《三相变压器的不对称运行及瞬变过程.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三相变压器的不对称运行及瞬变过程.pptx（58页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、三相变压器的不对称运行及瞬变过程三相变压器的不对称运行及瞬变过程第一节第一节第一节第一节 三相变压器不对称运行三相变压器不对称运行三相变压器不对称运行三相变压器不对称运行不对称不对称各相电流各相电流(或电压，电势或电压，电势)大小大小有可能不同，相位也不依次差有可能不同，相位也不依次差120对称分量法对称分量法对称分量法对称分量法各序等效电路，叠加原理各序等效电路，叠加原理三相三相中点浮动问题中点浮动问题三相三相ABC第1页/共57页基本概念基本概念基本概念基本概念不对称运行状态的主要原因：不对称运行状态的主要原因：外施电压不对称、外施电压不对称、三相电流也三相电流也不对称。不对称。各相负载阻
2、抗不对称各相负载阻抗不对称。当初级。当初级外施电压对称，三相电流不对外施电压对称，三相电流不对称。不对称的三相电流流经变称。不对称的三相电流流经变压器，导致各相阻抗压降不相压器，导致各相阻抗压降不相等，从而次级电压也不对称。等，从而次级电压也不对称。外施电压和负载阻抗均不对称外施电压和负载阻抗均不对称。第2页/共57页着重分析着重分析着重分析着重分析不对称运行的分析方法。不对称运行的分析方法。正正序序阻阻抗抗、负负序序阻阻抗抗及及零零序序阻阻抗抗的的物物理理概概念及测量方法。念及测量方法。危危害害性性三三相相变变压压器器在在Yyn连连接接时时相相电电压压中点浮动的原因及其危害。中点浮动的原因及
3、其危害。第3页/共57页1 1 1 1、对称的三相系统：三相中的电压、对称的三相系统：三相中的电压、对称的三相系统：三相中的电压、对称的三相系统：三相中的电压 对对对对称称称称，只只只只有有有有一一一一个个个个独独独独立立立立变变变变量量量量(即即即即三三三三个个个个相相相相量量量量的的的的大大大大小小小小相相相相等等等等，有有有有固固固固定的相位关系定的相位关系定的相位关系定的相位关系)。如三相相序为。如三相相序为。如三相相序为。如三相相序为a a a a、b b b b、c c c c，由由由由 得出其余两相电压：得出其余两相电压：得出其余两相电压：得出其余两相电压：(4(4(4(4 1)
4、1)1)1)复数算子复数算子复数算子复数算子 e ej120j120e e-j240-j240 =cos120+j sin120=cos120+j sin120 2 2e ej240j240e e-j120-j120 3 3e ej360j360e ej0j01 1ABC第4页/共57页2 2、三三相相不不对对称称系系统统：三三相相中中的的电电压压互互不不相相关关 大大小小不不一一定定相相等等，相相位关系不固定位关系不固定。为三个独立变量为三个独立变量第5页/共57页3 3、对称分量法、对称分量法、对称分量法、对称分量法把不对称的三相系统分把不对称的三相系统分把不对称的三相系统分把不对称的三相
5、系统分解为三个独立的对称系解为三个独立的对称系解为三个独立的对称系解为三个独立的对称系统，即统，即统，即统，即正序系统正序系统正序系统正序系统、负序、负序、负序、负序系统和零序系统。系统和零序系统。系统和零序系统。系统和零序系统。第6页/共57页例：为不对称三相电压为不对称三相电压为不对称三相电压为不对称三相电压下标下标下标下标“+”“+”、“-”“-”、“0”“0”分别表示正序、负序分别表示正序、负序分别表示正序、负序分别表示正序、负序和零序。和零序。和零序。和零序。第7页/共57页 第8页/共57页(1)(1)正序电压正序电压正序电压正序电压 组成正序系统组成正序系统组成正序系统组成正序系
6、统约束条件约束条件约束条件约束条件性性性性质质质质：每每每每相相相相大大大大小小小小相相相相等等等等，彼彼彼彼此此此此相相相相位差位差位差位差120120120120 ，相序为相序为相序为相序为a-b-ca-b-ca-b-ca-b-c。A+B+C+第9页/共57页(2)(2)各相负序电压各相负序电压各相负序电压各相负序电压 组成负序系统组成负序系统组成负序系统组成负序系统约束条件约束条件约束条件约束条件性性性性质质质质：每每每每相相相相大大大大小小小小相相相相等等等等，彼彼彼彼此此此此相相相相位差位差位差位差120120120120，相序为，相序为，相序为，相序为a-c-ba-c-ba-c-b
