三相变压器电路

由于配电系统经常使用三相，因此我们需要三相变压器来提高或降低电压是有道理的。

这只是部分正确，因为可以将常规单相变压器组合在一起以在各种配置的两个三相系统之间转换功率，从而无需使用特殊的三相变压器。

然而，特殊的三相变压器专为这些任务而设计，与模块化变压器相比，它能够以更少的材料需求、更小的尺寸和更轻的重量运行。

三相变压器绕组和连接

三相变压器由三组初级和次级绕组组成，每组绕在铁芯组件的一条腿上。本质上它看起来像三个单相变压器共享一个连接的磁芯，如下图所示。

三相变压器铁芯有三组绕组。

这些初级和次级绕组组将以 Δ 或 Y 配置连接以形成一个完整的单元。这些绕组可以连接在一起的各种组合方式将是本节的重点。

无论绕组组共享一个公共磁芯组件还是每个绕组对是一个单独的变压器，绕组连接选项都是相同的：

小学 - 中学

• Y - Y
• Y - Δ
• Δ - Y
• Δ - Δ

为变压器绕组连接选择 Y 或 Δ 配置的原因与任何其他三相应用相同：Y 连接提供多种电压的机会，而 Δ 连接享有更高水平的可靠性（如果一个绕组开路失败，另外两个仍然可以保持负载的全线电压）。

将三组初级和次级绕组连接在一起形成三相变压器组的最重要方面可能是注意正确的绕组相位（用于表示绕组“极性”的点）。

记住Δ和Y相绕组之间正确的相位关系：（下图）

(Y) “Y”的中心点必须将所有“-”或所有“+”缠绕点连接在一起。 (Δ) 绕组极性必须以互补的方式堆叠在一起（+ 到 -）。

当绕组未以常规 Y 或 Δ 配置显示时，要使此相位正确化可能会很棘手。让我从下图开始说明。

输入 A1、B1、C1 可以连接“Δ”或“Y”，输出 A2、B2、C2 也是如此。

“Y-Y”变压器的相接线

三个独立的变压器连接在一起以将电力从一个三相系统转换到另一个系统。首先，我将展示 Y-Y 配置的接线连接：

“Y-Y”变压器的相位接线。

请注意上图中所有标有点的绕组端如何连接到各自的 A、B 和 C 相，而非点端连接在一起形成每个“Y”的中心。

将初级和次级绕组组以“Y”形连接允许在每个电力系统中使用中性导体（N1 和 N2）。

“Y-Δ”变压器的相接线

现在，我们来看看 Y-Δ 配置：

“Y-Δ”变压器的相接线。

请注意次级绕组（底部设置，上图）如何连接成链，一个绕组的“点”侧连接到下一个绕组的“非点”侧，形成 Δ 回路。

在绕组对之间的每个连接点，连接到第二电力系统（A、B 和 C）的线路。

“Δ-Y”变压器的相接线

现在，让我们检查下图中的 Δ-Y 系统。

“Δ-Y”变压器的相接线。

这种配置（上图）将允许在第二个电力系统中提供多个电压（线对线或线对中线），来自没有中线的电源系统。

“Δ-Δ”变压器的相接线

最后，我们转向 Δ-Δ 构型：

“Δ-Δ”变压器的相接线。

当二次电源系统中不需要中性导体时，Δ-Δ连接方案（上图）是首选，因为Δ配置的固有可靠性。

“V”或“open-Δ”变压器的相接线

考虑到 Δ 配置可以在缺少一个绕组的情况下令人满意地运行，一些电力系统设计人员选择创建一个只有两个变压器的三相变压器组，代表在初级和次级侧都缺少绕组的 Δ-Δ 配置：

“V”或“open-Δ”仅用两个变压器即可提供 2-φ 功率。

这种配置称为“V”或“Open-Δ”。当然，两个变压器中的每一个都必须超大尺寸才能在标准 Δ 配置中处理与三个相同的功率，但总体尺寸、重量和成本优势通常是值得的。

但是请记住，由于 Δ 形状缺少一组绕组，该系统不再提供正常 Δ-Δ 系统的容错能力。如果两个变压器中的一个发生故障，负载电压和电流肯定会受到影响。

现实生活中的例子

下图（下图）显示了华盛顿州大古力水电站的一组升压变压器。

从这个有利位置可以看到几个变压器（绿色），它们分成三组：每个水力发电机三个变压器，以某种形式的三相配置连接在一起。

照片没有显示初级绕组连接，但次级绕组呈 Y 形连接，即每个变压器只有一个大的高压绝缘体突出。

这表明每个变压器次级绕组的另一侧处于或接近地电位，这只能在 Y 系统中正确。

左边的建筑是发电站，发电机和涡轮机就在那里。右边的斜混凝土墙是大坝的下游面：

相关工作表：

• Delta 和 Wye 三相电路工作表