三相变压器的工作原理及装置

三相电流可由三个完全独立的单相变压器变压。在这种情况下，所有三相的绕组都没有磁性连接：每相都有自己的磁路。但同一个三相电流可以用一台三相变压器变压，三相绕组有一个共同的磁路，所以三相绕组之间是磁连接的。

为了阐明三相变压器的工作原理和装置，想象一下三个 单相变压器，相互连接，使它们的三个杆形成一个公共的中心杆（图 1）。在其他三个杆中的每一个上，初级和次级绕组都叠加（在图 1 中，未显示次级绕组）。

假设变压器所有支路的初级绕组完全相同，绕制方向相同（图1中，从上方看初级绕组顺时针绕制）。我们将所有线圈的上端连接到中性点 O，并将线圈的下端连接到三相网络的三个端子。

图片1。

变压器绕组中的电流会产生随时间变化的磁通量，每个磁通量都会在自己的磁路中闭合。在中心复合棒中，磁通量加起来总和为零，因为这些磁通量是由对称的三相电流产生的，相对于三相电流，我们知道它们的瞬时值之和始终为零。

例如，如果线圈 AX I 中的电流最大，并且发生在图 1 中指示的位置。 1 方向，则磁通量等于其最大值 Ф，自上而下导入中心复合棒。在另外两个线圈 BY 和 CZ 中，同一时刻的电流 I2 和 Az3 等于最大电流的一半，并且与线圈 AX 中的电流方向相反（这是三-的性质相电流）。出于这个原因，在 BY 和 CZ 线圈的棒中，磁通量将等于最大磁通量的一半，而在中心复合棒中，它们的方向与 AX 线圈的磁通量相反。目前的流量总和为零。任何其他时刻也是如此。

中心条中没有流量并不意味着其他条中没有流量。如果我们破坏中心杆并将上下磁轭连接在公共磁轭中（见图 2），那么线圈 AX 的磁通量将通过线圈 BY 和 CZ 的磁芯找到路径，并且这些线圈的磁动势线圈将与线圈 AX 的磁动势相加。在这种情况下，我们将得到一个三相变压器，所有三相都有一个共同的磁路。

图 2。

由于线圈中的电流相移周期的 1/3，因此它们产生的磁通量也时移周期的 1/3，即棒和线圈中的磁通量的最大值在 1/3 周期后一个接一个...

磁芯中磁通量相移周期的 1/3 的结果是相同的相移，并且初级和次级绕组中感应的电动势施加在棒上。初级绕组的电动势几乎与所施加的三相电压平衡。次级绕组的电动势在正确连接线圈端部的情况下提供馈入次级电路的三相次级电压。

至于磁路的构造，三相变压器和单相变压器一样，也分为棒图。 2.和装甲。

三相棒式变压器分为：

a) 具有对称磁路的变压器和

b) 具有不对称磁路的变压器。

在图。图3示意性地示出了具有对称磁路的滑动变压器，并且在图3中。图 4 显示了具有不平衡磁路的杆式变压器。由1、2、3三根铁棒所见，由铁轭板上下夹持。每条腿上都有变压器一相的初级I和次级II线圈。

图 3。

在第一个变压器中，杆位于等边三角形的角的顶点；第二个变压器的条在同一平面上。

由于这些磁通的路径相同，因此在等边三角形角的顶点处布置的杆为所有三相磁通量提供了相等的磁阻。实际上，三相磁通量分别完全通过一根竖直杆和中途通过另外两根杆。

在图。图3中虚线表示的是杆2相的磁通闭合方式。很容易看出，对于杆1和3相的磁通，它们的磁通闭合方式是完全一样的。这意味着所考虑的变压器对磁通具有相同的磁阻。

杆在一个平面上的排列导致中间相磁通的磁阻（图 4 中杆 2 的相）小于末相磁通的磁阻（图 2 中）。 4 — 对于杆 1 和 3) 的相位。

图 4。

事实上，末相的磁通量沿着比中间相的磁通量稍长的路径移动。此外，离开其杆的末端相的流动完全通过轭的一半，并且仅在另一半（在中间杆中分支之后）一半通过。垂直杆出口处的中间相流立即分成两半，因此只有一半的中间相流进入磁轭的两部分。

因此，末端相的磁通量比中间相的磁通量更大程度地使磁轭饱和，因此末端相的磁通量的磁阻大于中间相的磁通量。

三相变压器各相磁通的磁阻不等的结果是同相电压下各相的空载电流不等。

然而，由于低轭铁饱和度和良好的棒铁组件，这种电流不平等可以忽略不计。因为非对称磁路变压器的构造比对称磁路变压器的构造要简单得多，所以最早的变压器竟然用的最多，对称磁路变压器很少见。

考虑图。参考图 3 和 4，假设电流流过所有三相，很容易看出所有相都相互磁耦合。这意味着各个相的磁动势相互影响，这是我们用三个单相变压器变压三相电流时所没有的。

第二组三相变压器为铠装变压器。铠装变压器可以看作是由三个单相铠装变压器组成的，它们通过磁轭相互连接。

在图。图5示意性地描绘了一个内芯垂直布置的铠装三相变压器，从图中很容易看出，通过平面AB和CD可以将其分成三个单相铠装变压器，其磁通量可以是每个都闭合在自己的磁路中。图 1 中的磁通路径。 5用虚线表示。

图 5。

从图中可以看出，在中间的垂直杆a中，同相的初级I和次级II绕组叠加在其上，全部磁通通过，而在磁轭b-b和侧壁中，一半磁通通过.在同一感应下，磁轭和侧壁的截面应为中杆a截面的一半。

至于中间部分的磁通量 c — c，它的值，我们将在下面看到，取决于包含中间相的方法。

电枢变压器相对于杆式变压器的主要优点是磁通量的闭合路径短，因此空载电流低。

铠装变压器的缺点包括，首先，由于绕组被铁包围，因此维修绕组的可用性低，其次，冷却绕组的条件最差——出于同样的原因。

在棒式变压器中，绕组几乎是完全开放的，因此更易于检查和维修，也更易于冷却介质使用。

管式油箱三相油浸式变压器：1——皮带轮，2——放油阀，3——绝缘筒，4——高压绕组，5——低压绕组，6——铁芯，7——温度计，8——接线端子低压，9——高压端子，10——油容器，11——气体继电器，12——油位指示器，13——散热器。

有关三相变压器装置的更多详细信息： 电力变压器——装置和工作原理