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三相变压器鉴定方法

浏览次数:720   更新时间:2016-01-27 11:42:00 发布人:管理员

  三相变压器广泛应用于各种电气设备和交流供电场合, 其高、低压绕组有多种不同的联接方式。 绕组的不同联接方式不仅导致电路结构不同, 而且关系到变压器电磁量的谐波问题以及并联运行等问题。 为此, 必须了解三相绕组的联接法和联接组。 现在我国采用国际电工委员会( IEC) 推荐的标准, 即根据高、低压线电动势的相位差, 确定三相变压器联接组标号。 当三相变压器高、低压绕组的联接方式不同时, 其原、副边线电势具有不同的相位差。 同一相原、副边线电势相位差总是 30度的整数倍, 因此国际上都采用时钟表示法标识高、低压绕组的相位关系。 所谓时钟表示法, 就是将原边线电势看成时钟的长针, 永远指向 0 点( 或 12 点) ; 副边线电势看成时钟的短针, 其所指向的钟点作为联接组别的标号。 具体做法是先把变压器的每一个出线端标上字母符号, 以A 相为例, 高压绕组首端标为 A, 尾端标为 X, 低压绕组首端标为 a, 尾端标为 x. 各绕组电势都规定为从首端指向尾端, 即高压绕组的电势从A 指向 X, 低压绕组的电势从 a 指向 x. 电势相量的头尾与实际绕组的头尾是相反的, 绕组的 X, Y, Z 端接成公共点, 实际上是电势相量的头端共起点, 电势相量的箭头指向公共点。 每分析一个组别, 就要画一次相量图。 如果将电势相量改用电压相量, 电压相量的头尾与实际绕组的头尾是一致的, 绕组的 X,Y,Z 端接成公共点, 实际上就是电压相量的尾端共起点, 电压相量的箭头向外, 这样电压相量就能够以X,Y,Z 接成的公共点旋转, 每次进行组别判定, 只需旋转相应的电压相量就可以了, 不需要再画相量图。

  1 三相变压器绕组的联接

  用线电压的相位关系标识三相变压器高、低压绕组的联接组别, 把三相高压绕组头、尾端分别标记为A, B, C 和 X, Y, Z; 三相低压绕组头、尾端分别标记为 a, b, c 和 x, y, z. 三相绕组相电压都规定为从尾端指向头端 , 高压绕组相电压从 X 指向A 为U AX, 三相简记为 U A, U B, U C; 低压绕组相电压从 x指向 a 为 U ax, 三相简记为 U a, U b, U c。

  若高、低压绕组的头端A 和 a 标为同极性端, 则高、低压绕组相电压 U A和 U a同相位, 相量方向相同;若高、低压绕组的头端 A 和 a 标为异极性端, 则高、低压绕组相电压 U A和 U a反相位,相量方向相反。

  三相变压器每相的相电压即为该相绕组电压,其线电压是指引出端电压, 线电压 U AB就是 U A与U B的电压相量差。

  1. 1 星形联接

  绕组按相序A,B, C 自左至右依次排列, 同名端符号分别标在三相绕组头端A, B, C 处, 三相绕组尾端 X, Y, Z 联接在一起。 在接线图上标出各绕组的相电压方向, 然后根据相电压方向画出三相相电压、线电压 U AB相量图相电压: U A = U <0度;U B = U <- 120度;U C = U <- 240度。

  线电压: U AB = U A - U B;U BC = U B - U C;U CA = U C - U A。

  三相绕组尾端联接在一起, X, Y, Z 是等电位的电源零点, 相序是顺时针, 线电压超前相电压, 相量的 A 箭头就是实际绕组的A 头端。 因为同名端符号标在三相绕组的头端A, B, C 处, 所以 A 相相量图 U A方向向上。

  1. 2 左三角形联接

  绕组按相序A, B, C 自左至右依次排列, 同名端符号分别标在三相绕组头端 A, B, C 处。 三相绕组尾端 X, Y, Z 分别与头端 B, C, A 联接在一起, 即 XB, YC, ZA 联接在一起。 在接线图上标出各绕组相电压方向, 根据相电压方向画出三相相电压与线电压 U AB相量图。 ZA 联接就是A 的头接 C 的尾。

  左三角形联接就是现有教材中的第 2 种三角形接线方式, 可见电压相量要比电势相量简单直观得多, 形象易记。

  相电压与线电压的关系为U AB = U A; U BC = U B; U CA = U C。

  三相绕组 A 头 C 尾联接在一起, 相序是顺时针, 线电压与相电压同方向, 相量

  A 箭头就是实际绕组 A 头端。 因为同名端符号标在三相绕组的头端 A, B, C 处, 所以A 相相量图 U A方向向上。

  1. 3 右三角形联接

  绕组按相序A, B, C 自左至右依次排列, 同名端符号分别标在三相绕组头端 A, B, C 处。 三相绕组尾端 X, Y, Z 分别与头端 C, A, B 联接在一起, 即 XC, YA, ZB 联接在一起。 在接线图上标出各绕组相电压方向, 根据相电压方向画出三相相电压与线电压 U AB相量图。 YA 联接就是A 的头接 B 的尾。

  右三角形联接就是现有教材中的第 1 种三角形接线方式, 同样电压相量要比电势相量简单直观, 容易记忆。

  相电压与线电压的关系:U AB = - U B; U BC = - U C; U CA = - U A。

  三相绕组 A 头 B 尾联接在一起, 相序是顺时针, 线电压与相电压同方向, 相量A 箭头就是实际绕组 A 头端。 因为同名端符号标在三相绕组的头端 A, B, C 处, 所以A 相相量图 U A方向向上。

  注意: 在三角形联接组别中, 头尾联接的相量分析方法与三相绕组的实际接线形式相吻合, 相量图的头尾联接就是实际三相绕组的头尾联接 .

