变压器磁路结构和绕组联结方法对电势波形的影响

变压器磁路结构和绕组联结方法对电势波形的影响

对单相变压器:i03(三次谐波空载电流)和i01(基波空载电流)可自由流通。

单相变压器磁路饱合情况有2:
(1)Φ为正弦波形时,
i0为夹顶波,即有三次谐波电流; (2)i0是正弦波时,Φ为平顶波,即有三次谐波磁通。

对三相变压器:
i03A=I03sin3ωt
i03B=I03sin3(ωt-120°)=I03sin3ωt
i03C=I03sin3(ωt-240°)=I03sin3ωt

在三相绕组中,三次谐波电流各相具有大小相同,相位也相同的特点。

思想方法:
1连接方面:若三相绕组接成Y型则i03无法流通;若接成YN或D型则i03可以流通。
2铁心结构分组式和芯式。

一、“YN,y”联结

原边接通三相交流后,3次谐波电流均可在原绕组畅通。因此即使在磁路饱和的情况下 ,铁心中的磁通和绕组中的感应电势仍呈(或接近)正弦形,而且不论是线电势,相电势,不论是原边,还是副边电势,其波形均呈正弦形。

二、“Y,y”联结

1三相组成变压器

各相磁路独立,Φ3(三次谐波磁通)可以流通,1次和3次谐波感应相电势为夹顶波;1次和3次谐波感应线电势为正弦波。


由图知,感应电势的合成幅值[蓝线]可达基波值的45%~60%,会引起过电压,危及绕组绝缘,故国家规定不允许使用“Y,y”联结的组式变压器。

2三相芯式变压器

三相磁路互相关联,三次谐波磁通各相相位相同, 大小相同。经变压器油和空气,三次谐波磁通不易流通。磁通基本接近正弦,从而每相电势也接近正弦波。
三次谐波磁通通过油箱以3倍频率脉振在油箱壁中,会引起效率下降。

三、“Y,d”联结

绕组中可以存在方向相同的3次谐波电流,用以供给励磁电流中所需的3次谐波电流分量。 可以保持电势接近于或达到正弦波形。

四、“D,y”联结和具有三绕组的三相变压器

1“D,y”联结

3次谐波电流可流通,磁通呈正弦形,从而每相电势接近正弦波。

2”Y,D,y”联结


D为第三绕组,提供3次谐波电流的通路。这种变压器满足某种需要。实际的变压器是由多台这样的变压器并在一起同时对负载供电。

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对单相变压器:i03(三次谐波空载电流)和i01(基波空载电流)可自由流通。

单相变压器磁路饱合情况有2:
(1)Φ为正弦波形时,
i0为夹顶波,即有三次谐波电流; (2)i0是正弦波时,Φ为平顶波,即有三次谐波磁通。

对三相变压器:
i03A=I03sin3ωt
i03B=I03sin3(ωt-120°)=I03sin3ωt
i03C=I03sin3(ωt-240°)=I03sin3ωt

在三相绕组中,三次谐波电流各相具有大小相同,相位也相同的特点。

思想方法:
1连接方面:若三相绕组接成Y型则i03无法流通;若接成YN或D型则i03可以流通。
2铁心结构分组式和芯式。

一、“YN,y”联结

原边接通三相交流后,3次谐波电流均可在原绕组畅通。因此即使在磁路饱和的情况下 ,铁心中的磁通和绕组中的感应电势仍呈(或接近)正弦形,而且不论是线电势,相电势,不论是原边,还是副边电势,其波形均呈正弦形。

二、“Y,y”联结

1三相组成变压器

各相磁路独立,Φ3(三次谐波磁通)可以流通,1次和3次谐波感应相电势为夹顶波;1次和3次谐波感应线电势为正弦波。


由图知,感应电势的合成幅值[蓝线]可达基波值的45%~60%,会引起过电压,危及绕组绝缘,故国家规定不允许使用“Y,y”联结的组式变压器。

2三相芯式变压器

三相磁路互相关联,三次谐波磁通各相相位相同, 大小相同。经变压器油和空气,三次谐波磁通不易流通。磁通基本接近正弦,从而每相电势也接近正弦波。
三次谐波磁通通过油箱以3倍频率脉振在油箱壁中,会引起效率下降。

三、“Y,d”联结

绕组中可以存在方向相同的3次谐波电流,用以供给励磁电流中所需的3次谐波电流分量。 可以保持电势接近于或达到正弦波形。

四、“D,y”联结和具有三绕组的三相变压器

1“D,y”联结

3次谐波电流可流通,磁通呈正弦形,从而每相电势接近正弦波。

2”Y,D,y”联结


D为第三绕组,提供3次谐波电流的通路。这种变压器满足某种需要。实际的变压器是由多台这样的变压器并在一起同时对负载供电。

变压器磁路结构和绕组联结方法对电势波形的影响

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