變壓器的零序參數(shù)和等值電路備課講稿

1、變壓器的零序參數(shù)和等值電路變壓器的零序電抗和等值電路要點(diǎn)：要點(diǎn)：、零序勵(lì)磁阻抗、零序勵(lì)磁阻抗X X0 0與鐵心結(jié)構(gòu)的關(guān)系與鐵心結(jié)構(gòu)的關(guān)系 、變壓器零序等值電路與外電路的連接、變壓器零序等值電路與外電路的連接 、中性點(diǎn)有接地阻抗時(shí)變壓器的零序等、中性點(diǎn)有接地阻抗時(shí)變壓器的零序等值電路值電路 當(dāng)在變壓器端點(diǎn)施加零序電壓時(shí)，其繞組中有無零序電流，以及零序電流的大小與變壓器三相繞組的接線方式和變壓器的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。YN/yn接法變壓器 )0(U)0(II)0(IIIII側(cè)因中性點(diǎn)接地, 提供了零序通路，等值電路為：)0(UIjxIIjx)0(mjx 變壓器零序等值電路與外電路的連接變壓器零序等值電路與

2、外電路的連接- -原則原則 原則原則1 1：當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)三項(xiàng)繞組施加零序電壓時(shí)，如當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)三項(xiàng)繞組施加零序電壓時(shí)，如能在該繞組上產(chǎn)生零序電流，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電能在該繞組上產(chǎn)生零序電流，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通；否則，斷開。路接通；否則，斷開。 （只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組（只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組Y YN N才能與外電路接通）才能與外電路接通） 原則原則2 2：當(dāng)變壓器某側(cè)繞組有零序電勢(shì)（由另一側(cè)繞組的零序當(dāng)變壓器某側(cè)繞組有零序電勢(shì)（由另一側(cè)繞組的零序電流感生的）時(shí)，如能將零序電勢(shì)施加于外電路上并能提供零序電流感生的）時(shí)，如能將零序電勢(shì)施加于

3、外電路上并能提供零序電流的通路，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通；否則，電流的通路，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通；否則，斷開。斷開。 （只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組才能與外電路接通，至于能（只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組才能與外電路接通，至于能否在外電路產(chǎn)生零序電流，要看外電路是否有零序電流通路）否在外電路產(chǎn)生零序電流，要看外電路是否有零序電流通路） 原則原則3 3：在三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢(shì)雖不能作用在三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢(shì)雖不能作用到外電路，但能在三相繞組中形成環(huán)流，這時(shí)由于零序電勢(shì)將被到外電路，但能在三相繞組中形成環(huán)流，這時(shí)由于零序電勢(shì)將被零序環(huán)流在繞組漏

4、抗上的壓降所平衡，繞組兩端電壓為零，相當(dāng)零序環(huán)流在繞組漏抗上的壓降所平衡，繞組兩端電壓為零，相當(dāng)于變壓器繞組短接。此時(shí)：在等值電路中，該側(cè)繞組端點(diǎn)接零序于變壓器繞組短接。此時(shí)：在等值電路中，該側(cè)繞組端點(diǎn)接零序等值中性點(diǎn)。等值中性點(diǎn)。v由于變壓器三相對(duì)稱而繞組靜止，因此變壓器由于變壓器三相對(duì)稱而繞組靜止，因此變壓器負(fù)負(fù)序電抗序電抗與與正序電抗相等正序電抗相等。v變壓器的變壓器的零序電抗零序電抗與變壓器的與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)鐵心結(jié)構(gòu)及三相繞及三相繞組的接線方式等因素有關(guān)。組的接線方式等因素有關(guān)。變壓器零序電抗與變壓器零序電抗與鐵心結(jié)構(gòu)鐵心結(jié)構(gòu)的關(guān)系：的關(guān)系：對(duì)于由三個(gè)單相變壓器組成的變壓器組及三相五

5、對(duì)于由三個(gè)單相變壓器組成的變壓器組及三相五柱式或殼式變壓器，零序主磁通以鐵心為回路，因柱式或殼式變壓器，零序主磁通以鐵心為回路，因磁導(dǎo)大，零序勵(lì)磁電流很小，故零序勵(lì)磁電抗的數(shù)磁導(dǎo)大，零序勵(lì)磁電流很小，故零序勵(lì)磁電抗的數(shù)值很大，在短路計(jì)算中可當(dāng)作值很大，在短路計(jì)算中可當(dāng)作 Xm0 =。 對(duì)于三相三柱式變壓器，零序主磁通通過充油空對(duì)于三相三柱式變壓器，零序主磁通通過充油空間及油箱壁形成閉合回路，因磁導(dǎo)小，勵(lì)磁電流很間及油箱壁形成閉合回路，因磁導(dǎo)小，勵(lì)磁電流很大，所以零序勵(lì)磁電抗要比正序勵(lì)磁電抗小得多，大，所以零序勵(lì)磁電抗要比正序勵(lì)磁電抗小得多，在短路計(jì)算中，應(yīng)視為有限值，通常取在短路計(jì)算中，應(yīng)視為

