三相交流发电机原理及三相变压器接线方法

  1.电能的传送

  发电部门的发电机将其他形式的能(如水能和化学能)转换成电能，再通过导线传送给用户。由于用户与发电部门的距离往往很远，电能传送需要很长的导线，电能在导线传送的过程中有损耗。根据焦耳定律Q=I²Rt可知，损耗的大小主要与流过导线的电流和导线的电阻有关，电流、电阻越大，导线的损耗越大。

  为了降低电能在导线上传送产生的损耗，可减小导线电阻和降低流过导线的电流。具体做法有:通过采用电阻率小的铝或铜材料制作成粗导线来减小导线的电阻;通过提高传送电压来减小电流，这是根据P=UI，在传送功率一定的情况下，导线电压越高，流过导线的电流越小。

  电能从发电站传送到用户的过程如图4-61所示。发电机输出的电压先送到升压变电站进行升压，升压后得到110~330kV的高压，高压经导线进行远距离传送，到达目的地后，再由降压变电站的降压变压器将高压降低到220V或380V的低压，提供给用户。实际上，在提升电压时，往往不是依靠一个变压器将低压提升到很高的电压，而是经过多个升压变压器一级级地进行升压。在降压时，也需要经多个降压变压器进行逐级降压。

  2.三相变压器

  (1)三相交流电的产生

  目前电力系统广泛采用三相交流电，三相交流电是由三相交流发电机产生的。三相交流发电机原理示意图如图4-62所示。从图中可以看出，三相发电机主要是由U、V、W三个绕组和磁铁组成的，当磁铁旋转时，在U、V、W绕组中分别产生电动势，各绕组两端的电压分别为UU、UV、UW，这三个绕组输出的三组交流电压称为三相交流电压。

  (2)利用单相变压器改变三相交流电压

  要将三相交流发电机产生的三相电压传送出去，为了降低线路损耗，需对每相电压都进行提升。简单的做法是采用三个单相变压器，如图4-63所示。单相变压器是指一次绕组和二次绕组分别只有一组的变压器。