三相变压器连接配置及识别案例

三相变压器是三角形或星形连接绕组的电力分配的支柱

到目前为止，我们已经研究了单相双绕组电压互感器的结构和运行可以使用它相对于主电源电压增加或减少其次级电压。但是，电压互感器也可以构造成不仅可以连接到单相，而且可以连接到两相，三相，六相，甚至可以组合多达24相用于某些直流整流变压器。

如果我们采用三个单相变压器并将它们的初级绕组彼此连接并将它们的次级绕组以固定配置相互连接，我们就可以在三相电源上使用变压器。

三相位，也写为3相或3φ电源，用于发电，传输和分配，以及用于所有工业用途。与单相电源相比，三相电源具有许多电气优势，在考虑三相变压器时，我们必须处理三个交流电压和电流，相位时间相差120度，如下所示。

三相电压和电流

其中： V L 是线间电压， V P 是相电压。

变压器不能充当相变装置将单相变为三相或三相变为单相。为了使变压器连接与三相电源兼容，我们需要以特定方式将它们连接在一起以形成三相变压器配置。

A 三相变压器或3φ变压器可以通过将三个单相变压器连接在一起，从而形成所谓的三相变压器组，或者使用一个预组装和平衡的三相变压器来构建它由三对单相绕组组成，安装在一个单独的叠片铁芯上。

构建单个三相变压器的优点是，相同的kVA额定值，它将比三个人更小，更便宜，更轻单相变压器连接在一起，因为铜铁芯更有效地使用。无论是仅使用一个三相变压器还是三个独立的单相变压器，连接初级和次级绕组的方法都是相同的。考虑下面的电路：

三相变压器连接

初级和次级绕组如图所示，变压器可以以不同的配置连接，以满足几乎任何要求。在三相变压器绕组的情况下，可能有三种形式的连接：“星形”（星形），“三角形”（网格）和“互连星形”（锯齿形）。

根据变压器的使用，三个绕组的组合可以是初级三角形连接和二级星形连接，或星形 - 三角形，星形 - 三角形或三角形 - 三角形。当变压器用于提供三相或更多相时，它们通常被称为多相变压器。

三相变压器星形和三角形配置

但是在处理三相变压器连接时，“星”（也称为Wye）和“delta”（也称为Mesh）是什么意思。三相变压器具有三组初级和次级绕组。根据这些绕组的互连方式，确定连接是星形还是三角形配置。

三个可用电压本身各自相隔120电角度，不仅决定了在初级侧和次级侧使用的电气连接类型，但确定变压器电流的流量。

三个单相变压器连接在一起，三个变压器中的磁通量相位不同120度时。单个三相变压器的核心中有三个磁通量，时间相位相差120度。

标记三相变压器绕组的标准方法是用三个主要绕组标记资本（大写）字母 A ， B 和 C ，用于表示 RED 的三个单独阶段， YELLOW 和 BLUE 。次级绕组标有小（小写）字母 a ， b 和 c 。每个绕组的两端通常标记为 1 和 2 ，因此，例如，初级绕组的第二绕组的末端将标记为 B1 和 B2 ，而次要的第三个绕组将标记为 c1 和 c2 ，如图所示。

Transformer Star and Delta配置

符号通常用于三相变压器，以指示与之配合使用的连接类型星形连接的大写 Y ，连接三角形的 D 和互连的星形初级绕组的 Z ，小写 y ， d 和 z 各自的辅助人员。然后，Star-Star将被标记为 Yy ，Delta-Delta将标记为 Dd ，并且相互连接的星形互连星将为 Zz 连接变压器的类型。

变压器绕组识别

连接	Primary Winding	Secondary Winding
Delta	D	d
星	ý	ý
互连	Z	z

我们现在知道三种单相变压器有四种不同的方式可以在它们的初级和次级三相电路之间连接在一起。这四种标准配置如下：Delta-Delta（Dd），Star-Star（Yy），Star-Delta（Yd）和Delta-Star（Dy）。

用于高压操作的变压器星形连接的优点是可以降低单个变压器的电压，减少所需的匝数和增加导体的尺寸，使得线圈绕组比三角形变压器更容易和更便宜绝缘。

三角形 - 三角形连接与星形 - 三角形配置相比具有一个很大的优势，即如果一组三个变压器发生故障或发生故障，剩下的两个变压器将继续提供容量相等的三相电源。到变压器单元原始输出的大约三分之二。

变压器三角洲和三角洲连接

在三角形连接（ Dd ）组变压器中，线电压 V L 等于电源电压， <跨度> V <子>→ = V <子>取值 。但每相绕组中的电流为： 1 /√ 3 ×I L 的线电流，其中 I L 是线电流。

