变压器的零序参数和等值电路

1、变压器的零序参数和等值电路变压器的零序参数和等值电路变压器的零序电抗和等值电路要点：要点：、零序励磁阻抗、零序励磁阻抗X X0 0与铁心结构的关系与铁心结构的关系 、变压器零序等值电路与外电路的连接、变压器零序等值电路与外电路的连接 、中性点有接地阻抗时变压器的零序等、中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路值电路 当在变压器端点施加零序电压时，其绕组中有无零序电流，以及零序电流的大小与变压器三相绕组的接线方式和变压器的结构密切相关。 双绕组变压器零序电压施加在Y、d侧 )0(U)0(U0)0(I)0(x因在三相绕组端并联施加零序电压，端点等电位，故 ，用阻抗表示为： 即开路。结论: 零序等值电

2、路中，可不计d、Y侧及其后的电路。YN/d接法变压器 )0(II)0(U)0(III0)0(aI0)0(bI0)0(cI. YN侧零序电流可流通;. d侧绕组内零序电流相成环流, 电压完全降落在漏抗上;. d侧外电路中零序电流=0;表达以上三条的等值电路为：)0(UIjxIIjx)0(mjx结论2: YN/d 变压器, YN侧与外电路连通, d侧接地, 且与外电路 断开。YN/y接法变压器 )0(II)0(U0)0(IIIYN侧有零序电流，y侧无零序电流通路，等值电路为)0(UIjxIIjx)0(mjxYN/yn接法变压器 )0(U)0(II)0(IIIII侧因中性点接地, 提供了零序通路，等

3、值电路为：)0(UIjxIIjx)0(mjx 变压器零序等值电路与外电路的连接变压器零序等值电路与外电路的连接- -原则原则 原则原则1 1：当外电路向变压器某侧三项绕组施加零序电压时，如当外电路向变压器某侧三项绕组施加零序电压时，如能在该绕组上产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电能在该绕组上产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；否则，断开。路接通；否则，断开。 （只有中性点接地的星形接法绕组（只有中性点接地的星形接法绕组Y YN N才能与外电路接通）才能与外电路接通） 原则原则2 2：当变压器某侧绕组有零序电势（由另一侧绕组的零序当变压器某侧绕组有零序电势（由另一侧绕组

4、的零序电流感生的）时，如能将零序电势施加于外电路上并能提供零序电流感生的）时，如能将零序电势施加于外电路上并能提供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；否则，电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；否则，断开。断开。 （只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通，至于能（只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通，至于能否在外电路产生零序电流，要看外电路是否有零序电流通路）否在外电路产生零序电流，要看外电路是否有零序电流通路） 原则原则3 3：在三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽不能作用在三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽不能作用到外电路，但能在三相绕组中形成

5、环流，这时由于零序电势将被到外电路，但能在三相绕组中形成环流，这时由于零序电势将被零序环流在绕组漏抗上的压降所平衡，绕组两端电压为零，相当零序环流在绕组漏抗上的压降所平衡，绕组两端电压为零，相当于变压器绕组短接。此时：在等值电路中，该侧绕组端点接零序于变压器绕组短接。此时：在等值电路中，该侧绕组端点接零序等值中性点。等值中性点。v由于变压器三相对称而绕组静止，因此变压器由于变压器三相对称而绕组静止，因此变压器负负序电抗序电抗与与正序电抗相等正序电抗相等。v变压器的变压器的零序电抗零序电抗与变压器的与变压器的铁心结构铁心结构及三相绕及三相绕组的接线方式等因素有关。组的接线方式等因素有关。变压器零

6、序电抗与变压器零序电抗与铁心结构铁心结构的关系：的关系：对于由三个单相变压器组成的变压器组及三相五对于由三个单相变压器组成的变压器组及三相五柱式或壳式变压器，零序主磁通以铁心为回路，因柱式或壳式变压器，零序主磁通以铁心为回路，因磁导大，零序励磁电流很小，故零序励磁电抗的数磁导大，零序励磁电流很小，故零序励磁电抗的数值很大，在短路计算中可当作值很大，在短路计算中可当作 Xm0 =。 对于三相三柱式变压器，零序主磁通通过充油空对于三相三柱式变压器，零序主磁通通过充油空间及油箱壁形成闭合回路，因磁导小，励磁电流很间及油箱壁形成闭合回路，因磁导小，励磁电流很大，所以零序励磁电抗要比正序励磁电抗小得多，

