第4章 三相变压器不对称运行及瞬变过程1 ppt课件

1、第四章 变压器的不对称运转及瞬态过程主要讨论不对称运转及其分析方法了解瞬态过程的概念一、三相不对称运转不对称不对称各相电流各相电流(或电压，电势或电压，电势)大大小关系小关系(不相等不相等)，或相位关系，或相位关系(不依次不依次差差120)ABC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，叠加原理相各序等效电路，叠加原理相中点浮动问题中点浮动问题根本概念不对称运转产生的主要缘由：外施电压不对称。导致三相电流不对称。各相负载阻抗不对称。三相电流不对称。不对称的三相电流流经变压器，次级电压也不对称。外施电压和负载阻抗均不对称。其它:变压器内部不对称缺点着重分析着重分析 不对称运转的分析方

2、法 正序阻抗、负序阻抗及零序阻抗的物理概念及丈量方法 危害性三相变压器在Y，yn衔接时相电压中点浮动的缘由及其危害 复数算子复数算子e j120e -j240 = cos120+j sin120 2e j240e -j1203e j360e j01ABC定义：定义： 复数算子复数算子 . . . .例：三相中的电流例：三相中的电流IaIa、IbIb、IcIc不对称不对称三相不对称系统三相不对称系统大小不一定相等，相位关系不固定大小不一定相等，相位关系不固定 Ia、Ib、Ic是三个独立变量是三个独立变量问题：如何简化分析？问题：如何简化分析？二、对称分量法 把不对称的三相系统把不对称的三相系统分

3、解为三个独立的对分解为三个独立的对称系统，即正序系统、称系统，即正序系统、负序系统和零序系统负序系统和零序系统举例： Ua、Ub、Uc三相不对称下标“+、 “-、 “0分别表示正序、负序和零序000cbccbbbbaaaaUUUUUUUUUUUU零序负序正序不对称电压1、正序系统 Ua+、Ub+、Uc+性质：相序为性质：相序为a-b-ca-b-c 每相大小相等，彼此相位差每相大小相等，彼此相位差120120。A+B+C+acabUUUU2约束条件：2、负序系统Ua-、Ub-、Uc-性质：相序为性质：相序为a-c-ba-c-b每相大小相等，彼此相位差每相大小相等，彼此相位差120120。A-C-

4、B-逆时针acabUUUU2约束条件：3、零序系统Ua0、Ub0、Uc0 性质：每相大小相等，同相位。性质：每相大小相等，同相位。A0B0C0共同性质：三相大小相等，彼此之间相位差相等000cbaUUU约束条件：cbaacbaacbaaUUUUUUUUUUUU310231231000cbccbbbbaaaaUUUUUUUUUUUU零序负序正序不对称电压例题设有一不对称三相电压将其分解为对称分量。90cos50260cos80230cos1002tututucba显然，各相大小不等，相位差也不一样，为不对称电压。显然，各相大小不等，相位差也不一样，为不对称电压。表示为复数方式：表示为复数方式：V

5、jjUVjjUVjjUcaa50090sin90cos5090503 .694060sin60cos806080506 .8630sin30cos10030100VjjjjjjUUUUcbaa43.316 .56)500() 3 .6940)(506 .863131232123212分解为对称分量：分解为对称分量：VjjjjjjUUUUcbaa33. 82 .12)500() 3 .6940)(506 .863131232123212VjjjjUUUUcbaa23.102 .42)500()3 .6940(506 .86313101正序、负序和零序都是对称系统。当求得各个对称分量后，将各相的三

6、个分量叠加便得到不对称运转情形。2对称分量法根据叠加原理，只适用于线性参数的电路中。3不同相序具有不同阻抗参数，电流流经电机和变压器具有不同物理性质。4、结论三、变压器的各序阻抗 电流流经变压器时，不同相序具有不同阻抗参数1、三相变压器的正序阻抗 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+. .kkkkkZjxrjxrZ2、三相变压器的负序阻抗 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-. .kkkkkZjxrjxrZ具有与正序一样的性质具有与正序一样的性质 在异步电机和同步电机的情况与此不同！在异步电机和同步电

