三相变压器

三相变压器主要有两种类型

1. 单体三相变压器。
2. 三体三相变压器。

图：三相壳式变压器

三体组合的优点

如果一个绕组损坏，则可以使用开三角连接通过两个单元传输电力，因此可以传输 50% 的电力。

单体变压器的优点

1. 这些变压器占用的空间较小。
2. 这些变压器更轻、更小、更便宜。
3. 这些变压器的效率略高。

单体变压器的缺点

如果变压器的单个绕组损坏，则必须更换整个单元。

三相变压器的连接

一个三相变压器有三个变压器连接在其中，可以单独连接或组合在一个铁芯上。 我们可以将三相变压器的原边和副边绕组连接成星形 (Y) 或三角形 (∆)。 有四种连接三相变压器组的方法

1. ∆ - ∆ ( 三角形原边 - 三角形副边 )
2. Y - Y ( 星形原边 - 星形副边 )
3. ∆ - Y ( 三角形原边 - 星形副边 )
4. Y - ∆ ( 星形原边 - 三角形副边 )

要将变压器连接成星形或三角形，我们必须假设我们连接的变压器都具有相同的 KVA 额定值。

影响连接选择的因素是什么？

影响选择的因素如下

1. 我们必须检查中性点连接是否可用于接地、保护或负载电流。
2. 对地绝缘和电压应力。
3. 我们必须检查是否存在三次谐波和零序电流的流通路径。
4. 当一个电路停止工作时，我们需要部分容量。
5. 与其他变压器并联运行。
6. 我们必须检查经济因素。

1. 三角形 - 三角形 (∆ - ∆) 连接

在三角形-三角形连接中，变压器的线电压等于变压器的电源电压。

上图显示了单相变压器的三个绕组的三角形-三角形连接。 副边绕组 a₁ a₂ 对应于原边绕组 A₁A₂，b₁b₂ 对应于 B1B2，c₁c₂ 对应于 C₁C₂，同样 'a' 对应于 A，'b' 对应于 B，'c' 对应于 C。端子 'a₁' 和 A₁ 具有相同的极性。 上面绘制的相量图是针对滞后功率因数 cos Φ。 对于平衡条件，线电流是 相电流的三倍。

三相变压器的匝数比为

当励磁电流可以忽略不计时的电流比为

我们可以从上面绘制的图表中看到，原边和副边线电压同相。 这种连接称为 0° - 连接。

如果我们反转相绕组的连接，我们将在原边和副边系统之间获得 180° 的相差。 这种连接称为 180° - 连接。

∆ - ∆ 变换的优点

1. 三角形-三角形连接适用于平衡和不平衡负载。
2. 如果存在三次谐波，它会在闭合路径中循环，因此不会出现在输出电压波中。
3. ∆ - ∆ 变压器的主要优点是，如果一个变压器停止工作，则其他两个变压器将继续工作。 这称为开三角连接。

∆ - ∆ 变换的缺点

∆ - ∆ 变压器的缺点是它不包含中性点，并且仅当原边或副边都不需要中性点，并且所需的电压较低和中等时才可以使用。

2. 星形-星形 (Y - Y) 连接

图：变压器的星形-星形连接（0◦ 相移）

理想变压器的电压比为

电流比为

星形-星形连接存在两个严重问题

1. 在星形-星形连接中，当负载不平衡且未提供中性点时，相电压往往会变得严重不平衡。 因此，星形-星形连接不适用于不平衡负载。
2. 任何变压器的励磁电流都是非常非正弦的，并且包含非常大的三次谐波，这对于克服饱和以产生正弦通量是必要的。

3. 三角形-星形 (∆ - Y) 连接

在 3 相变压器的 ∆ - Y 连接中，原边线电压等于原边相电压 (V_LP = V_pP)。 副边电压之间的关系是 V_LS= V_pS 因此，该连接的线对线电压比为

(b)
图：变压器的三角形-星形连接（相移 30◦ 超前），（b）相量图

上面绘制的相量图显示了向滞后功率因数 cos Φ 的平衡负载供电的三角形-星形连接。 从相量图中可以看出，副边相电压 V_an 比原边相电压 V_AN 超前 30◦。 同样，V_bn 比 V_BN 超前 30◦，V_cn 比 V_CN 超前 30◦。 这也是相应的线对线电压之间的相位关系。 这种连接称为 +30◦ 连接。

4. 星形-三角形 (Y - ∆) 连接

以下显示了三相变压器的 Y - ∆ 连接。 在此连接中，原边线电压等于 乘以原边相电压 (V_LP= V_pP)。 副边线电压等于副边相电压 (V_LS=V_pS)。 每个相的电压比为

因此 Y - ∆ 连接的线对线电压比为

图：变压器的 Y - ∆ 连接（相移 30◦ 超前）

当相应的线对线电压之间存在 30◦ 的超前相移时，这种类型的连接称为 +30◦ 连接。

当线对线电压之间存在 30◦ 的滞后相移时，该连接称为 -30◦ 连接。

∆ - Y 连接或 Y - ∆ 连接在不平衡负载和三次谐波方面没有问题。