7、大，所以零序励磁电抗要比正序励磁电抗小得多，在短路计算中，应视为有限值，通常取在短路计算中，应视为有限值，通常取Xm0 =0.31。变压器零序电抗与三相绕组接线方式的关系变压器零序电抗与三相绕组接线方式的关系Y接线：接线：零序电流流不通，从等效电路看，相当于零序电流流不通，从等效电路看，相当于变压器变压器绕组开路绕组开路；YN接线：接线：零序电流能流通，从等效电路看，相当零序电流能流通，从等效电路看，相当于变压器于变压器绕组短路绕组短路；d接线：接线：零序电流只能在三角形绕组内流通，不能零序电流只能在三角形绕组内流通，不能流到外电路，从外部看，相当于流到外电路，从外部看，相当于变压器绕组短路变

8、压器绕组短路。一、双绕组变压器的一、双绕组变压器的零序参数零序参数和等值电路和等值电路1. YN，d接线变压器（图接线变压器（图7-9）图图7-9 YN，d接线变压器的零序电流回路及其等值电路接线变压器的零序电流回路及其等值电路(a)零序电流回路零序电流回路 (b)零序等值电路零序等值电路 在图（在图（a）中，当零序电压加于变压器）中，当零序电压加于变压器YN侧时，侧时，零序电流由零序电流由侧绕组中性点入地形成回路。侧绕组中性点入地形成回路。1000XXXXXXXXXmm 由于由于侧与侧与侧绕组间有耦合关系，将会在侧绕组间有耦合关系，将会在侧的侧的三个绕组中感应出三个大小相等、相位相同的电动势

9、，三个绕组中感应出三个大小相等、相位相同的电动势，如图所示。如图所示。 由图可见，由图可见，a、b、c三点在电三点在电路中具有对称性，因此这三点的路中具有对称性，因此这三点的电位相等。所以在电位相等。所以在ea0、eb0、ec0三三个电动势的作用下只能在三角形个电动势的作用下只能在三角形绕组中引起零序环流，而不能流绕组中引起零序环流，而不能流到绕组外面的线路上去。这与变到绕组外面的线路上去。这与变压器压器侧三相短路完全一样，其侧三相短路完全一样，其等值电路如等值电路如图图7-9b所示。所示。图图7-10 三角形绕组中的零序三角形绕组中的零序电动势和电流电动势和电流)(0 XXm当变压器当变压器

10、YN侧中性点经电抗侧中性点经电抗Xn接地时（图接地时（图7-11a），），将有将有 电流流过电流流过Xn ，其零序等值电路如图，其零序等值电路如图7-11b所示。所示。03I图图7-11 中性点经电抗接地的中性点经电抗接地的YN，d接线变压器的零序电流回路及其等值电路接线变压器的零序电流回路及其等值电路(a)零序电流回路零序电流回路 (b)零序等值电路零序等值电路nnnmmXXXXXXXXXXXX3331000)(0 XXm2. YN，y接线变压器（图接线变压器（图7-12）00mXXX3. YN，yn接线变压器（图接线变压器（图7-13）)/(00XXXXXmXXXXX1)(0XXXm二、三

11、绕组变压器的零序参数和等值电路二、三绕组变压器的零序参数和等值电路1. YN，d，d接线变压器（图接线变压器（图7-14） 三绕组变压器一般都设有三绕组变压器一般都设有d绕组，可使三次谐波电流绕组，可使三次谐波电流在在d绕组中形成环流，并使零序励磁电抗绕组中形成环流，并使零序励磁电抗Xm0较大，可认较大，可认为无限大。为无限大。XXXX/02. YN，d，y接线变压器（图接线变压器（图7-15）XXXX03. YN，d，yn接线变压器（图接线变压器（图7-16）图图7-16 YN，d，yn接线变压器的零序电流回路及其等值电路接线变压器的零序电流回路及其等值电路(a)零序电流回路零序电流回路 (