7、a-c-b。A-C-B-逆时针第10页/共57页(3)(3)各相零序电压各相零序电压 组成零序系统组成零序系统约束条件约束条件约束条件约束条件性质：每相大小相等且同相位性质：每相大小相等且同相位性质：每相大小相等且同相位性质：每相大小相等且同相位。A0B0C0第11页/共57页第12页/共57页例例例例 题题题题1.设有一不对称三相电压设有一不对称三相电压将其分解为对称分量。将其分解为对称分量。显然，各相大小不等，相位差也不相同，为不对称电压。显然，各相大小不等，相位差也不相同，为不对称电压。表示为复数形式：表示为复数形式：分解为对称分量：分解为对称分量：第13页/共57页（1 1）正正序序、
8、负负序序和和零零序序系系统统都都是是对对称称系系统统。当当求求得得各各个个对对称称分分量量后后，再再把把各各相相的的三三个个分分量量叠加便得到不对称运行情形。叠加便得到不对称运行情形。（2 2）不不同同相相序序具具有有不不同同阻阻抗抗参参数数，电电流流流流经经电电机机和和变变压压器器具具有不同物理性质。有不同物理性质。（3 3）对对称称分分量量法法根根据据叠叠加加原原理理，只适用于线性参数的电路只适用于线性参数的电路中。中。结论结论第14页/共57页第二节第二节第二节第二节 三相变压器的各序阻抗及其等效电路三相变压器的各序阻抗及其等效电路三相变压器的各序阻抗及其等效电路三相变压器的各序阻抗及其
9、等效电路一、正序阻抗一、正序阻抗一、正序阻抗一、正序阻抗Z Z+和正序等效电路和正序等效电路和正序等效电路和正序等效电路正序电流所遇到的阻抗正序电流所遇到的阻抗rk+Xk+UA+-Ua+.IA+=-Ia+.第15页/共57页二、负序阻抗二、负序阻抗二、负序阻抗二、负序阻抗Z Z-负序等效电路负序等效电路负序等效电路负序等效电路负序电流所遇到的阻抗负序电流所遇到的阻抗rk-xk-UA-Ua-.IA-=-Ia-.具有与正序一样的性质具有与正序一样的性质 第16页/共57页三、零序阻抗三、零序阻抗三、零序阻抗三、零序阻抗Z Z0 0零零零零序等效电路序等效电路序等效电路序等效电路零序电流所遇到的阻抗
10、零序电流所遇到的阻抗1.零序电流在变压器绕组中的流通情况零序电流在变压器绕组中的流通情况2.零序等效电路零序等效电路3.3.零序磁通在变压器铁芯中流通路径零序磁通在变压器铁芯中流通路径4.零序激磁阻抗测量方法零序激磁阻抗测量方法第17页/共57页1.1.零序电流在变压器绕组中的流通零序电流在变压器绕组中的流通零序电流在变压器绕组中的流通零序电流在变压器绕组中的流通零序电流能否流通与三相绕组的连接方式有关。零序电流能否流通与三相绕组的连接方式有关。零序电流能否流通与三相绕组的连接方式有关。零序电流能否流通与三相绕组的连接方式有关。Y Y Y Y接法中无法流通接法中无法流通接法中无法流通接法中无法
11、流通YNYNYNYN接法可以流通接法可以流通接法可以流通接法可以流通D D D D接接接接法法法法线线线线电电电电流流流流不不不不能能能能流流流流通通通通零零零零序序序序电电电电流流流流，但但但但其其其其闭闭闭闭合合合合回回回回路路路路能能能能为为为为零零零零序序序序电电电电流流流流提提提提供供供供通通通通路路路路，如如如如果果果果另另另另一一一一方方方方有有有有零零零零序序序序电电电电流流流流，通通通通过过过过感感感感应也会在应也会在应也会在应也会在D D D D接法绕组中产生零序电流。接法绕组中产生零序电流。接法绕组中产生零序电流。接法绕组中产生零序电流。YyYy；YdYd；DyDy；Dd
12、Dd无零序电流无零序电流无零序电流无零序电流YNdYNd和和和和DynDyn接接接接法法法法如如如如YNYN、ynyn中中中中有有有有零零零零序序序序电电电电流流流流，d d、D D中中中中也感应零序电流。也感应零序电流。也感应零序电流。也感应零序电流。YNyYNy和和和和YynYyn接接接接法法法法当当当当YNYN、ynyn中中中中有有有有零零零零序序序序电电电电流流流流，y y、Y Y中中中中也也也也不会有零序电流。不会有零序电流。不会有零序电流。不会有零序电流。第18页/共57页2.2.零序等效电路零序等效电路零序等效电路零序等效电路（1）首先分析零序电流的来源；）首先分析零序电流的来源