  2 三相变压器的联接组别判定

  已知三相变压器的绕组接线图与同名端, 确定变压器联接组别的方法是: 分别画出高压( 原边) 绕组和低压( 副边) 绕组的电压相量图, 由高压绕组U AB和低压绕组 U ab的相位关系确定变压器联接组别的标号。

  具体步骤是:

  ( 1) 按已知绕组的头、尾标志联接成所规定的联接法, 画出接线图。

  ( 2) 在接线图上标明相电压与线电压方向。

  ( 3) 画出高、低压( 原、副边) 绕组相电压与线电压相量图, 令绕组尾端 X, x 共起点。

  ( 4) 根据低压绕组相电压 U a, U b, U c与高压绕组相电压 U A的相位关系( 同方向或反方向) , 确定出 U ab与 U AB的相位关系, U ab指向的数字即为变压器联接组别的标号。

  2. 1 Y, y 联接

  以高压绕组尾端 X 为公共点, 画出变压器原边相电压 U A与线电压 U AB相量图; 以低压绕组尾端 x 为公共点, 画出变压器副边相电压 U a与线电压 U ab相量图; 依次画出变压器副边相电压 U b, U c相量图。 以原、副边 X,x 为共起点, 原、副边相电压 U A与 U a同方向, 线电压 U ab与 U AB同方向, 则变压器组别为 Y, y12. 如果相电压 U a与 U A反方向, 则线电压 U ab与 U AB反方向, 变压器组别应为Y, y6. 选择 U b, U c相量图与 U A同方向或反方向, 可以得到其它不同Y, y 联接组别。

  2. 2 Y, d 左三角形联接

  以高压绕组尾端 X 为公共点, 画出原边相电压 U A与线电压 U AB的相量图;以低压绕组尾端 x 为公共点, 画出副边相电压 U a与线电压 U ab的相量图; 以 A 头 C 尾联接画出副边相电压 U a, U b, U c相量图。 以原、副边X, x 为共起点, 原、副边相电压 U A与 U a同方向, 线电压 U ab与U A同方向, 则变压器组别应为 Y, d1. 如果相电压U a与 U A反方向, 则线电压 U ab与 U A反方向, 变压器组别应为Y, d7. 选择 U b, U c的相量图与 U A同方向或反方向, 可以得到其它不同 Y,d 联接组别。

  2. 3 Y, d 右三角形联接

  以高压绕组尾端 X 为公共点, 画出原边相电压 U A与线电压 U AB相量图; 以低压绕组尾端x 为公共点, 画出副边相电压 U a与线电压 U ab相量图; 以 A 头 B 尾联接画出副边相电压 U a, U b, U c相量图。 以原、副边 X,x 为共起点, 原、副边相电压 U A与 U a同方向, 线电压 U ab与 U b反方向, 则变压器组别应为 Y, d11. 如果相电压 U A与U a反方向, 则线电压 U ab与 U b反方向, 变压器组别应为 Y, d5. 选择 U b, U c相量图与U A同方向或反方向, 可以得到其它不同 Y, d 联接组别。

  在偶数组别中, 如果同名端符号标在副边绕组的尾端 x, y, z 处, 则副边电压相量图的方向应与原边相量图 U A反相。 在 D, d 三角形联接中, 只有右三角形接法的变压器的相位关系由同名端极性确定。

  在奇数组别中, 同名端符号标在副边绕组的头端 a,b, c 处, 在 D, y, Y, d 联接中, 既有左三角形又有右三角形, 变压器的相位关系由左、右三角形接法确定。

  3 结论

  在对三相变压器绕组星形、三角形联接方式分析的基础上, 对三相变压器联接组别的判定方法进行了研究, 并给出了具体的方法步骤。 根据三相变压器的绕组接线图与同名端, 确定变压器联接组别的方法是: 分别画出高压( 原边) 绕组和低压( 副边) 绕组的电压相量图, 由高压绕组 U AB和低压绕组 U ab的相位关系确定变压器联接组别的标号。

  在实际应用过程中, 高压绕组相量图做成的盘称做原盘; 低压绕组相量图做成的盘称做副盘。 两盘同心固定, 可以相对旋转。 进行三相变压器联接组别判定时, 原盘固定不动, 只需转动副盘, 副盘线电压U ab指向的数就是变压器的组别数。 上述分析过程不用画相量图, 简单直观, 非常方便。

  ——文/中国变压器网

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