6、有限值，通常取Xm0 =0.31。變壓器零序電抗與三相繞組接線方式的關(guān)系變壓器零序電抗與三相繞組接線方式的關(guān)系Y接線：接線：零序電流流不通，從等效電路看，相當(dāng)于零序電流流不通，從等效電路看，相當(dāng)于變壓器變壓器繞組開路繞組開路；YN接線：接線：零序電流能流通，從等效電路看，相當(dāng)零序電流能流通，從等效電路看，相當(dāng)于變壓器于變壓器繞組短路繞組短路；d接線：接線：零序電流只能在三角形繞組內(nèi)流通，不能零序電流只能在三角形繞組內(nèi)流通，不能流到外電路，從外部看，相當(dāng)于流到外電路，從外部看，相當(dāng)于變壓器繞組短路變壓器繞組短路。一、雙繞組變壓器的一、雙繞組變壓器的零序參數(shù)零序參數(shù)和等值電路和等值電路1. YN，

7、d接線變壓器（圖接線變壓器（圖7-9）圖圖7-9 YN，d接線變壓器的零序電流回路及其等值電路接線變壓器的零序電流回路及其等值電路(a)零序電流回路零序電流回路 (b)零序等值電路零序等值電路 在圖（在圖（a）中，當(dāng)零序電壓加于變壓器）中，當(dāng)零序電壓加于變壓器YN側(cè)時(shí)，側(cè)時(shí)，零序電流由零序電流由側(cè)繞組中性點(diǎn)入地形成回路。側(cè)繞組中性點(diǎn)入地形成回路。1000XXXXXXXXXmm 由于由于側(cè)與側(cè)與側(cè)繞組間有耦合關(guān)系，將會(huì)在側(cè)繞組間有耦合關(guān)系，將會(huì)在側(cè)的側(cè)的三個(gè)繞組中感應(yīng)出三個(gè)大小相等、相位相同的電動(dòng)勢(shì)，三個(gè)繞組中感應(yīng)出三個(gè)大小相等、相位相同的電動(dòng)勢(shì)，如圖所示。如圖所示。 由圖可見，由圖可見，a、b

8、、c三點(diǎn)在電三點(diǎn)在電路中具有對(duì)稱性，因此這三點(diǎn)的路中具有對(duì)稱性，因此這三點(diǎn)的電位相等。所以在電位相等。所以在ea0、eb0、ec0三三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的作用下只能在三角形個(gè)電動(dòng)勢(shì)的作用下只能在三角形繞組中引起零序環(huán)流，而不能流繞組中引起零序環(huán)流，而不能流到繞組外面的線路上去。這與變到繞組外面的線路上去。這與變壓器壓器側(cè)三相短路完全一樣，其側(cè)三相短路完全一樣，其等值電路如圖等值電路如圖7-9b所示。所示。圖圖7-10 三角形繞組中的零序三角形繞組中的零序電動(dòng)勢(shì)和電流電動(dòng)勢(shì)和電流)(0 XXm當(dāng)變壓器當(dāng)變壓器YN側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)電抗側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)電抗Xn接地時(shí)（圖接地時(shí)（圖7-11a），），將有將有 電流流過電流流

9、過Xn ，其零序等值電路如圖，其零序等值電路如圖7-11b所示。所示。03I圖圖7-11 中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的YN，d接線變壓器的零序電流回路及其等值電路接線變壓器的零序電流回路及其等值電路(a)零序電流回路零序電流回路 (b)零序等值電路零序等值電路nnnmmXXXXXXXXXXXX3331000)(0 XXm2. YN，y接線變壓器（圖接線變壓器（圖7-12）00mXXX3. YN，yn接線變壓器（圖接線變壓器（圖7-13）)/(00XXXXXmXXXXX1)(0XXXm二、三繞組變壓器的零序參數(shù)和等值電路二、三繞組變壓器的零序參數(shù)和等值電路1. YN，d，d接線變壓器（圖

10、接線變壓器（圖7-14） 三繞組變壓器一般都設(shè)有三繞組變壓器一般都設(shè)有d繞組，可使三次諧波電流繞組，可使三次諧波電流在在d繞組中形成環(huán)流，并使零序勵(lì)磁電抗繞組中形成環(huán)流，并使零序勵(lì)磁電抗Xm0較大，可認(rèn)較大，可認(rèn)為無限大。為無限大。XXXX/02. YN，d，y接線變壓器（圖接線變壓器（圖7-15）XXXX03. YN，d，yn接線變壓器（圖接線變壓器（圖7-16）圖圖7-16 YN，d，yn接線變壓器的零序電流回路及其等值電路接線變壓器的零序電流回路及其等值電路(a)零序電流回路零序電流回路 (b)零序等值電路零序等值電路)/(0XXXXX需要指出：需要指出：雙繞組變壓器零序等值電路中的雙繞

