三相变压器钟点组接与极性测试Word文档下载推荐.docx
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a)b)
图5-1Y接法
(a)原理图(b)相量图
2、接法
三角形接法是把一相绕组的尾端与另一相的首端连在一起,按顺序接成一个闭合回路,再以三个连接点引出端线,接三相电源。
三角形接法又分正相序接法(即1U1—1U21V1—1V21W1—1W21U1)和反相序接法(即1U1—1U21W1—1W21V1—1V21U1)。
无论采用哪一种接法,当电流从某一相电源流进,而从另外两相流出时,都能够保证它们在铁心中产生的磁通方向是一致的。
如图5-2所示。
a)b)
图5-2接法
(a)正相序接法(b)反相序接法
特别应该注意,在连接成三相绕组时,各绕组的极性必须一致,而且标志应正确,一旦接错,可能发生严重事故。
3、V接法
如三台单相变压器中有一台发生故障或由于其它原因,仅有两台单相变压器连成三相运行时,可以改成如图5-3所示的V/V连接,又称为开口三角形()接法。
图5-3变压器V连接
根据理论分析可知,此种接法,若在二次侧接上对称的三相负载,则其二次电流也是对称的。
若考虑变压器内部漏抗产生的压降,由于漏抗不对称,使二次电压略显不对称,但影响比较小。
必须指出,采用V/V形连接时,其容量只有原来的86.6%。
(二)三相变压器的联结组
1、联结组类型
变压器一、二次侧都可接成Y形或形。
用Y形连接法时中点可以有引出线或没有引出线,因此,一、二次侧的接法可以采用下列几种不同的组合形式:
Y/Y;
Y/YN;
Y/;
YN/;
/Y;
/YN或/等。
分子表示高压一次绕组的连接法,分母表示低压二次绕组的连接法。
目前我国生产的电力变压器常采用的接法是Y/YN;
YN/等几种。
例如,YN/联结组说明高压绕组接成星形,并且中点有引出线,低压绕组接成三角形。
对于高压绕组接成星形时最有利,因为它的相电压只有线电压的1/,因而可以降低绕组的绝缘等级。
低压绕组接成三角形,相电流只有线电流的1/,可使绕组的截面积减小,便于绕制。
而Y/YN连接法,适用于照明与动力混合性质的负载。
2、联结组钟点表示法
根据器一、二次侧线电势的相位关系,把变压器的绕组连接成各种不同组合,称为绕组的联结组。
我国采用时钟表示法,即把高压边的线电势的相量作为时钟的长针,低压边的线电势的相量作为时钟的短针,把分钟(高压相量)指向12时,看短针(低压相量)指在时钟的哪个数字上,就作为联结组组别的标志。
3、单相变压器联结组的钟点表示法
单相变压器只有I/I-12和I/I-6两种联结组。
我国工业标准规定I/I-12为单相变压器的标准联结组,如图5-4所示。
由图5-4可知,在单相变压器中,一、二次侧相电势的相位关系由一、二次绕组的同名端同时取为首端,还是非同名端取为首端来决定。
a)b)
图5-4单相变压器首端的不同接法
单相变压器在自动控制系统中应用甚多。
在晶闸管系统中,主回路与触发电路之间有严格的相位关系,但当标志模糊不清时,就需要测定极性,方法是将高、低压绕组出线端标记为1U1—1U2与2U1—2U2,将1U2与2U2联在一起,在1U1—1U2上加适当交变电压,测量U1U1、2U2、U1U1、2U2及U2U1、2U2。
若U1U1、2U1=U1U1、2U2-U2U1、1U2,则是I/I-12联结组,若U1U1、2U1=U1U1、1U2+U2U1、2U2,则是I/I-6联结组。
4、三相变压器的联结组
三相变压器的连接不仅与端头标志和同名端有关,还与三相绕组连接有关,不同的连接方式,其一、二侧对应的线电压之间有不同的相位移。
(1)Y/Y联结组如图5-5所示,将一、二次绕组的同名端取为首端,故一、二次侧的相电势之间为同相位,线电势之间也是同相位,用时钟表示,高压边线电势E1U、1V作为长针指向钟面上的12;
低压边的线电势E2U、2V也指向12,故联结组别用Y/Y-12表示。
图5-5Y/Y-12联结组
(a)原理图(b)相量图(c)时钟表示图
若仍采用Y/Y连接,而一次侧同名端为首端,而二次侧非同名端为首端,如图5-6a所示。
可见同一相一、二次侧的相电势相反。
所以一次侧线电势指向12点,而二次侧的线电势指向6点称为Y/Y-6联结组。
可见,同名端相反,相移180°
,迟后6个钟点。
图5-6Y/Y-6联结组
若一、二次绕组的同名端取为首端,而把二次侧V相标定为U相;
W相标定为V相;
U相标定为W相,即一次侧的U相绕组实际上与二次侧的W相绕组的相电势同相,当E1U、1V指向12点时,二次侧的E2U、2V指向4点,所以该三相变压器为Y/Y-4联结组,如图5-7所示。
可见,顺换一相序,相移120°
,正好差4个钟点。
a)b)
图5-7三相变压器Y/Y-4联结组
(a)原理图(b)相量图
(2)Y/联结组一次侧是Y形接法,二次绕组接成形,一、二次绕组都以同名端作为首端。
二次绕组接成2U12V2、2V12W2、2W12U2连成三角形(反相序),2U1、2V1、2W1为出线端,此时E1U和E2U同相,但线电势E2U、2V与E1U、1V的相位相差330°
,则长时针指向12时,短时针指向11点,称为Y/-11联结组,如图5-8所示。