12、b)零序等值电路零序等值电路)/(0XXXXX需要指出：需要指出：双绕组变压器零序等值电路中的双绕组变压器零序等值电路中的X、X是漏电抗，而三绕组变压器零序等值电路中的电抗是漏电抗，而三绕组变压器零序等值电路中的电抗X、X、X是各绕组自感和互感的组合电抗，即等是各绕组自感和互感的组合电抗，即等值电抗，一般通过短路试验按下式求出：值电抗，一般通过短路试验按下式求出：XXXXXXXXXXXX212121三、自耦变压器的零序参数和等值电路三、自耦变压器的零序参数和等值电路自耦变压器的特点：它的某两个绕组之间不仅有磁的联自耦变压器的特点：它的某两个绕组之间不仅有磁的联系，而且还有电的联系。在中性点绝缘

13、的情况下，它的系，而且还有电的联系。在中性点绝缘的情况下，它的绕组中可能还会有零序电流流过。绕组中可能还会有零序电流流过。为了避免当高压侧发生单相接地短路时，自耦变压器中为了避免当高压侧发生单相接地短路时，自耦变压器中性点电位升高而引起中压侧或低压侧过电压，通常将其性点电位升高而引起中压侧或低压侧过电压，通常将其中性点直接接地或经电抗接地，且均认为中性点直接接地或经电抗接地，且均认为Xm0=。1. 自耦变压器中性点直接接地自耦变压器中性点直接接地u双绕组双绕组YN，yn接线自耦变压器：其零序等值电路与普接线自耦变压器：其零序等值电路与普通相同接线的双绕组变压器相似，如通相同接线的双绕组变压器相

14、似，如图图7-17所示。所示。XXXXX10流过自耦变压器中性点的电流为：流过自耦变压器中性点的电流为： 其零序电抗为：其零序电抗为： )(3000IIIu三绕组三绕组YN，yn，d接线自耦变压器：其零序等值电路接线自耦变压器：其零序等值电路与普通相同接线的三绕组变压器相似，如图与普通相同接线的三绕组变压器相似，如图7-18所示。所示。图图7-18 YN，yn，d接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路(a)零序电流回路零序电流回路 (b)零序等值电路零序等值电路流过自耦变压器中性点的电流为：流过自耦变压器中性点的电流为： 其零序电抗为：其零序电抗为：

15、)/(0XXXXX)(3000III2. 自耦变压器中性点经电抗接地自耦变压器中性点经电抗接地u双绕组双绕组YN，yn接线自耦变压器（图接线自耦变压器（图7-19）图图7-19 中性点经电抗接地时中性点经电抗接地时YN，yn接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路(a)零序电流回路零序电流回路 (b)零序等值电路零序等值电路因此，因此，I、II侧绕组间的电压降为：侧绕组间的电压降为：)()(NNNNUUkUUUU设中性点的对地电压为设中性点的对地电压为 ，则，则I、II侧绕组对地电压分侧绕组对地电压分别为：别为： NUNNNNUUUUUU则则II侧绕组归

16、算到侧绕组归算到I侧的电压为：侧的电压为：)(NNUUkUkUUUk其中：其中：2)1 (3kXXXn则归算到则归算到I侧的侧的I、II侧绕组间的零序电抗为：侧绕组间的零序电抗为：)1 ()()(0000kI jUI jUUI jUUkUUI jUUXNNNNNNN其中：其中：；XI jUUNN0)1 (3)(30000kXI jIIXjI jUnnN由由图图7-19(b) ，可得其零序电抗为：，可得其零序电抗为： XkXXXXXn20)1 (3u三绕组三绕组YN，yn，d接线自耦变压器（图接线自耦变压器（图7-20）图图7-20 中性点经电抗接地时中性点经电抗接地时YN,yn,d接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路(a)零序电流回路零序电流回路 (b)零序等值电路零序等值电路将将III绕组开路，则归算到绕组开路，则归算到I侧的侧