13、；（2）确定初、次级侧相、线中的零序电流情况；）确定初、次级侧相、线中的零序电流情况；（3）零序电流的等效电路；）零序电流的等效电路；（4）对运行的影响。）对运行的影响。第19页/共57页(1)YNd接法的零序等效电路接法的零序等效电路零零序序电电流流由由电电源源中中零零序序电电压压引引起起初级、次级侧均能流通零序电流，初级、次级侧均能流通零序电流，但是不能流向次级侧负载电路但是不能流向次级侧负载电路d连接是闭合绕组，等效电路连接是闭合绕组，等效电路的次级侧为短路的次级侧为短路YNd接法的零序阻抗是一很小的阻抗。接法的零序阻抗是一很小的阻抗。即使电源有较小的即使电源有较小的UA0，会引起较大的
14、零序电流，导会引起较大的零序电流，导致变压器过热。致变压器过热。应有保护措施监视中线电流。应有保护措施监视中线电流。第20页/共57页零序电流由于次级侧有中线电流引起的零序电流由于次级侧有中线电流引起的零序电流由于次级侧有中线电流引起的零序电流由于次级侧有中线电流引起的，不流入电源不流入电源不流入电源不流入电源零零零零序序序序阻阻阻阻抗抗抗抗不不不不大大大大，如如如如中中中中线线线线电电电电流流流流不不不不大大大大，不不不不会会会会造造造造成成成成相相相相电电电电压压压压严严严严重不对称重不对称重不对称重不对称D D，ynyn连接的变压器具有较好的负担单相负载能力。连接的变压器具有较好的负担单
15、相负载能力。连接的变压器具有较好的负担单相负载能力。连接的变压器具有较好的负担单相负载能力。（2）Dyn接法的零序等效电路接法的零序等效电路第21页/共57页零零序序电电流流由由电电源源零零序序电电压压产产生生（3）YNy接法零序等效电路接法零序等效电路次级侧无零序电流，感应有零次级侧无零序电流，感应有零序电势，表现为较大零序阻抗序电势，表现为较大零序阻抗对运行的影响对运行的影响零序电流小，不会引起过热零序电流小，不会引起过热会引起次级侧相电压不对称会引起次级侧相电压不对称次级侧线电压不受零序影响，次级侧线电压不受零序影响，常在高压输电线路中采用。常在高压输电线路中采用。等效电路等效电路第22
16、页/共57页（4 4）YynYyn接法的零序等效电路接法的零序等效电路接法的零序等效电路接法的零序等效电路零序电流零序电流由次级侧有中线电流由次级侧有中线电流引起。引起。初级侧无零序电流，但感应零初级侧无零序电流，但感应零序（相）电势，有较大零序阻序（相）电势，有较大零序阻抗。抗。如果如果Z0较大，较小的中线电流较大，较小的中线电流会造成相电压较大的不对称。会造成相电压较大的不对称。其其不对称的程度还与变压器的不对称的程度还与变压器的磁路有关磁路有关。图图4-5第23页/共57页3.3.零序磁通在铁芯中流通路径零序磁通在铁芯中流通路径零序磁通在铁芯中流通路径零序磁通在铁芯中流通路径由于三相的零
17、序电流在时间上同相位，所由于三相的零序电流在时间上同相位，所产生的三相零序磁通及其感应的三相零序产生的三相零序磁通及其感应的三相零序电势各相均同相位。电势各相均同相位。零序磁通及其感应电势的大小与磁路系统零序磁通及其感应电势的大小与磁路系统有关。有关。第24页/共57页(1)(1)三相磁路独立三相磁路独立三相磁路独立三相磁路独立零序磁通路径与正序、负序磁路相同，磁阻较小，励磁阻抗较大。零序磁通路径与正序、负序磁路相同，磁阻较小，励磁阻抗较大。零序磁通路径与正序、负序磁路相同，磁阻较小，励磁阻抗较大。零序磁通路径与正序、负序磁路相同，磁阻较小，励磁阻抗较大。Zm0=Zm=rm+jxm 第25页/
18、共57页(2)(2)三相磁路相关三相磁路相关三相磁路相关三相磁路相关零零零零序序序序磁磁磁磁通通通通只只只只匝匝匝匝链链链链各各各各自自自自绕绕绕绕组组组组，以以以以变变变变压压压压器器器器油油油油及及及及油油油油箱箱箱箱壁壁壁壁为回路，磁阻较大，零序励磁阻抗较小为回路，磁阻较大，零序励磁阻抗较小为回路，磁阻较大，零序励磁阻抗较小为回路，磁阻较大，零序励磁阻抗较小 Z Z Z Zm0m0m0m0 Z Z Z Zm m m m Zm0*大约为大约为0.31Zm*大约是大约是20以上以上第26页/共57页4.4.零序励磁阻抗测量方法零序励磁阻抗测量方法零序励磁阻抗测量方法零序励磁阻抗测量方法YNd
