噴出。
（6） 分接開關 用于改變變壓器的繞組匝數以調節變壓器的輸出電壓。
2.環氧樹脂澆注的三相干式變壓器
環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，最高可達上萬kV·A，高壓側電壓有6、10、35kV，低壓側電壓為230/400V。目前我國生產的干式變壓器有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原理。當交流電壓加到一次側繞組后交流電流流入該繞組就產生勵磁作用,在鐵芯中產生交變的磁通,這個交變磁通不僅穿過一次側繞組,同時也穿過二次側繞組,它分別在兩個繞組中引起感應電動勢。這時如果二次側與外電路的負載接通,便有交流電流流出,于是輸出電能。
三相變壓器是電力工業常用的變壓器。用于國內變壓器的高壓繞組一般聯成Y接法，中壓繞組與低壓繞組的接法要視系統情況而決定。所謂系統情況就是指高壓輸電系統的電壓相量與中壓或低壓輸電系統的電壓相量間關系。如低壓系配電系統，則可根據標準規定決定。
高壓繞組常聯成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)國內的500、330、220與110kV的輸電系統的電壓相量都是同相位的，所以，對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。當三相三鐵心柱鐵心結構時，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的電壓相量是與中壓及高壓輸電系統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60與35kV的輸電系統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60kV輸電系統相差30°電氣角。
當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35kV輸電系統電壓相量也差30°電氣角。
所以，決定60與35kV級繞組的接法時要慎重，接法必須符合輸電系統電壓相量的要求。根據電壓相量的相對關系決定60與35kV級繞組的接法。否則，即使容量對，電壓比也對，變壓器也無法使用，接法不對，變壓器無法與輸電系統并網。
3)國內10、6、3與0.4kV輸電與配電系統相量也有兩種相位。在上海地區，有一種10kV與110kV輸電系統電壓相量差60°電氣角，此時可采用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：單相變壓器在聯成三相組接法時，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，在變壓器內要有接成角形接法的第四繞組，它的出頭不引出(結構上要做電氣試驗時引出的出頭不在此例)。
5)不同聯結組的變壓器并聯運行時，一般的規定是聯結組別標號必須相同。
6)配電變壓器用于多雷地區時，可采用Yzn11接法，當采用z接法時，阻抗電壓算法與Yyn0接法不同，同時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卷鐵心框時也不能采用YNy0接法。
8)以上都是用于國內變壓器的接法，如出口時應按要求供應合適的接法與聯結組標號。
9)一般在高壓繞組內都有分接頭與分接開關相聯。因此，選擇分接開關時(包括有載調壓分接開關與無勵磁調壓分接開關)，必須注意變壓器接法與分接開關接法相配合(包括接法、試驗電壓、額定電流、每級電壓、調壓范圍等)。對YN接法的有載調壓變壓器所用有載調壓分接開關而言，還要注意中點必須能引出。
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