三角形连接的三相变压器的一个缺点是每个变压器必须缠绕成全线电压，（在我们的例子中高于100V）和57.7％的线电流。绕组中更多的匝数以及匝之间的绝缘需要比星形连接更大且更昂贵的线圈。三角形连接三相变压器的另一个缺点是没有“中性”或共同连接。

在星形布置（ Yy ）中，（星期五），每个变压器的一个端子连接到公共连接点，或中性点连接初级绕组的三个剩余端到三相主电源。用于星形连接的变压器绕组的匝数是三角形连接所需的匝数的57.7％。

星形连接需要使用三个变压器，如果任何一个变压器出现故障或被禁用，整个团体可能会被禁用。然而，星形连接三相变压器在电力分配系统中特别方便和经济，因为第四根导线可以连接为三星连接的辅助设备的中性点（ n ），如图所示。

变压器星和星形连接

三者中任意一行之间的电压相变压器称为“线电压”， V L ，而任何线路与星形连接变压器的中性点之间的电压称为“相电压” ， V P 。中性点与任何一个线路连接之间的相电压 1 /√ 3 ×V L 线电压。然后在上面，初级侧相电压 V P 给出为。

星形连接变压器组的每相中的次级电流与电源的线电流相同，然后 I L = I S 。

然后，三相系统中线电压和电流之间的关系可归纳为：

三相电压和电流

同样， V L 是线间电压， V P 是相位到 - 初级侧或次级侧的中性电压。

三相变压器的其他可能连接是星形 - 三角形 Yd ，其中初级绕组是星形连接而是次级绕组三角形连接或三角形星形 Dy 具有三角形连接的初级和星形连接的次级。

Delta-star连接变压器广泛用于低功率分配初级绕组为公用事业公司提供三线平衡负载，而次级绕组提供所需的4线中性点或接地连接。

当初级和次级绕组具有不同类型的绕组连接时离子，星形或三角形，变压器的总匝数比变得更加复杂。如果三相变压器连接为delta-delta（ Dd ）或星形（ Yy ），则变压器可能具有 1：1 匝数比。也就是说，绕组的输入和输出电压是相同的。

但是，如果三相变压器以星形 - 三角形连接，（ Yd ）每个星形连接初级绕组将接收电源的相电压 V P ，其等于 1 /√ 3 <跨度>×V <子>→ 。

然后每个相应的次级绕组将在其中感应出相同的电压，并且由于这些绕组是三角形连接的，因此电压 1 /√ 3 ×V L 将成为次级线电压。然后，在 1：1 匝数比下，星形 - 三角形连接的变压器将提供√ 3 ：1 降压线电压比。

然后对于星形 - 三角形（ Yd ）连接的变压器，匝数比变为：

星形 - 三角形匝数比

同样，对于delta-star（ Dy ）连接的变换器， 1：1 匝数比，变压器将提供 1：√ 3 升压线电压比。然后对于三角星连接变压器，匝数比变为：

Delta-Star匝数比

然后为在三相变压器的四种基本配置中，我们可以列出变压器次级电压和电流相对于初级线电压 V L 及其主线电流 I L ，如下表所示。

三相变压器线路电压和电流

其中：<跨度>名词 等于变压器“匝数比”（TR）的次级绕组数 N S 除以初级绕组的数量 N P 。（ N S / N P ）和 V L 是线间电压， V P 是相电压。

三相变压器示例

三角形（ Dy ）连接50VA变压器的初级绕组提供100伏，50Hz三相电源。如果变压器在初级绕组上有500匝，在次级绕组上有100匝，则计算次级侧电压和电流。

给定数据：变压器额定值， 50VA ，电源电压， 100v ，主要转 500 ，次要转弯， 100 。

然后变压器的次级侧提供约35v的线电压 V L ，给出相电压 V P 20v，0.834安培。

三相变压器结构

我们之前已经说过，三相变压器实际上是三相单个叠片铁芯上的互连单相变压器可以通过将三个绕组组合到单个磁路上来实现成本，尺寸和重量的显着节省。

A三相变压器通常具有三个交错的磁路，以提供均匀的电介质分布高压和低压绕组之间的磁通量。此规则的例外是三相壳型变压器。在外壳类型的结构中，即使三个核心在一起，它们也是非交错的。

三相变压器构造

三肢铁芯式三相变压器是三相变压器结构中最常用的方法，允许相位磁耦合。每个肢体的通量使用另外两个肢体作为其返回路径，其中由线路电压产生的三个磁通量在时间相位上相差120度。因此，磁芯中的磁通保持近似正弦曲线，产生正弦的二次电源电压。

壳式五肢式三相变压器结构比核心型更重，更昂贵。五肢芯通常用于非常大的电力变压器，因为它们可以制造成具有降低的高度。壳式变压器铁芯材料，电气绕组，钢制外壳和冷却与较大的单相型相同。