7、机的情况与此不同！3、三相变压器的零序阻抗零序电流所遇到的阻抗零序电流所遇到的阻抗(1) (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零序等效电路零序等效电路(2)(2)零序磁通在变压器铁芯中流通途径零序磁通在变压器铁芯中流通途径零序激磁阻抗丈量方法零序激磁阻抗丈量方法1零序电流在绕组中的流通 零序电流能否流通与三相绕组的衔接方式有关。Y接法中无法流通YN接法可以流通D接法线电流不能流通零序电流，但其闭合回路能为零序电流提供通路，假设另一方有零序电流，经过感应也会在D接法绕组中产生零序电流。 Y，y；Y，d；D，y；D，d无零序电流 YN，d和D，yn接法如YN、y

8、n中有零序电流，d、D中也感应零序电流。 YN，y和Y，yn接法当YN、yn中有零序电流，y、Y中也不会有零序电流。2零序等效电路1首先分析零序电流的来源；2确定一次、二次侧相、线中的零序电流情况；3分析对运转的影响。(a)YN，d接法的零序等效电路零序电流由电源中零序电压引起零序电流由电源中零序电压引起一次、二次侧均能流通零序电流，一次、二次侧均能流通零序电流，但是不能流向二次侧负载电路但是不能流向二次侧负载电路d衔接是闭合绕组，等效电路衔接是闭合绕组，等效电路的二次侧为短路的二次侧为短路YN，d接法的零序阻抗很小电源有较小的UA0，会引起较大的零序电流，导致变压器过热。应有维护措施监视中线

9、电流。210000ZZUZUIAAA 零序电流由于二次侧有中线电流引起的零序电流由于二次侧有中线电流引起的 零序阻抗不大，如中线电流不大，不会呵斥相电压零序阻抗不大，如中线电流不大，不会呵斥相电压严重不对称严重不对称 D D，ynyn衔接的变压器具有较好的单相负载才干。衔接的变压器具有较好的单相负载才干。 kaaZIU00不流入电源不流入电源零序电流由电源零序电压产生cYN，y接法零序等效电路二次侧无零序电流，感应有零序二次侧无零序电流，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0010000mmAAAIZZUZUI对运转的影响对运转的影响零序电流小，不会引起过热零序电流小，不

10、会引起过热会引起二次侧相电压不对称会引起二次侧相电压不对称二次侧线电压不受零序影响，二次侧线电压不受零序影响，常用在高压输电线路中。常用在高压输电线路中。等效电路等效电路dY，yn接法的零序等效电路零序电流由二次侧有中线电流引起一次侧无零序电流，但感应零序相电势，有较大零序阻抗。假设Z0较大，较小的中线电流会呵斥相电压较大的不对称。其不对称的程度还与变压器的磁路有关。020000maaaZZIZIU图图4-5小结绕组绕组连接连接零序电流来源零序电流来源影响影响应用中应用中YN,d电源零序电压UA0较小UA0引起较大的IA0需监测中性线电流D,yn负载不对称,产生Ia0不大的零序电流不会造成相电

11、压严重不对称单相负载能力强YN,y电源零序电压UA0零序电流小常用于高压输电线路中Y,yn负载不对称,产生Ia0如Z0较大,则较小中线电流引起较大的电压不对称与磁路有关210000ZZUZUIAAAkaaZIU000010000mmAAAIZZUZUI020000maaaZZIZIU(3)零序磁通在铁芯中流通途径 由于三相的零序电流在时间上同相位，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。 零序磁通及其感应电势的大小与磁路系统有关。(a)三相磁路独立 零序磁通途径与正序、负序磁路一样，磁阻较小，激磁阻抗较大Zm0=Zm=rm+jxm (b)三相磁路相关 零序磁通只匝链各自绕组，以变

12、压器油及油箱壁为回路，磁阻较大，零序激磁阻抗较小 Zm0 Zm Zm0*大约为0.31Zm*大约是20以上(4).零序激磁阻抗丈量方法 YN，d或D，yn接法：zk0zk 不计零序激磁阻抗 Y，yn或YN，y接法：模拟施加三相零序电压Y，yn：把二次三个相绕组按首尾次序串联，接到单相电源，一次方开路。丈量电压U、电流I和输入功率P，计算出零序激磁阻抗 Z0=U/3I；r0=P/3I2；x0=2020rZ 4-5 如何丈量零序激磁电抗？4-4 Y,yn0不可以用于三相变压器组的缘由思索题4-2 决议零序阻抗的要素有哪些？零序电流三一样相，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