1.7 三相变压器

目前的电力系统普遍采用三相制供电，因此三相变压器应用最为广泛。有两种形式的三相变压器可供选择：一种是由3个单相变压器组成的三相组式变压器；另一种是由铁轭把3个铁芯柱连接在一起而构成的三相心式变压器。在实际运行过程中，三相变压器的电压、电流基本上是对称的，当所带负载为对称负载时，各相电压、电流大小相等，相位依次相差120°，所以只要知道任何一相的电压和电流，其余两相就可以根据对称关系求出。

1.三相变压器的磁路

（1）三相组式变压器。三相组式变压器由3个磁路相互独立的单相变压器组成，三相之间只有电的联系而无磁的联系，如图1.17所示。

（2）三相心式变压器。与三相组式变压器不同，三相心式变压器的磁路相互关联。它是通过铁轭把3个铁芯柱连接在一起，如图1.18所示。

与同容量的三相组式变压器相比，三相心式变压器具有材料节省（特别是硅钢片、油箱及变压器油）、结构简单、维护方便、占地面积小等优点，所以多数三相变压器采用心式结构。但对于大型变压器而言，为了便于运输和减少备用容量，一般都是三相组式变压器。

2.三相变压器的电路

三相变压器的电路主要是指三相变压器的连接组。对于三相变压器而言，绕组的标示为：U、V、W标示三相高压绕组的首端；X、Y、Z标示三相高压绕组的末端；u、v、w标示三相低压绕组的首端；x、y、z标示三相低压绕组的末端；N、n分别表示星形连接的高压绕组和低压绕组的中性点。

（1）三相变压器的连接组。理论上，三相变压器的高压侧绕组与低压侧绕组都可以分别采用Y或D连接，因此高压侧绕组与低压侧绕组可以有相同的接法，也可以有不同的接法。三相变压器高、低压侧绕组的连接方式有Y/y、Y/d、D/y、D/d四种。“/”前面的字母表示高压侧绕组的连接方式，“/”后面的字母表示低压侧绕组的连接方式，绕组的连接方式就是三相变压器的连接组。

（2）三相变压器的连接组别。仅有连接组还不能准确地表达出三相变压器绕组的实际连接情况。相同的连接组，变压器的高压侧与低压侧绕组之间的线电动势可能有不同的相位差，因此必须标示连接组标号，加了标号的连接组称为连接组别。

连接组别采用时钟表示法。具体来说就是规定一次绕组的线电动势作为分针始终指向12点不动，二次绕组的线电动势作为时针，按顺时针转动，指向几点，则连接组别号就是几，标号紧排在低压侧绕组连接标志的后面。实践和理论证明，对于三相变压器无论采用什么连接方式，一次绕组和二次绕组的线电动势相位差总是30°的整数倍，所以用时钟的点数乘以30°就可计算出一次绕组和二次绕组的线电动势相位差值。例如Y/d-11，表示高压侧星形连接，低压侧三角形连接，点时钟为11，线电动势相位差值为330°。

由于三相变压器的连接组标号较多，再加上同一连接组标号也可以由多种连接方法实现，容易造成混乱。为了便于制造和并联运行，我国对变压器的连接组做了统一规定，规定Y/yn-0、Y/d-11、YN/d-11、YN/y-0、Y/y-0这5种作为三相双绕组电力变压器的标准连接组。

最常用的连接组标号有3种：

① Y/yn-0：主要用于配电线路中，高压侧绕组电压不超过35kV，低压侧绕组电压低于400V，由于低压侧绕组有中性点，因此低压侧还可提供单相电压220V。

② Y/d-11：用于高压侧绕组电压不超过35kV，低压侧绕组电压低于400V的配电线路中。

③ YN/d-11：用于110kV及以上的高压输电线路，可为高压侧绕组电力系统的中性点接地提供条件。

3.三相变压器的并联运行

为了提高供电的可靠性及使装置设备得到充分利用，发电厂和变电所都采用几台变压器并联运行。所谓并联运行，就是把几台变压器的一次绕组和二次绕组具有相同标号的出线端连接在一起（即相序一致），分别接到公共母线上，同时对负载供电。如图1.19（a）所示为两台变压器并联运行的接线图，图（b）为简化的表示形式。

几台变压器并联运行的优点如下。

① 提高供电可靠性。

② 可根据负载大小随时调整并联的变压器台数，以提高运行效率。

③ 减小总的备用容量，比较经济。

变压器并联运行必须满足3个条件。

① 各台变压器的一次绕组和二次绕组额定电压相同（即电压比相同）。

② 属于同一连接组。

③短路电压标幺值相等。