11、組變壓器零序等值電路中的X、X是漏電抗，而三繞組變壓器零序等值電路中的電抗是漏電抗，而三繞組變壓器零序等值電路中的電抗X、X、X是各繞組自感和互感的組合電抗，即等是各繞組自感和互感的組合電抗，即等值電抗，一般通過短路試驗(yàn)按下式求出：值電抗，一般通過短路試驗(yàn)按下式求出：XXXXXXXXXXXX212121三、自耦變壓器的零序參數(shù)和等值電路三、自耦變壓器的零序參數(shù)和等值電路自耦變壓器的特點(diǎn)：它的某兩個(gè)繞組之間不僅有磁的聯(lián)自耦變壓器的特點(diǎn)：它的某兩個(gè)繞組之間不僅有磁的聯(lián)系，而且還有電的聯(lián)系。在中性點(diǎn)絕緣的情況下，它的系，而且還有電的聯(lián)系。在中性點(diǎn)絕緣的情況下，它的繞組中可能還會(huì)有零序電流流過。繞組中

12、可能還會(huì)有零序電流流過。為了避免當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，自耦變壓器中為了避免當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，自耦變壓器中性點(diǎn)電位升高而引起中壓側(cè)或低壓側(cè)過電壓，通常將其性點(diǎn)電位升高而引起中壓側(cè)或低壓側(cè)過電壓，通常將其中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)電抗接地，且均認(rèn)為中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)電抗接地，且均認(rèn)為Xm0=。1. 自耦變壓器中性點(diǎn)直接接地自耦變壓器中性點(diǎn)直接接地u雙繞組雙繞組YN，yn接線自耦變壓器：其零序等值電路與普接線自耦變壓器：其零序等值電路與普通相同接線的雙繞組變壓器相似，如圖通相同接線的雙繞組變壓器相似，如圖7-17所示。所示。XXXXX10流過自耦變壓器中性點(diǎn)的電流為：流過自耦變壓器中性點(diǎn)的電

13、流為： 其零序電抗為：其零序電抗為： )(3000IIIu三繞組三繞組YN，yn，d接線自耦變壓器：其零序等值電路接線自耦變壓器：其零序等值電路與普通相同接線的三繞組變壓器相似，如圖與普通相同接線的三繞組變壓器相似，如圖7-18所示。所示。圖圖7-18 YN，yn，d接線自耦變壓器的零序電流回路及其等值電路接線自耦變壓器的零序電流回路及其等值電路(a)零序電流回路零序電流回路 (b)零序等值電路零序等值電路流過自耦變壓器中性點(diǎn)的電流為：流過自耦變壓器中性點(diǎn)的電流為： 其零序電抗為：其零序電抗為： )/(0XXXXX)(3000III2. 自耦變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地自耦變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地u雙

14、繞組雙繞組YN，yn接線自耦變壓器（圖接線自耦變壓器（圖7-19）圖圖7-19 中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)YN，yn接線自耦變壓器的零序電流回路及其等值電路接線自耦變壓器的零序電流回路及其等值電路(a)零序電流回路零序電流回路 (b)零序等值電路零序等值電路因此，因此，I、II側(cè)繞組間的電壓降為：側(cè)繞組間的電壓降為：)()(NNNNUUkUUUU設(shè)中性點(diǎn)的對(duì)地電壓為設(shè)中性點(diǎn)的對(duì)地電壓為 ，則，則I、II側(cè)繞組對(duì)地電壓分側(cè)繞組對(duì)地電壓分別為：別為： NUNNNNUUUUUU則則II側(cè)繞組歸算到側(cè)繞組歸算到I側(cè)的電壓為：側(cè)的電壓為：)(NNUUkUkUUUk其中：其中：2)1 (3kXX

15、Xn則歸算到則歸算到I側(cè)的側(cè)的I、II側(cè)繞組間的零序電抗為：側(cè)繞組間的零序電抗為：)1 ()()(0000kI jUI jUUI jUUkUUI jUUXNNNNNNN其中：其中：；XI jUUNN0)1 (3)(30000kXI jIIXjI jUnnN由圖由圖7-19(b) ，可得其零序電抗為：，可得其零序電抗為： XkXXXXXn20)1 (3u三繞組三繞組YN，yn，d接線自耦變壓器（圖接線自耦變壓器（圖7-20）圖圖7-20 中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)YN,yn,d接線自耦變壓器的零序電流回路及其等值電路接線自耦變壓器的零序電流回路及其等值電路(a)零序電流回路零序電流回路 (b)零序等值電路零序等值電路將將III繞組開路，則歸算到繞組開路，則歸算到I側(cè)的側(cè)的I、II側(cè)繞組的零序電抗為：側(cè)繞組的零序電抗為：21