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三相隔离变压器的接线方法有哪些?

文章出处:www.xsh18.com 人气:发表时间:2017-12-18 11:31

三相隔离变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和三相隔离变压器)等。按用途可以分为:电力三相隔离变压器和特殊三相隔离变压器(电炉变、整流变、工频试验三相隔离变压器、调压器、矿用变、音频三相隔离变压器、中频三相隔离变压器、高频三相隔离变压器、冲击三相隔离变压器、仪用三相隔离变压器、电子三相隔离变压器、电抗器、互感器等)。
 
  三相隔离变压器工作原理:
 
  三相隔离变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心三相隔离变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成,如下图所示。
 
三相隔离变压器的接线方法有哪些?
 
  三相隔离变压器工作原理
 
  铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗,铁心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系,线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈(或原线圈),另一个线圈接用电器称为次级线圈(或副线圈)。实际的三相隔离变压器是很复杂的,不可避免地存在铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁心发热)和漏磁(经空气闭合的磁感应线)等,为了简化讨论这里只介绍理想三相隔离变压器。理想三相隔离变压器成立的条件是:忽略漏磁通,忽略原、副线圈的电阻,忽略铁心的损耗,忽略空载电流(副线圈开路原线圈线圈中的电流)。例如电力三相隔离变压器在满载运行时(副线圈输出额定功率)即接近理想三相隔离变压器情况。三相隔离变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。
 
  当三相隔离变压器的原线圈接在交流电源上时,铁心中便产生交变磁通,交变磁通用φ表示。原、副线圈中的φ是相同的,φ也是简谐函数,表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知,原、副线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为原、副线圈的匝数。由图可知U1=-e1,U2=e2(原线圈物理量用下角标1表示,副线圈物理量用下角标2表示),其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,称三相隔离变压器的变比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即三相隔离变压器原、副线圈电压有效值之比,等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为π。
 
  进而得出:U1/U2=N1/N2在空载电流可以忽略的情况下,有I1/ I2=-N2/N1,即原、副线圈电流有效值大小与其匝数成反比,且相位差π。
 
  进而可得I1/ I2=N2/N1
 
  理想三相隔离变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想三相隔离变压器本身无功率损耗。实际三相隔离变压器总存在损耗,其效率为η=P2/P1。电力三相隔离变压器的效率很高,可达90%以上。
 
  三相隔离变压器接线方法:
 
  常见的三相隔离变压器绕组有二种接法,即“三角形接线”和“星形接线”;在三相隔离变压器的联接组别中“D表示为三角形接线,“Yn”表示为星形带中性线的接线,Y表示星形,n表示带中性线;“11”表示三相隔离变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度(或超前30度)。
 
  三相隔离变压器的联接组别的表示方法是:大写字母表示一次侧(或原边)的接线方式,小写字母表示二次侧(或副边)的接线方式。Y(或y)为星形接线,D(或d)为三角形接线。数字采用时钟表示法,用来表示一、二次侧线电压的相位关系,一次侧线电压相量作为分针,固定指在时钟12点的位置,二次侧的线电压相量作为时针。“Yn,d11”,其中11就是表示:当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时,二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是,二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度(或超前30度)。
 
  三相隔离变压器二个绕组组合起来就形成了4种接线组别:“Y,y”、“D,y”、“Y,d”和“D,d”。我国只采用“Y,y”和“Y,d”。由于Y连接时还有带中性线和不带中性线两种,不带中性线则不增加任何符号表示,带中性线则在字母Y后面加字母n表示。n表示中性点有引出线。Yn0接线组别,UAB与uab相重合,时、分针都指在12上。“12”在新的接线组别中,就以“0”表示。目前三相隔离变压器厂家运用的三相隔离变压器的接线方法主要有:三角型接法和星型接法两种。
 
 
三相隔离变压器的接线方法有哪些?
  两种接线方法接线示意图
 
  三角形接法是将各相电源或负载依次首尾相连,并将每个相连的点引出,作为三相电的三个相线。三角形接法没有中性点,也不可引出中性线,因此只有三相三线制。添加地线后,成为三相四线制,三角形接法的三相电,线电压等于相电压而线电流等于相电流的√3倍。
 
  星形接法(Y型接法)的三个绕组,每一端接三相电压的一相,另一端接在一起,不接任何一相电,也可不接零线,这样每个绕组的电压是相电压,也就是每相对地的电压,也就是通常指的220V。星形接法是将三相电源绕组或负载的一端都接在一起构成中性线,由于均衡的三相电的中性线中电流为零,故也叫零线:三相电源绕组或负载的另一端的引出线,分别为三相电的三个相线。远程输电时,只使用三根相线,形成三相三线制。到达用户的电路,往往涉及220V和380V两种电压,需三根相线和一根零线,形成三相四线制。用户为避免漏电形成的触电事故,还要添加一根地线,这时就有三根相线,一根零线和一根地线,故也有三相五线制的说法。

此文关键字:三相隔离变压器,星形接法,Y型接法

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