电机chap4三相变压器的不对称运行及瞬变过程ppt课件.ppt

第四章第四章 变压器的不对称运行变压器的不对称运行 及瞬态过程及瞬态过程 主要讨论不对称运行及其分析瞬态过程主要讨论不对称运行及其分析瞬态过程主要讨论不对称运行及其分析瞬态过程主要讨论不对称运行及其分析瞬态过程( (只要了解只要了解只要了解只要了解其概念其概念其概念其概念) )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等效电路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Y Y，，，，ynyn连接单相运行连接单相运行连接单相运行连接单相运行第四节第四节第四节第四节 次级侧突然短路时的瞬态过程次级侧突然短路时的瞬态过程次级侧突然短路时的瞬态过程次级侧突然短路时的瞬态过程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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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：①①外施电压不对称、外施电压不对称、三相电流也不对称。

三相电流也不对称②②各相负载阻抗不对称各相负载阻抗不对称当初级外施电压对当初级外施电压对称，三相电流不对称不对称的三相电流称，三相电流不对称不对称的三相电流流经变压器，导致各相阻抗压降不相等，流经变压器，导致各相阻抗压降不相等，从而次级电压也不对称从而次级电压也不对称③③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着重分析着重分析着重分析着重分析ØØ不对称运行的分析方法不对称运行的分析方法ØØ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ØØ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其危害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ØØ1 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)1)1)1)ØØ复数算子复数算子复数算子复数算子α α＝＝＝＝e ej120j120＝＝＝＝e e-j240-j240α α = cos120°+j sin120°= cos120°+j sin120° α α2 2＝＝＝＝e ej240j240＝＝＝＝e e-j120-j120α α3 3＝＝＝＝e ej360j360＝＝＝＝e ej0j0＝＝＝＝1 1ABC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ØØ2 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ØØ 为三个独立变量为三个独立变量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3、对称分量法、对称分量法ØØ把不对称的三相系统分把不对称的三相系统分解为三个独立的对称系解为三个独立的对称系统，即统，即正序系统正序系统、负序、负序系统和零序系统。

系统和零序系统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例：ØØ 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ØØ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 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(1) 正序电压正序电压 组成正序系统组成正序系统约束条件约束条件约束条件约束条件ØØ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位位位差差差差120120120120   ，，，，相相相相序为序为序为序为a->b->ca->b->ca->b->ca->b->cA+B+C+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(2)各相负序电压各相负序电压 组成负序系统组成负序系统ØØ约束条件约束条件约束条件约束条件ØØ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位位位差差差差120120120120，，，，相相相相序序序序为为为为a->c->ba->c->ba->c->ba->c->b。

A-C-B-逆时针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(3)各相零序电压 组成零序系统ØØ约束条件约束条件约束条件约束条件ØØ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且同相位且同相位且同相位且同相位A0B0C0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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例例 题题1.设有一不对称三相电压设有一不对称三相电压2.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：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（（1 1））正正序序、、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量叠加便得到不对称运行情形分量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，，电电流流流流经电机和变压器具有不同物理性质。

经电机和变压器具有不同物理性质3 3））对对称称分分量量法法根根据据叠叠加加原原理理，，只只适适用用于于线性参数的电路线性参数的电路中结论结论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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ØØ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+. .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二、负序阻抗二、负序阻抗Z - -负序等效电路负序等效电路ØØ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 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三、零序阻抗三、零序阻抗Z0零零序等效电路序等效电路零序电流所遇到的阻抗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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ØØ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应应应也会在也会在也会在也会在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；；；；DdDd————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中中中中也也也也感应零序电流。

感应零序电流感应零序电流感应零序电流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2.零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；（（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(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，，会引起较大的零序电流，导致会引起较大的零序电流，导致变压器过热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ØØ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ØØ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ØØD 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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，感应有零序次级侧无零序电流，感应有零序电势，表现为较大零序阻抗电势，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（（（（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ØØ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ØØ初级侧无零序电流，但感应零序（相）初级侧无零序电流，但感应零序（相）电势，有较大零序阻抗电势，有较大零序阻抗ØØ如果如果Z0较大，较小的中线电流会造成相较大，较小的中线电流会造成相电压较大的不对称其电压较大的不对称其不对称的程度还不对称的程度还与变压器的磁路有关与变压器的磁路有关图图4-5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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ØØ由于三相的零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ØØ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(1) 三相磁路独立三相磁路独立ØØ零零零零序序序序磁磁磁磁通通通通路路路路径径径径与与与与正正正正序序序序、、、、负负负负序序序序磁磁磁磁路路路路相相相相同同同同，，，，磁磁磁磁阻阻阻阻较较较较小小小小，，，，励磁阻抗较大。

励磁阻抗较大励磁阻抗较大励磁阻抗较大Zm0=Zm=rm+jxm 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(2) 三相磁路相关三相磁路相关ØØ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0.3—1Zm*大约是大约是20以上以上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4.零序励磁阻抗测量方法零序励磁阻抗测量方法ØØYNd或或Dyn接法接法：：zk0＝＝zk 不计零序激不计零序激磁阻抗磁阻抗ØØYynYyn或或YNyYNy接接法法：：——模模拟拟施施加加三三相相零零序序电压电压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，，接到单相电源，初级方开路。