19、或或Dyn接法接法：zk0zk 不不计零序激磁阻抗计零序激磁阻抗YynYyn或或YNyYNy接接法法：模模拟拟施施加加三相零序电压三相零序电压Yyn：把把次次级级三三个个相相绕绕组组按按首首尾尾次次序序串串联联，接接到到单单相相电电源源，初级方开路。初级方开路。测测量量电电压压U U、电电流流I I和和输输入入功功率率P P，计算出零序励磁阻抗计算出零序励磁阻抗 Z Z0 0=U/3I=U/3I；r r0 0=P/3I=P/3I2 2；x x0 0=第27页/共57页第三节第三节第三节第三节 三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器YynYynYynYyn连接单相运行连接单相运行连接单相运行连
20、接单相运行假设：外施电压为对称三相电压假设：外施电压为对称三相电压假设：外施电压为对称三相电压假设：外施电压为对称三相电压目的：分析目的：分析目的：分析目的：分析YynYynYynYyn接法中的零序电流的影响接法中的零序电流的影响接法中的零序电流的影响接法中的零序电流的影响初级侧无零序电流，但感应零序（相）电势，有较大零序阻抗。初级侧无零序电流，但感应零序（相）电势，有较大零序阻抗。零序电流零序电流由次级侧有中线电流引起由次级侧有中线电流引起如果如果Z0较大，较小的中线电流会造成相电压较大的不对称。其较大，较小的中线电流会造成相电压较大的不对称。其不对不对称的程度还与变压器的磁路有关称的程度还
21、与变压器的磁路有关。第28页/共57页外施对称三相电压外施对称三相电压在在a相接单相负载相接单相负载ZL求：负载电流求：负载电流求：负载电流求：负载电流I I I I，初级侧电流，初级侧电流，初级侧电流，初级侧电流I I I IA A A A、I I I IB B B B、I I I IC C C C初级、次级侧相电压初级、次级侧相电压初级、次级侧相电压初级、次级侧相电压U U U UA A A A、U U U UB B B B、U U U UC C C C和和和和UaUaUaUa、U U U Ub b b b、UcUcUcUc。第29页/共57页电流分析：电流分析：电流分析：电流分析：步骤步
22、骤步骤步骤1.1.列出端点方程列出端点方程列出端点方程列出端点方程第30页/共57页 步骤步骤步骤步骤2.2.2.2.分解为不对称分量分解为不对称分量分解为不对称分量分解为不对称分量初级侧星形连接，无零序电流通路，相初级侧星形连接，无零序电流通路，相电流只有正序与负序分量电流只有正序与负序分量第31页/共57页电压分析：电压分析：电压分析：电压分析：正序，负序，零序正序，负序，零序正序，负序，零序正序，负序，零序条件条件条件条件:外施线电压为对称外施线电压为对称外施线电压为对称外施线电压为对称，没有负序分量电压和，没有负序分量电压和，没有负序分量电压和，没有负序分量电压和零序分量电压，各绕组上
23、的正序电压零序分量电压，各绕组上的正序电压零序分量电压，各绕组上的正序电压零序分量电压，各绕组上的正序电压U U U UA+A+A+A+、U U U UB+B+B+B+、U U U UC+C+C+C+即为电源相电压即为电源相电压即为电源相电压即为电源相电压。次级侧产生负序分量电流和零序分量电流，产次级侧产生负序分量电流和零序分量电流，产次级侧产生负序分量电流和零序分量电流，产次级侧产生负序分量电流和零序分量电流，产生相应的负序磁通和零序磁通，在初级、次级生相应的负序磁通和零序磁通，在初级、次级生相应的负序磁通和零序磁通，在初级、次级生相应的负序磁通和零序磁通，在初级、次级绕组中感应负序分量电压
