为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划东南大学三相变压器的连接组和不对称短路实验报告三相变压器的联接组和不对称短路一、实验目的1、掌握用实验方法测定三相变压器的同名端。2、掌握用实验方法判别变压器的联接组别。3、研究三相变压器不对称短路。4、观察三相变压器不同绕组联接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。二、预习要点1、联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。2、如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/-11改为Y/-5联接组。3、在不对称短路情况下，哪种联接的三相变压器电压中点偏移较大。4、三相变压器绕组的连接法和磁路系统对空载电流和电势波形的影响。三、实验项目1、测定极性2、连接并判定以下联接组(1)Y/Y-12(2)Y/Y-6(3)Y/-11(4)Y/-53、不对称短路(1)Y/Y0-12单相短路(2)Y/Y-12两相短路4、测定Y/Y0连接的变压器的零序阻抗。5、观察不同连接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。四、实验方法12、屏上排列顺序D34-2、DJ12、DJ11、D513、测定极性(1)测定相间极性被测变压器选用三相心式变压器DJ12，用其中高压和低压两组绕组，额定容量PN=152/152VA，UN=220/55V，IN=/，Y/Y接法。测得阻值大的为高压绕组，用A、B、C、X、Y、Z标记。低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。1)按图3-8接线。A、X接电源的U、V两端子，Y、Z短接。2)接通交流电源，在绕组A、X间施加约50%UN的电压。3)用电压表测出电压UBY、UCZ、UBC，若UBC=UBY-UCZ，则首末端标记正确；若UBC=UBY+UCZ，则标记不对。须将B、C两相任一相绕组的首末端标记对调。4)用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、末端正确的标记。图3-8测定相间极性接线图(2)测定原、副方极性图3-9测定原、副方极性接线图1)暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z,然后按图3-9接线，原、副方中点用导线相连。2)高压三相绕组施加约50%的额定电压，用电压表测量电压UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，则A相高、低压绕组同相，并且首端A与a端点为同极性。若UAa=UAX+Uax，则A与a端点为异极性，若UAa都不符合上述关系式，则不是对应的低压绕组。3)用同样的方法判别出B、b、C、c两相原、副方的极性。4)高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。4、检验联接组(1)Y/Y-12图3-10Y/Y-12联接组()接线图()电势相量图按图3-10接线。A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3-11中。表3-11U?U?(K?1)U为线电压之比BbCcLabUBc?UUabABKL?KL?12Uab若用两式计算出的电压UBb，UCc，UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接KL?正确，属Y/Y-12联接组。(2)Y/Y-6将Y/Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调,A、a两点用导线相联，如图3-11所示。按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3-12中。表3-12图3-11Y/Y-6联接组()接线图()电势相量图根据Y/Y-6联接组的电势相量图可得UBb?UCc?(KL?1)Uab2UBc?Uab(KL?KL?1)若由上两式计算出电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则绕组连接正确，属于Y/Y-6联接组。(3)Y/-11图3-12Y/-11联接组()接线图()电势相量图按图3-12接线。A、a两端点用导线相连，高压侧施加对称额定电压，测取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3-13中表3-13根据Y/-11联接组的电势相量可得UBb?UCc?UBc?Uab联接组。(4)Y/-5KL?23KL?1若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属Y/-11将Y/-11联接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图3-13所示。实验方法同前，测取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc，将数据记录于表3-14中。图3-13Y/-5联接组()接线图()电势相量图表3-14根据Y/-5联接组的电势相量图可得2UBb?UCc?UBc?UabKL?3KL?1若由上式计算出的电压UBb、UCc、BcY/-5联接组。5、不对称短路(1)Y/Y0连接单相短路1)三相心式变压器按图3-14接线。被试变压器选用三相心式变压器。