1.3 三相变压器

三相变压器有两种形式：一种是三个同样的单相变压器通过三相连接组成变压器组，称为三相变压器组，各相磁路是彼此独立的；另一种是三相共用一个铁芯的芯式三相变压器，各相磁路是彼此相关的。它们各有优点：芯式变压器体积小、价格低、结构简单、维护方便，广泛用于一般中小型电力变压器；三相变压器组便于运输、备用容量小，可用于大容量的巨型变压器中。考虑到对称性，前面所述单相变压器的基本方程式、等效电路和运行特性的分析方式与结论也适用于三相变压器。

1.3.1 三相变压器的连接组

1.三相绕组的连接方法

三相绕组最基本的连接方法是星形（Y）和三角形（△）两种接法，如图1.8所示。变压器高、低压绕组首端规定分别用U1、V1、W1，u1、v1、w1标记，末端规定分别用U2、V2、W2，u2、v2、w2标记，星形接法的中点用N、n标记。

连接方法用符号表示绕组不同的连接形式，如Y/Y（或Y，y）、Y/△（或Y，d），规定高压绕组连接符号在左，低压绕组连接符号在右，中间用斜线隔开，YN（或Y0）表示星形接法且引出中线。

2.三相连接组别

三相绕组由于可以采用不同的连接，使得三相变压器一、二次绕组中的对应线电动势（线电压）出现不同的相位差。因此按一、二次绕组对应线电动势（线电压）的相位关系把变压器绕组的连接分成各种不同的组合，称为连接组。对于三相绕组，无论怎么连接，一、二次绕组对应的线电动势相位差总是30°的整数倍。因此，国际上规定了标志三相变压器一、二次绕组线电动势的相位关系采用时钟表示法，即一次线电动势的相量作为钟表上的长针始终对着“12”，以二次绕组对应的线电动势相量作为短针，它指向钟面上哪个数字，该数字就作为变压器连接组别的标号。

变压器的组别标号不仅取决于绕组的连接方法，而且还与绕组的绕向及绕组出线端的标记有关。或者说线电动势之间的相位差取决于相电动势之间的相位差。

在三相变压器同一铁芯柱上的高、低压绕组（单相变压器）被同一个主磁通所交链，因此高、低压绕组感应电动势（电压）的相位关系只有两种情况：要么两者同相，即高、低压绕组电动势相量都指在“12”点，用I/I-12表示；要么两者反相，用I/I-6表示。单相变压器连接组别和同名端如图1.9所示，其中“I/I”表示高、低压侧均为单相。

明确了三相变压器高、低压绕组相电动势的相位关系，就能确定高、低压绕组线电动势间的相位差，即可决定三相变压器连接组的标号。

（1）Y/Y接法的组别

在图1.10 中，上下对齐的高、低压绕组表示为同一铁芯柱上的两绕组（铁芯未画出），不管它们属于哪一相，只要两首端是同名端，则相电动势同相位；若两首端为异名端，则相电动势相位相反。根据相电动势这种关系及三相对称原理画出高、低压对应的线电动势相量图（和），即可判定图1.10组别号为12，用Y/Y-12（或Y，y12）表示。与其相比，在图1.11中，高、低压绕组首端为异名端，则相电动势相位相反，同样线电动势和也相差180°，连接组别号为Y/Y-6。

由上可知，确定变压器连接组别的具体步骤是：

① 在接线图上标出各个相、线电动势（可省略）。

② 按照高压绕组接线方式，首先画出高压绕组相、线电动势相量图。

③ 最关键的是根据同一铁芯柱上的高、低压绕组的相位关系，先确定低压绕组的相电动势相量，然后按照低压绕组的接线方式，画出低压绕组线电动势相量。

④ 在画好的高、低压绕组对应线电动势相量图中，根据时钟表示法，确定变压器组别号。

若把图1.10中低压绕组首端标记由原来的u1、v1、w1改为w1、u1、v1，即依次向右移一位，不难判断其连接组别号是在原来Y/Y-12的基础上加“4”，为Y/Y-4；若左移一位，则减“4”。

（2）Y/△接法的组别

如图1.12所示，低压绕组为逆序△接法时，依上述步骤，画出相量图，从而确定其连接组别号是Y/△-11（或Y，d11）。若低压绕组为顺序△接法时，其他情况不变，则连接组别号是Y/△-1，如图1.13所示。

在Y/△接法的连接组别号中也有类似Y/Y接法中的加“4”或加“6”的规律。另外，△/△接法与Y/Y接法一样，组别号有6 个偶数，△/Y接法与Y/△接法一样，组别号有6个奇数。

单相和三相变压器有很多连接组别，为了避免制造和使用时混乱，国家规定只有以下几个标准连接组别：I/I-12；Y/Yn-12、Y/△-11、Yn/△-11、Y/Y-12、Yn/Y-12。

1.3.2 三相变压器的并联

在有些变电所中，为了提高供电可靠性，减少备用容量或为了根据负荷大小情况，调整投入变压器的台数，提高运行效率，经常采用两台或几台变压器并联的运行方式。即把几台变压器一、二次绕组相同标记的出线端连在一起，接到公共母线上，如图1.14所示。

变压器并联运行时，各变压器之间不应产生环流，以避免产生环流损耗，降低带负载能力，甚至损坏变压器；各变压器还应能按其容量大小同比例合理分担负荷，以免有的变压器已经严重过载，而另外的变压器还欠载。这样可以提高并联变压器组总容量的利用率。为此，并联变压器变比k应一样，连接组别号应一样，其他有关参数应相等或相近。