24、和零序分量电压绕组中感应负序分量电压和零序分量电压绕组中感应负序分量电压和零序分量电压绕组中感应负序分量电压和零序分量电压。初级侧中感应的负序电压产生初级侧负序电流初级侧中感应的负序电压产生初级侧负序电流初级侧中感应的负序电压产生初级侧负序电流初级侧中感应的负序电压产生初级侧负序电流I IA-A-、I IB-B-、I IC-C-，以电源为回路，对负序电流初级、以电源为回路，对负序电流初级、以电源为回路，对负序电流初级、以电源为回路，对负序电流初级、次级磁势平衡，次级磁势平衡，次级磁势平衡，次级磁势平衡，不建立负序主磁通不建立负序主磁通不建立负序主磁通不建立负序主磁通，负序压降，负序压降，负序压
25、降，负序压降即为负序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大。即为负序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大。即为负序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大。即为负序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大。第32页/共57页在在在在YynYyn接法中，零序电流只能在次级侧流通，在初接法中，零序电流只能在次级侧流通，在初接法中，零序电流只能在次级侧流通，在初接法中，零序电流只能在次级侧流通，在初级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流通。通。通。通。I Ia0a0、I Ibobo、I Ic0c0
26、为励磁性质电流，建立起同时和原、为励磁性质电流，建立起同时和原、为励磁性质电流，建立起同时和原、为励磁性质电流，建立起同时和原、副线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应副线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应副线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应副线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应零序电势零序电势零序电势零序电势E E0 0。初级侧的零序电压即等于零序电势。初级侧的零序电压即等于零序电势。初级侧的零序电压即等于零序电势。初级侧的零序电压即等于零序电势。步骤步骤步骤步骤3.3.3.3.相序方程式（各分量电压平衡式）相序方程式（各分量电压平衡式）相序方程式（各分量电压平衡式）相序方程
27、式（各分量电压平衡式）第33页/共57页原方外施电压是三相原方外施电压是三相对称的，负序压降即对称的，负序压降即为负序阻抗压降，其为负序阻抗压降，其值很小，即值很小，即UA-=0。但原方的负序电流以但原方的负序电流以电源为路径，等效电电源为路径，等效电路中原方是短路的。路中原方是短路的。第34页/共57页a相电流为：相电流为：负载电流为：负载电流为：如略去如略去Zk和和Z2步骤步骤4.4.求解求解零序励磁阻抗相当于在负载零序励磁阻抗相当于在负载中增加了一个阻抗中增加了一个阻抗Zm0/3第35页/共57页中点浮动中点浮动外施电压对称，当次级侧接有单相负载后，在每外施电压对称，当次级侧接有单相负载
28、后，在每外施电压对称，当次级侧接有单相负载后，在每外施电压对称，当次级侧接有单相负载后，在每相绕组上都叠加有零序电势，造成相电压不对相绕组上都叠加有零序电势，造成相电压不对相绕组上都叠加有零序电势，造成相电压不对相绕组上都叠加有零序电势，造成相电压不对称，在相量图中表现为相电压中点称，在相量图中表现为相电压中点称，在相量图中表现为相电压中点称，在相量图中表现为相电压中点OO偏离了线偏离了线偏离了线偏离了线电压三角形的几何中心电压三角形的几何中心电压三角形的几何中心电压三角形的几何中心OO。中点浮动的程度主要取决于零序电势中点浮动的程度主要取决于零序电势中点浮动的程度主要取决于零序电势中点浮动的
29、程度主要取决于零序电势E E0 0，E E0 0的的的的大小取决于零序电流的大小和磁路结构。大小取决于零序电流的大小和磁路结构。大小取决于零序电流的大小和磁路结构。大小取决于零序电流的大小和磁路结构。第36页/共57页第37页/共57页三芯柱结构，零序磁通的磁阻较大三芯柱结构，零序磁通的磁阻较大三芯柱结构，零序磁通的磁阻较大三芯柱结构，零序磁通的磁阻较大(即即即即z zm0m0较小较小较小较小)。适当地限制中线电流，则适当地限制中线电流，则适当地限制中线电流，则适当地限制中线电流，则E E0 0不会太大。运行规程不会太大。运行规程不会太大。运行规程不会太大。运行规程规定三芯柱变压器如按规定三芯
