1.7 三相變壓器

目前的電力系統普遍采用三相制供電，因此三相變壓器應用最為廣泛。有兩種形式的三相變壓器可供選擇：一種是由3個單相變壓器組成的三相組式變壓器；另一種是由鐵軛把3個鐵芯柱連接在一起而構成的三相心式變壓器。在實際運行過程中，三相變壓器的電壓、電流基本上是對稱的，當所帶負載為對稱負載時，各相電壓、電流大小相等，相位依次相差120°，所以只要知道任何一相的電壓和電流，其余兩相就可以根據對稱關系求出。

1.三相變壓器的磁路

（1）三相組式變壓器。三相組式變壓器由3個磁路相互獨立的單相變壓器組成，三相之間只有電的聯系而無磁的聯系，如圖1.17所示。

（2）三相心式變壓器。與三相組式變壓器不同，三相心式變壓器的磁路相互關聯。它是通過鐵軛把3個鐵芯柱連接在一起，如圖1.18所示。

與同容量的三相組式變壓器相比，三相心式變壓器具有材料節省（特別是硅鋼片、油箱及變壓器油）、結構簡單、維護方便、占地面積小等優點，所以多數三相變壓器采用心式結構。但對于大型變壓器而言，為了便于運輸和減少備用容量，一般都是三相組式變壓器。

2.三相變壓器的電路

三相變壓器的電路主要是指三相變壓器的連接組。對于三相變壓器而言，繞組的標示為：U、V、W標示三相高壓繞組的首端；X、Y、Z標示三相高壓繞組的末端；u、v、w標示三相低壓繞組的首端；x、y、z標示三相低壓繞組的末端；N、n分別表示星形連接的高壓繞組和低壓繞組的中性點。

（1）三相變壓器的連接組。理論上，三相變壓器的高壓側繞組與低壓側繞組都可以分別采用Y或D連接，因此高壓側繞組與低壓側繞組可以有相同的接法，也可以有不同的接法。三相變壓器高、低壓側繞組的連接方式有Y/y、Y/d、D/y、D/d四種。“/”前面的字母表示高壓側繞組的連接方式，“/”后面的字母表示低壓側繞組的連接方式，繞組的連接方式就是三相變壓器的連接組。

（2）三相變壓器的連接組別。僅有連接組還不能準確地表達出三相變壓器繞組的實際連接情況。相同的連接組，變壓器的高壓側與低壓側繞組之間的線電動勢可能有不同的相位差，因此必須標示連接組標號，加了標號的連接組稱為連接組別。

連接組別采用時鐘表示法。具體來說就是規定一次繞組的線電動勢作為分針始終指向12點不動，二次繞組的線電動勢作為時針，按順時針轉動，指向幾點，則連接組別號就是幾，標號緊排在低壓側繞組連接標志的后面。實踐和理論證明，對于三相變壓器無論采用什么連接方式，一次繞組和二次繞組的線電動勢相位差總是30°的整數倍，所以用時鐘的點數乘以30°就可計算出一次繞組和二次繞組的線電動勢相位差值。例如Y/d-11，表示高壓側星形連接，低壓側三角形連接，點時鐘為11，線電動勢相位差值為330°。

由于三相變壓器的連接組標號較多，再加上同一連接組標號也可以由多種連接方法實現，容易造成混亂。為了便于制造和并聯運行，我國對變壓器的連接組做了統一規定，規定Y/yn-0、Y/d-11、YN/d-11、YN/y-0、Y/y-0這5種作為三相雙繞組電力變壓器的標準連接組。

最常用的連接組標號有3種：

① Y/yn-0：主要用于配電線路中，高壓側繞組電壓不超過35kV，低壓側繞組電壓低于400V，由于低壓側繞組有中性點，因此低壓側還可提供單相電壓220V。

② Y/d-11：用于高壓側繞組電壓不超過35kV，低壓側繞組電壓低于400V的配電線路中。

③ YN/d-11：用于110kV及以上的高壓輸電線路，可為高壓側繞組電力系統的中性點接地提供條件。

3.三相變壓器的并聯運行

為了提高供電的可靠性及使裝置設備得到充分利用，發電廠和變電所都采用幾臺變壓器并聯運行。所謂并聯運行，就是把幾臺變壓器的一次繞組和二次繞組具有相同標號的出線端連接在一起（即相序一致），分別接到公共母線上，同時對負載供電。如圖1.19（a）所示為兩臺變壓器并聯運行的接線圖，圖（b）為簡化的表示形式。

幾臺變壓器并聯運行的優點如下。

① 提高供電可靠性。

② 可根據負載大小隨時調整并聯的變壓器臺數，以提高運行效率。

③ 減小總的備用容量，比較經濟。

變壓器并聯運行必須滿足3個條件。

① 各臺變壓器的一次繞組和二次繞組額定電壓相同（即電壓比相同）。

② 屬于同一連接組。

③短路電壓標幺值相等。