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1、第5章 三相变压器的不对称运行5 5.1.1 对称分量法对称分量法5 5.2.2 三相变压器的各序等效电路及参数三相变压器的各序等效电路及参数 5 5.3.3 Y,ynY,yn三相变压器带单相负载运行三相变压器带单相负载运行 内容内容 要求要求 掌握对称分量法的含义、不对称量与对称分量的变换关系。掌握对称分量法的含义、不对称量与对称分量的变换关系。掌握各序等效电路及各序阻抗的特点。掌握各序等效电路及各序阻抗的特点。掌握联结方式及磁路结构对零序阻抗的影响。掌握联结方式及磁路结构对零序阻抗的影响。掌握掌握Y,ynY,yn联结的三相变压器带单相负载运行时的特点。联结的三相变压器带单相负载运行时的特点
2、。掌握中点位移产生的原因及其对变压器相电压的影响。掌握中点位移产生的原因及其对变压器相电压的影响。第5章 三相变压器的不对称运行5.1 5.1 对称分量法对称分量法一、什么是对称分量法一、什么是对称分量法一组不对称一组不对称的三相系统的三相系统分解合成三组对称的三组对称的 三相系统三相系统（对称分量）（对称分量）正序系统正序系统负序系统负序系统零序系统零序系统（分析不对称运行的主要方法）（分析不对称运行的主要方法）第5章 三相变压器的不对称运行 若相量乘以若相量乘以a，则该则该相量逆相量逆时针时针旋旋转转 ；乘以乘以 则则旋旋转转 。设旋转因子设旋转因子 则则以电流为例说明以电流为例说明:正序
3、正序电电流流：三相：三相电电流大小相等，相位按正相序流大小相等，相位按正相序U-V-W依次滞后依次滞后 负负序序电电流流：三相：三相电电流大小相等，相位按流大小相等，相位按负负相序相序U-W-V依次滞后依次滞后 零序电流零序电流：三相电流大小相等，相位相同。：三相电流大小相等，相位相同。二、对称分量的特点二、对称分量的特点 三、对称分量与不对称量之间的变换关系三、对称分量与不对称量之间的变换关系 第5章 三相变压器的不对称运行因此，若已知因此，若已知U相相对对称分量称分量则则V相、相、W相的相的对对称分量称分量为为第5章 三相变压器的不对称运行合成变换式合成变换式分解变换式分解变换式用矩阵表示
4、：用矩阵表示：第5章 三相变压器的不对称运行（1）用分解变换式把不对称的三相系统分解为三组对称的三相系统；）用分解变换式把不对称的三相系统分解为三组对称的三相系统；（2）对三组对称的三相系统分别进行求解；）对三组对称的三相系统分别进行求解；（3）用合成变换式把计算结果迭加起来，就得到不对称系统的数值。）用合成变换式把计算结果迭加起来，就得到不对称系统的数值。由于对称分量法中用到迭加原理，所以它仅适用于由于对称分量法中用到迭加原理，所以它仅适用于线性系统线性系统。应用对称分量法分析不对称运行步骤：应用对称分量法分析不对称运行步骤：四、对称分量的应用四、对称分量的应用 第5章 三相变压器的不对称运
5、行5.2 5.2 三相变压器的各序等效电路及参数三相变压器的各序等效电路及参数 一、正、负序等效电路及参数一、正、负序等效电路及参数 正序系统和负序系统都是三相对称系统，正序系统和负序系统都是三相对称系统，正、负序等效电路与对称运行时变压器的等效电路相同。正、负序等效电路与对称运行时变压器的等效电路相同。正、负序阻抗就是变压器的短路阻抗，即正、负序阻抗就是变压器的短路阻抗，即。正序电路正序电路 负序电路负序电路正、负序简化等效电路正、负序简化等效电路 第5章 三相变压器的不对称运行二、零序等效电路及参数三相零序电流大小相等、相位相同，其流通情况与三相绕组连接方式有关。三相零序电流大小相等、相位
6、相同，其流通情况与三相绕组连接方式有关。三相零序磁通大小相等、相位相同，其流通情况与三相磁路结构有关。三相零序磁通大小相等、相位相同，其流通情况与三相磁路结构有关。绕组连接方式绕组连接方式 磁路结构形式磁路结构形式 零序等效电路形式零序等效电路形式 零序阻抗大小零序阻抗大小 影响影响 1绕组连接方式对零序阻抗的影响绕组连接方式对零序阻抗的影响 Y联结联结：三相零序：三相零序电电流不能流通，零序流不能流通，零序电电路中路中Y联结联结一一侧侧相当于开路：相当于开路：YN联结：三相零序电流能流通，零序电路中联结：三相零序电流能流通，零序电路中YN联结一侧应为通路。联结一侧应为通路。D联结：三相零序电
7、流能在联结：三相零序电流能在D绕组内流通，但从外电路来看，零序电流不能流通。绕组内流通，但从外电路来看，零序电流不能流通。在零序电路中，在零序电路中，D联结一侧变压器内部短接，从外部看进去应是开路。联结一侧变压器内部短接，从外部看进去应是开路。第5章 三相变压器的不对称运行 YN,y 联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路Y,yn联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路 第5章 三相变压器的不对称运行YN,d 联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路 Y,d 联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路 第5章 三相变压器的不对称运行2.2.磁路结构对零序励磁电抗的影响磁路结构对零序励磁电抗的影