30、柱变压器如按规定三芯柱变压器如按规定三芯柱变压器如按YynYyn接法运行应限制中线接法运行应限制中线接法运行应限制中线接法运行应限制中线电流不超过电流不超过电流不超过电流不超过0.25 0.25 I IN N。中线电流中线电流中线电流中线电流 则：则：则：则：I Ia0a0应小于应小于应小于应小于0.08330.0833I IN N设设设设z zm0*m0*=0.6=0.6，I Ia0a0=0.0833I=0.0833IN N则则则则E E0*0*I Ia0*a0*z zm0*m0*0.050.05，相电压偏移不大。相电压偏移不大。相电压偏移不大。相电压偏移不大。影响：零序磁通途经变压器油箱，
31、引起油箱壁局影响：零序磁通途经变压器油箱，引起油箱壁局影响：零序磁通途经变压器油箱，引起油箱壁局影响：零序磁通途经变压器油箱，引起油箱壁局部发热。部发热。部发热。部发热。第38页/共57页三相变压器组三相变压器组三相变压器组三相变压器组，各相磁路独立，零序磁阻较小，各相磁路独立，零序磁阻较小，各相磁路独立，零序磁阻较小，各相磁路独立，零序磁阻较小，Z Zm0m0Z Zmm。很小的零序电流也会感应很大的零序电势，中点很小的零序电流也会感应很大的零序电势，中点很小的零序电流也会感应很大的零序电势，中点很小的零序电流也会感应很大的零序电势，中点有较大的浮动，造成相电压严重不对称。有较大的浮动，造成相
32、电压严重不对称。有较大的浮动，造成相电压严重不对称。有较大的浮动，造成相电压严重不对称。极端情况：如一相发生短路，即极端情况：如一相发生短路，即极端情况：如一相发生短路，即极端情况：如一相发生短路，即Z ZL L0 0 短路电流仅为正常励磁电流的短路电流仅为正常励磁电流的短路电流仅为正常励磁电流的短路电流仅为正常励磁电流的3 3倍倍倍倍 ，零序电势大，中点浮动到零序电势大，中点浮动到零序电势大，中点浮动到零序电势大，中点浮动到A A顶点顶点顶点顶点叠加于叠加于叠加于叠加于B B、C C相，相，相，相，B B、C C相电压均等于原额定线电压。相电压均等于原额定线电压。相电压均等于原额定线电压。相
33、电压均等于原额定线电压。结论：结论：结论：结论：三相变压器组不能接成三相变压器组不能接成三相变压器组不能接成三相变压器组不能接成YynYyn运行运行运行运行。第39页/共57页小小小小结（结（结（结（1 1）不对称运行的分析常采用对称不对称运行的分析常采用对称分量法分量法把不对称的三相电压把不对称的三相电压或电流用对称分量法分解为对或电流用对称分量法分解为对称的正序分量系统、负序分量称的正序分量系统、负序分量系统和零序分量系统。分别对系统和零序分量系统。分别对各对称分量系统作用下的运行各对称分量系统作用下的运行情况进行分析，然后把各分量情况进行分析，然后把各分量系统的分析结果叠加起来，便系统的
34、分析结果叠加起来，便得到不对称运行时总的分析结得到不对称运行时总的分析结果。果。第40页/共57页小小小小结（结（结（结（2 2）零序分量电流三相同相，其流经变压器的情况与零序分量电流三相同相，其流经变压器的情况与零序分量电流三相同相，其流经变压器的情况与零序分量电流三相同相，其流经变压器的情况与变压器的连接方法有关：变压器的连接方法有关：变压器的连接方法有关：变压器的连接方法有关：YyYy；YdYd；DyDy；DdDd连接无零序电流。连接无零序电流。连接无零序电流。连接无零序电流。YNdYNd；DynDyn连接零序电流在双侧绕组内均可流连接零序电流在双侧绕组内均可流连接零序电流在双侧绕组内均
35、可流连接零序电流在双侧绕组内均可流通。通。通。通。YNyYNy；YynYyn连接零序电流只能在连接零序电流只能在连接零序电流只能在连接零序电流只能在YNYN、ynyn侧流侧流侧流侧流通。通。通。通。在零序电流可以流通的连接组中，其零序阻抗的在零序电流可以流通的连接组中，其零序阻抗的在零序电流可以流通的连接组中，其零序阻抗的在零序电流可以流通的连接组中，其零序阻抗的大小还与变压器的磁路结构有关。大小还与变压器的磁路结构有关。大小还与变压器的磁路结构有关。大小还与变压器的磁路结构有关。第41页/共57页小小小小结（结（结（结（3 3）不对称运行的分析步骤不对称运行的分析步骤不对称运行的分析步骤不对