将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零，接通电源，逐渐增加外施电压,直至副方短路电流I2KI2N为止，测取副方短路电流I2K和原方电流IA、IB、IC。将数据记录于表3-15中。图3-14Y/Y0连接单相短路接线图第5章三相变压器的联结组与不对称短路原理简述1极性测定的依据高、低压线圈之间的相电压相位决定于两个线圈的标号及其绕向，如图5-1示。若高、低压线圈的标号和绕向都相同，则高、低压侧的相电压同相，这时我们说两点同极性。若只有标号反了，如图5-2，则相电压同极性。2三相绕组的联接方法把三个单相绕组联成三相绕组将有好几种联法，其中最基本的形式有星形接法和三角形接法两种，此外，还有曲折接法。它们的绕组联接图和电压相量图如图5-3所示。形联接方法的副方每相绕组有一中间抽头,将绕组分成为相等的两半，和、和、和分别套在不同的铁芯柱上，把一个铁接芯柱上的上半个绕组与另一铁芯柱上的下半个绕组反向串联，组成新的一相绕组后，再接成星形联接，其相量图每相相量连接线成曲折形，顾名思意称为曲折形接法。从电压相量图可见，相电压只有原来绕组的，就是说在相同的电压下绕组匝数增加到倍，增加了用铜量和损耗。但形联接的变压器能防止冲击波影响，运行在多雷雨地区可减少变压器雷击损耗。还常使用于某些整流变压器中以防止中性点位移，使三相电压接近平衡来提高整流效率。因此形接法近年来渐渐增多，国家标准GB1094-85中也被列为常用联结组之一。图5-3三相绕组联接的基本形式形联接法形联接法形联接法图5-4联接和联接的左行接法在图5-4中画出了三角形接法和曲折形接法的另一种联接次序。我们把图5-3称右行接法，图5-4就称左行接法。由于联接次序不同，它们的线电压相位关系就不相同，这一点在下面的联结组别中应注意区别。一般情况下三角形联接和曲折形联接只采用右行联接，以后不加说明的三角形联接和曲折形联接都是指右行联接。3三相变压器的联结组三相变压器高、低压侧线电压之间的相位关系，不但与标号和绕向有关，还与三相线圈的联接方式有关。根据电机学理论，习惯上用“时钟法”来表示高、低压两侧间线电压的相位关系。时钟法是把高压侧线电压的相量作为时钟的分针，且其指向定在点，低压侧对应的线电压的相量作为钟表的时针，时针和分针指向的角度差别就是高低压侧间的线电压的相位差。例如联结组标号为，而国家标准GB1094-85现规定用“”，则说明高低压侧的联接分别为星形和三角形接法，而两者对应的线电压的相位关系是：高压侧线电压相量超前低压侧线电压相量(又称时钟序数为)。三相电力变压器常用的联结组标号是(1)(即)；(3)(即(即)；(4)；(2)(即)。它们对应的相量图及其联接方法如图5-5所示。图中标号采用了国家标准中的有关规定，其内容是：三相变压器的线圈联接成星形、三角形或曲折形时，对高压绕组分别以字母或表示，对中压或低压绕组分别以字母或或表示。及或表如果星形联接或曲折形联接的中性点是引出的，则分别以示。和属高压侧，和属低压侧。图5-5中采用的是一种以“线电压重心重合法”来确定联结组别的方法。长期以来，利用相量图确定绕组的联结组别，一直采用线电压法。由于国际电工委员会推荐了一种新的方法，即线电压三角形重心重合法，简称线电压重心重合法。这种方法与传统的线电压法相比，即简单、又直观。我国的标准“GB1094-85”也使用了此法。现介绍如下，无论是形、形或形联接的绕组，其相量图的三个顶点联线，便可组成一个正三角形，被称为线电压三角形。将高低压绕组线电压三角形的重心重合在一起，由该重心分别向高低压同一相的对应线端联线，例如由重心联到和，并用其中较长的线段表示时钟的分针，而用较短的线段表示时钟的时针，那么这时用以上方法确定联结组别与用传统的线电压法所得出的结果是完全一致的。因为两个正三角形重心重合时，对应中线的夹角总是与对应边的夹角相等的，所以对应中线所表示的相量之间的相位关系，完全与对应边所表示的线电压相量之间的相位关系相同。传统的钟时序数和国标GB1094-85的规定的钟时序数也基本相同，只是传统的钟时序数为时，标准GB1094-85规定用“”表示。图5-5三相电力变压器常用的联结组标号对照表4不对称短路三相变压器运行过程中，可能出现不平衡负载。最极端的情况是单相短路或两相短路。这时变压器内各相电流大小不再相等，三相的相位也不再依次差，这种现象一般属于故障情况。分析不对称运行的基本方法是应用对称分量法和迭加原理，即把一组不对称的三相电流用三组对称的三相电流去代替，然后对三组对称的电流分别求解，从中取出任何一组作为单相问题来处理，最后把计算结果迭加起来，就得到原来不对称的三相数值。对变压器来说，正序电流和负序电流所遇到的阻抗是相同的，因而变压器的正序阻抗和负序阻抗是相等的。但对零序电流来说，因三相的相位相同就会遇到不同的阻抗，而且随绕组的联接方式和铁芯结构型式的不同而零序阻抗也各不相同。5空载电流和电势的波形分析只有磁通波形是正弦波时，该磁通所在匝链绕组感应的变压器电势才是正弦波。在有饱和的情况下，若磁通波形为正弦波时，变压器在额定电压时的励磁电流波形根据作图法求得的波形却是“尖顶波”。按照富氏级数尖顶波可以分解为基波和一系列奇次高次谐波的合成。因为高次谐波中，三次谐波的幅值最大，对变压器性能影响也颇显著，所以问题归结为如果三次谐波的电流能够流通，就可以得到正弦波的磁通。但是若原边绕组中三次谐波电流没通路，磁通的波形是否为正弦，就要看该台变压器属哪种铁芯结构。三次谐波的磁通在三相芯式变压器中所遇磁阻很大而基本不通，则认为磁通波仍然是正弦波；而三相组式变压器中由于三相磁路互不关联，三次谐波磁通可以流通，故磁通波形成为非正弦的平顶波形，引起绕组中的感应电势成为尖顶波。实验五三相变压器的联结组与不对称短路实验一、实验目的1掌握三相变压器的极性测定方法。2掌握校验三相变压器的联结组的方法。3研究三相变压器不对称短路。4观察分析三相变压器空