8、响 三相零序磁通沿各自主磁路（三相零序磁通沿各自主磁路（铁铁心）心）闭闭合，因此零序励磁阻抗合，因此零序励磁阻抗与正序励磁阻抗相同，即与正序励磁阻抗相同，即组式变压器组式变压器:三相磁路为三相磁路为“Y形形”结构，三相零序磁通不能沿主磁路（铁心）结构，三相零序磁通不能沿主磁路（铁心）闭合，只能沿变压器油、油箱壁等漏磁路闭合，其磁阻比较大，因闭合，只能沿变压器油、油箱壁等漏磁路闭合，其磁阻比较大，因而零序励磁阻抗比较小。而零序励磁阻抗比较小。心式变压器：心式变压器：一般心式电力变压器一般心式电力变压器 第5章 三相变压器的不对称运行 3零序阻抗的测定零序阻抗的测定 Y,d联结时联结时 YN,d联
9、结时联结时 无需另行测定。无需另行测定。Y,yn联结时联结时的的测测定方法如下：定方法如下：Y,yn联结时零序阻抗测量联结时零序阻抗测量 YN,y 联结时，将二次侧开路，一次侧三相绕组首尾串联后接到单相电源上，联结时，将二次侧开路，一次侧三相绕组首尾串联后接到单相电源上，便可测得从一次侧看的零序阻抗。便可测得从一次侧看的零序阻抗。一次侧开路，二次侧三相绕组首尾串联接单相电源，相当于通入零序电流。一次侧开路，二次侧三相绕组首尾串联接单相电源，相当于通入零序电流。从二次侧看的零序阻抗为从二次侧看的零序阻抗为 第5章 三相变压器的不对称运行5.3 5.3 Y,yn三相变压器带单相负载运行三相变压器带
10、单相负载运行 一次加三相一次加三相对对称称电压电压 二次二次 u 相接单相负载相接单相负载 接接线图线图:第5章 三相变压器的不对称运行 正序电路 负序电路 零序电路 一次一次只有正序电压，没有负序和零序电压，故负序和零序一次侧短路。只有正序电压，没有负序和零序电压，故负序和零序一次侧短路。一次侧无零序电流，二次侧有零序电流。二次零序电流起励磁作用产生零序一次侧无零序电流，二次侧有零序电流。二次零序电流起励磁作用产生零序磁通，在绕组中感应出零序电动势磁通，在绕组中感应出零序电动势 ，造成一次绕组上出现零序端电压造成一次绕组上出现零序端电压 。等效电路说明：等效电路说明：各序等效电路：各序等效电
11、路：第5章 三相变压器的不对称运行一、二次侧电流 1二次电流对称分量二次电流对称分量 第5章 三相变压器的不对称运行2二次单相负载电流二次单相负载电流 根据各序电路根据各序电路,写出各序电压方程写出各序电压方程 三式相加：三式相加：正序电路 负序电路 零序电路 第5章 三相变压器的不对称运行可求出单相负载电流：可求出单相负载电流：表明，单相负载电流大小与零序励磁阻抗大小有关，现分两种情况说明。表明，单相负载电流大小与零序励磁阻抗大小有关，现分两种情况说明。（1）组式变压器）组式变压器:即最大负载电流（短路电流）也只有正常励磁电流的三倍，就是说即最大负载电流（短路电流）也只有正常励磁电流的三倍，
12、就是说Y,yn联结联结 的组式变压器没有带单相负载能力，故组式变压器不采用的组式变压器没有带单相负载能力，故组式变压器不采用Y,yn联结。联结。（2）心式变压器）心式变压器:即即Y,yn联结的心式变压器可以带单相负载运行，但中线电流不得超过联结的心式变压器可以带单相负载运行，但中线电流不得超过25%IN。第5章 三相变压器的不对称运行二、一次侧电流 1一次电流对称分量一次电流对称分量 正序电路 负序电路 零序电路 前面已推得前面已推得故故第5章 三相变压器的不对称运行2一次侧各相电流一次侧各相电流 由由得得可见，由于二次侧电流不对称，造成一次侧各相电流也不对称。可见，由于二次侧电流不对称，造成
13、一次侧各相电流也不对称。第5章 三相变压器的不对称运行当忽略数值较小的漏阻抗时，当忽略数值较小的漏阻抗时，一、二次一、二次U相电压对称分量：相电压对称分量：三、一次、二次相电压 上式同样适用于上式同样适用于V、W两相。将以两相。将以上三式中相加，同时考虑上三式中相加，同时考虑V、W两相，两相，可得一、二次侧各相电压为可得一、二次侧各相电压为 正序电路 负序电路 零序电路 第5章 三相变压器的不对称运行因为因为所以所以相量图做法：相量图做法：1.作一次侧三相电源正序电压相量作一次侧三相电源正序电压相量 2.由由滞后滞后 一个一个 角角 知知3.画画与与同相，同相，滞后滞后即：一、二次侧的相电压不
14、对称。即：一、二次侧的相电压不对称。4.由上式画出一、二次三相不对称电压：由上式画出一、二次三相不对称电压：第5章 三相变压器的不对称运行四、中点位移现象对于心式变压器：对于心式变压器：很小，很小，很小，中点位移小，可以带单相负载。很小，中点位移小，可以带单相负载。对于组式变压器：对于组式变压器：很大，很大，很大，中点位移大，不能采用很大，中点位移大，不能采用Y,yn联结。联结。中点位移产生的原因：中点位移产生的原因：零序电流零序电流 零序磁通零序磁通 零序电动势。零序电动势。中点位移造成的后果：中点位移造成的后果：带负载相的端电压降低，其它两相端电压升高。带负载相的端电压降低，其它两相端电压升高。结论：尽管一次侧外加线电压是对称的，但由于二次电流不对称，造成了一次电流不对称，一次、二次相电压也不对称。第5章 三相变压器的不对称运行本章结束