可见,反相序连接成形,原钟点减1(即12-1=11点)。
a)b)
图5-8Y/-11联结组(反相序)
若二次绕组以异名端为首端,则1U与2U反相,如图5-9所示,它们的相量图5-9b中E1U、1V与E2U、2V相位相差150°
为5点钟,称为Y/-5联结组。
可见,原为Y/-11,异名端减6点(11+6=17,即5点)变成Y/-5。
图5-9Y/-5联结组
我们不但应能根据变压器的接线图作出相量图,以判别其接线所表示的联结组别,而且应能根据给定的联结组别,作出相量图,并将变压器连接成给定的联结组别。
其方法是:
例如,三相变压器,一、二次绕组均以同名端为首端,要接成Y/-1联结组。
首先将一次绕组接成星形(Y),并作出一次电势(相电势、线电势)的相量图;
再根据所要求的联结组别Y/-1,二次绕组的线电势与相应一次绕组的线电势相位差为30°
,以一次侧线电势三角形1U1、1V1、1W1为基准,顺时针旋转30°
,即得到二次侧线电势三角形2U1、2V1、2W1,因二次侧作三角形接线,所以线电势的相量即为相电势的相量,由于一、二次绕组均以同名端取为首端,故对应1U1—1U2、1V1—1V2和1W1—1W2可将二次侧的相电势标出,如图5-10所示。
即可确定二次绕组应按2U1—2U22V1—2V22W1—2W22U1正相序连接成三角形。
可见,只要将二次绕组正相序连成形即可,因为正相序连接成时,单钟点加1(12+1=13点)为1点钟。
图5-10Y/-1联结组(正相序)
综上所述,如果一次绕组的三相标志不变,仅将二次绕组的三相标志轮换,对于Y/联结组可得到六个偶数不同的组别,而对Y/联结组可得到六个奇数的不同组别。
其实,要解决三相变压器钟点组接问题,只要掌握下列基本规律,就能迅速画出三相变压器各种钟点组接线图。
1)以Y/Y-12(和/-12)为标准钟,如图5-5所示;
2)改变同名端,加6点,为Y/Y-6,如图5-6所示;
3)调换相序一次,加4点,为Y/Y-4,如图5-7所示;
4)反相序连成,减1点,为Y/-11如图5-8所示(初级相反,反相序加1点);
5)次级正相序连成,加1点,为Y/-1,如图5-10所示(初级相反,正相序减1点);
6)Y/Y、/,只能接成2、4、6、8、10、12点(偶数点);
7)/Y、Y/,只能接成1、3、5、7、9、11点(奇数点)。
这是因为:
三相360°
,每相120°
,同相为12点,反相为6点,超前30°
为11点,滞后30°
为1点,根据上述规律,灵活运用,即迅速解决钟点组接问题。
例如:
要接Y/-5,只需在Y/-11的基础上,变同名端即成,如图5-9所示。
又如:
/Y-9,只需将一次绕组按正相序连成形,为超前1点,二次绕组变同名端,加6点,调相序一次,加4点;
迟后10点,正好9点。
再如:
/-10,只需要将一、二次绕组都正相序连成形,正好12点同相,二次绕组变同名端加6点,调相序加4点,共10个钟点。
二、变压器的极性测试
(一)三相变压器各绕组相间的极性(同名端)测定
绕组的同名端,即同极性端,同为高电位,绕组的同名端上用黑圆点表示。
1、高低压边绕组的极性测定
(1)先用万用表的“R档”分出高低压边绕组;
(2)属同一绕组的两端标上标号(假设),如图5-11所示;
(3)判U(A)相高低压边极性:
将X、x短接;
A相加交流100V;
测量UAa(U1U1、2U1),UAx(U1U1、1U2),及Uax(U2U1、2U2);
若UAa=|UAX-Uax|,则假设标号对;
否则,标号不对,应把a、x(2U1,2U2)对调之。
(4)同理,用(3)的方法,确定其它两相的高低压边极性。
图5-11测定柱式铁心三相变压器的极性
2、高压边U(A),V(B),W(C)相同极性测定
(1)判U、W(A、C)相间极性将XZ短接;
B相加交流100V;
测量UAC(U1U1、1W1)、UAX(U1U1、1U2)及UCZ(U1W1、1W2);
若UAC=|UAX-UCZ|,则标号对;
否则,标号错,只要将U、W(A、C)两相中任意一相首尾标号对调即行。
例如将1U1(A)与1U2(X)对调,同时将2U1(a)与2U2(x)对调。
(2)同理,以U(A)相为基准,用上述方法可以确定(V、W)、(B、C)相间极性。
(二)三相变压器联结组的测试与验证
1、用双踪示波器测量U2U1、2V1波形滞后于U1U1、1V1波形的相位角。
线路如图5-12所示。
将一探头接到1V1、另一探头接到2V1,接地线与1U1、或2U1相联(1U1与2U1短接),合上开关SA调压器电压由零逐渐调到100V,观察示波器屏幕上U1U1、1V1与U2U1、2V1波形的相位,由此确定绕组的联结组别。
图5-12用示波器测试联结组别
2、计算电压值法校验联结组别
首先将高压和低压两个相同的出线端,如将1U1与2U1连接起来,如图5-13所示,并在高压绕组上施加电压100V,用电压表分别测量其它几个端点的电压。
Y/-11接线,参看图5-13a。
测量下列电压:
U1V、2V、U1W、2v、U1v、2w。
由于1U1与2U1重合,得到如图5-13b所示的相量图。
图5-13计算电压值法校验联结组别
(a)接线图(b)相量图
若一次绕组的线电压为U1U1、1V1,二次侧的线电压为U2U1、2V1,则变压比为