36、称运行的分析步骤列出端点方程式列出端点方程式把不对称的三相电压和电流分解为对称分把不对称的三相电压和电流分解为对称分量量列出相序方程式，画出等效电路图列出相序方程式，画出等效电路图求解电流和电压，或作出相量图用于定性求解电流和电压，或作出相量图用于定性分析分析第42页/共57页例题例题例题例题2.三个相同的单相变压器接成三相变压器组三个相同的单相变压器接成三相变压器组Dyn11，有：有：uk=5%，uka=2%，pFe=1%PN，I0=5%IN，副方接单相电阻负副方接单相电阻负载载r*=1。求：负载电流，零序电压求：负载电流，零序电压解：等效电路参数计算：解：等效电路参数计算：建立端点方程式：
37、建立端点方程式：分解为对称分量：第43页/共57页各相序等效电路：各相序等效电路：相序方程式：相序方程式：（标幺值表示标幺值表示）联立求解：联立求解：零序电压：零序电压：由于初级对零序电势相当由于初级对零序电势相当于有短路作用，削弱了零于有短路作用，削弱了零序磁通，零序电压很小。序磁通，零序电压很小。第44页/共57页思考题4-2 4-2 决定零序阻抗的因素有哪些？决定零序阻抗的因素有哪些？4-4 4-4 Y,yn0Y,yn0不可以用于三相变压器组的原因不可以用于三相变压器组的原因4-5 4-5 如何测量零序激磁电抗？如何测量零序激磁电抗？零序电流三相同相，它在绕组中的流通情况及其产生的零序磁
38、零序电流三相同相，它在绕组中的流通情况及其产生的零序磁通在铁芯中的流通情况与正序及负序不一致，因此遇到的零序通在铁芯中的流通情况与正序及负序不一致，因此遇到的零序阻抗也不同于正序阻抗。阻抗也不同于正序阻抗。其大小决定于其大小决定于变压器绕组的连接方式变压器绕组的连接方式和和铁心结构铁心结构。Y Y，y y；Y Y，d d；D D，y y；D D，d d连接无零序电流。连接无零序电流。YNYN，d d；D D，ynyn连接零序电流在双侧绕组内均可流通。连接零序电流在双侧绕组内均可流通。YNYN，y y；Y Y，ynyn连接零序电流只能在连接零序电流只能在YNYN、ynyn侧流通。侧流通。A A
39、对三相组式，各相磁路独立，零序磁通在铁心中闭合，磁阻对三相组式，各相磁路独立，零序磁通在铁心中闭合，磁阻小，激磁阻抗大。小，激磁阻抗大。B B 对三相芯式变压器，各相磁路关联，零序磁通不能在铁心中对三相芯式变压器，各相磁路关联，零序磁通不能在铁心中闭合，磁阻大，激磁阻抗大。闭合，磁阻大，激磁阻抗大。副方副方(yn)接单相或不对称负载时，将产生零序电流，产生零序磁通，接单相或不对称负载时，将产生零序电流，产生零序磁通，在各绕组中感应有零序电势，叠加于各绕组正序电压上，使各绕组在各绕组中感应有零序电势，叠加于各绕组正序电压上，使各绕组的电压不对称的电压不对称“中点浮动中点浮动”。中点浮动的程度取决
40、于零序电势，又取决于零序电流的大小和磁路中点浮动的程度取决于零序电势，又取决于零序电流的大小和磁路结构。结构。三相组式变压器，零序磁阻小，零序阻抗等同正序阻抗，较小的零三相组式变压器，零序磁阻小，零序阻抗等同正序阻抗，较小的零序电流产生较大的零序电势，中点浮动大，相电压严重不对称。序电流产生较大的零序电势，中点浮动大，相电压严重不对称。单相短路时，短路电流小（仅为励磁电流的三倍），但中点浮动大单相短路时，短路电流小（仅为励磁电流的三倍），但中点浮动大（达相电压），使另两相电压达到线电压。（达相电压），使另两相电压达到线电压。模拟零序电流和零序磁通的流通情况。模拟零序电流和零序磁通的流通情况。第
41、45页/共57页作业（选做）作业（选做）作业（选做）作业（选做）4-1：先根据试验求电路参数，三台单相变压：先根据试验求电路参数，三台单相变压器相连器相连即三相变压器组。即三相变压器组。4-3：先求出负载侧各序电流，然后根据变比：先求出负载侧各序电流，然后根据变比转变到原边。注意：零序电流的流通情况转变到原边。注意：零序电流的流通情况第46页/共57页第四节第四节第四节第四节 变压器二次侧突然短路时的瞬态过程变压器二次侧突然短路时的瞬态过程变压器二次侧突然短路时的瞬态过程变压器二次侧突然短路时的瞬态过程突然短路电流（瞬态过程分析）突然短路电流（瞬态过程分析）过电流的影响过电流的影响发热现象发热