接到单相电源，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，，计计算算出出零序励磁阻抗零序励磁阻抗 Z Z0 0=U/3I=U/3I；；r r0 0=P/3I=P/3I2 2；；x x0 0= =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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接单相运行ØØ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ØØ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与变压器的磁路有关。

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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电流分析：电流分析： 步骤步骤步骤步骤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 步骤步骤2. 2. 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电压分析：电压分析： 正序，负序，零序正序，负序，零序ØØ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。

ØØ次级侧产生负序分量电流和零序分量电流，产生次级侧产生负序分量电流和零序分量电流，产生次级侧产生负序分量电流和零序分量电流，产生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、次级绕组相应的负序磁通和零序磁通，在初级、次级绕组相应的负序磁通和零序磁通，在初级、次级绕组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和零序分量电压中感应负序分量电压和零序分量电压中感应负序分量电压和零序分量电压中感应负序分量电压和零序分量电压ØØ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、次级以电源为回路，对负序电流初级、次级以电源为回路，对负序电流初级、次级以电源为回路，对负序电流初级、次级磁势平衡，磁势平衡，磁势平衡，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，负序压降即为负，负序压降即为负，负序压降即为负，负序压降即为负序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大。

序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大序阻抗压降（漏阻抗压降），其值不大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ØØ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，但无零序电流流通级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流通级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流通级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流通ØØI Ia0a0、、、、I Ibobo、、、、I Ic0c0为励磁性质电流，建立起同时和原、副为励磁性质电流，建立起同时和原、副为励磁性质电流，建立起同时和原、副为励磁性质电流，建立起同时和原、副线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应零序线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应零序线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应零序线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应零序电势电势电势电势E E0 0ØØ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）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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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4. 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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O’O’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。

ØØ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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ØØ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不会太大运行规程规不会太大运行规程规不会太大运行规程规不会太大运行规程规定三芯柱变压器如按定三芯柱变压器如按定三芯柱变压器如按定三芯柱变压器如按YynYyn接法运行应限制中线电流接法运行应限制中线电流接法运行应限制中线电流接法运行应限制中线电流不超过不超过不超过不超过0.25 0.25 I IN NØØ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ØØ影响：零序磁通途经变压器油箱，引起油箱壁局部影响：零序磁通途经变压器油箱，引起油箱壁局部影响：零序磁通途经变压器油箱，引起油箱壁局部影响：零序磁通途经变压器油箱，引起油箱壁局部发热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ØØ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 Zm0m0＝＝＝＝Z Zmm很小的零序电流也会感应很大的零序电势，中点有很小的零序电流也会感应很大的零序电势，中点有很小的零序电流也会感应很大的零序电势，中点有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较大的浮动，造成相电压严重不对称较大的浮动，造成相电压严重不对称较大的浮动，造成相电压严重不对称ØØ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 L＝＝＝＝0 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电压均等于原额定线电压ØØ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小小结（结（1））ØØ不对称运行的分析常采用对称分量法不对称运行的分析常采用对称分量法—把把不对称的三相电压或电流用对称分量法分不对称的三相电压或电流用对称分量法分解为对称的正序分量系统、负序分量系统解为对称的正序分量系统、负序分量系统和零序分量系统分别对各对称分量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情况进行分析，然后把各分作用下的运行情况进行分析，然后把各分量系统的分析结果叠加起来，便得到不对量系统的分析结果叠加起来，便得到不对称运行时总的分析结果称运行时总的分析结果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小小结（结（2））ØØ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：①①①①YyYy；；；；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②②②②YNdYNd；；；；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可流连接零序电流在双侧绕组内均可流通③③③③YNyYNy；；；；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侧流通ØØ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小小结（结（3））不对称运行的分析步骤不对称运行的分析步骤ØØ列出端点方程式列出端点方程式ØØ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ØØ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ØØ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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，，副方接单相电阻负载副方接单相电阻负载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：建立端点方程式：分解为对称分量：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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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①①Y 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②②YNYN，，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③③YNYN，，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A A 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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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ØØ突然短路电流（瞬态过程分析）突然短路电流（瞬态过程分析）ØØ过电流的影响过电流的影响发热现象发热现象电磁力作用电磁力作用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一、一、 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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K±90º时，瞬态分量有最大值，在短路后的时，瞬态分量有最大值，在短路后的半周期电流达到最大值半周期电流达到最大值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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二、二、 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倍影响：影响：使绕组温度急剧上升，产生过热，需进行过热保使绕组温度急剧上升，产生过热，需进行过热保使绕组温度急剧上升，产生过热，需进行过热保使绕组温度急剧上升，产生过热，需进行过热保护护护护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二、二、 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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ØØ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ØØ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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：： ，将电感视为常数，将电感视为常数Lav，，则则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1. 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´´ ：：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二、二、 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。