42、现象电磁力作用电磁力作用第47页/共57页一、一、一、一、突然短路电流突然短路电流突然短路电流突然短路电流稳态短路电流分量稳态短路电流分量-决定于电压和短路阻抗的大小决定于电压和短路阻抗的大小瞬态短路电流分量瞬态短路电流分量还与短路时电压初相角有关还与短路时电压初相角有关第48页/共57页突然短路电流的最大值与衰减时间突然短路电流的最大值与衰减时间突然短路电流的最大值与衰减时间突然短路电流的最大值与衰减时间1.当当K时，瞬态电流分量为时，瞬态电流分量为0，短路后立刻进入，短路后立刻进入稳态。稳态。2.当当K90时，瞬态分量有最大值，在短路后时，瞬态分量有最大值，在短路后的半周期电流达到最大值。
43、的半周期电流达到最大值。第49页/共57页过电流情况分析过电流情况分析：设外施电压为额定值，设外施电压为额定值，zk*=0.055，rk/xk=1/3，则则短路瞬间的冲击电流很大。短路瞬间的冲击电流很大。第50页/共57页二、二、二、二、过电流的影响过电流的影响过电流的影响过电流的影响1、发热现象、发热现象：设外施电压为额定值，设外施电压为额定值，zk*=0.055，则则短路电流产生的铜损耗是正常铜损耗的短路电流产生的铜损耗是正常铜损耗的182倍。倍。影响：影响：使绕组温度急剧上升，产生过热，需进行过热使绕组温度急剧上升，产生过热，需进行过热使绕组温度急剧上升，产生过热，需进行过热使绕组温度急
44、剧上升，产生过热，需进行过热保护保护保护保护。第51页/共57页二、二、二、二、过电流的影响过电流的影响过电流的影响过电流的影响2、电磁力作用、电磁力作用：设外施电压为额定值，设外施电压为额定值，zk*=0.055，则则电磁力（电磁力（由漏磁场和电流作用产生由漏磁场和电流作用产生）也与电流的平方）也与电流的平方成正比，绕组上产生很大的机械应力，径向有外张力成正比，绕组上产生很大的机械应力，径向有外张力和内压力，轴向里从绕组两端挤压绕组。和内压力，轴向里从绕组两端挤压绕组。措施：措施：加强绕组的机械强度；设计较大的短路阻抗限加强绕组的机械强度；设计较大的短路阻抗限加强绕组的机械强度；设计较大的短
45、路阻抗限加强绕组的机械强度；设计较大的短路阻抗限制电流制电流制电流制电流。第52页/共57页第五节第五节第五节第五节 变压器空载合闸时的瞬态过程变压器空载合闸时的瞬态过程变压器空载合闸时的瞬态过程变压器空载合闸时的瞬态过程合闸瞬间的励磁电流合闸瞬间的励磁电流合闸瞬间的励磁电流合闸瞬间的励磁电流过电流的影响过电流的影响过电流的影响过电流的影响l l继电保护的误动继电保护的误动继电保护的误动继电保护的误动第53页/共57页一、瞬态过程（合闸瞬间的励磁电流）一、瞬态过程（合闸瞬间的励磁电流）一、瞬态过程（合闸瞬间的励磁电流）一、瞬态过程（合闸瞬间的励磁电流）励磁电流瞬时值励磁电流瞬时值im：，将电感
46、视为常数，将电感视为常数Lav，则则第54页/共57页1.1.合闸瞬间的励磁电流合闸瞬间的励磁电流合闸瞬间的励磁电流合闸瞬间的励磁电流磁通的解，包括稳态分量磁通的解，包括稳态分量 1和瞬态分量和瞬态分量 1：第55页/共57页二、二、二、二、空载合闸过电流的影响空载合闸过电流的影响空载合闸过电流的影响空载合闸过电流的影响在最不利的的实况合闸，其中冲击电流只不过是几在最不利的的实况合闸，其中冲击电流只不过是几倍于额定电流，远小于短路电流，对变压器本身无倍于额定电流，远小于短路电流，对变压器本身无直接危害。直接危害。合闸开始后数周期内的冲击电流可能使变压器的保合闸开始后数周期内的冲击电流可能使变压器的保护装置误动作。护装置误动作。措施：合闸时串联限流电阻，（措施：合闸时串联限流电阻，（1）限制冲击电流；）限制冲击电流；（2）使其快速衰减。）使其快速衰减。第56页/共57页广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺感谢您的观看！感谢您的观看！第57页/共57页