三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行.ppt

1、第五章 三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行,三相變壓器運(yùn)行時(shí)，三相負(fù)載不平衡變壓器二次側(cè)帶了單相負(fù)載（如單相電爐或電焊機(jī)）單相斷電檢修，另兩相繼續(xù)供電 不對(duì)稱短路等都會(huì)引起變壓器不對(duì)稱運(yùn)行。當(dāng)三相負(fù)載電流不對(duì)稱時(shí)，變壓器內(nèi)部阻抗壓降也不對(duì)稱，造成二次側(cè)三相電壓不對(duì)稱。 本章先介紹分析不對(duì)稱運(yùn)行的基本方法對(duì)稱分量法；分析各相序阻抗的物理概念；然后分析三相變壓器Y,yn連接帶單相負(fù)載的運(yùn)行情況。,第一節(jié) 對(duì)稱分量法,定義：對(duì)稱分量法是把實(shí)際不對(duì)稱的三相系統(tǒng)，分解成正序、負(fù)序和零序三組對(duì)稱的三相系統(tǒng)。,已知對(duì)稱的三相正序系統(tǒng)、負(fù)序系統(tǒng)、零序系統(tǒng)，表示不對(duì)稱三相系統(tǒng)。,若引入復(fù)數(shù)算子，那么每一個(gè)對(duì)稱三相系統(tǒng)。只需

2、有一相為 獨(dú)立變量，另外兩相則也可以表示出來(lái)。,代入,已知不對(duì)稱的三相系統(tǒng)，來(lái)表示對(duì)稱的三相正序、負(fù)序和零序系統(tǒng)。,以上的分析均以電壓為例，但同樣適用于其他物理量。,第二節(jié) 各相序阻抗和等值電路,變壓器中流過(guò)三相不對(duì)稱電流，采用對(duì)稱 分量法，把三相不對(duì)稱電流分解成三相正序電 流、三相負(fù)序電流和三相零序電流。 當(dāng)不同相序電流流過(guò)變壓器三相繞組時(shí)， 變壓器內(nèi)部磁場(chǎng)分布情況不同，對(duì)應(yīng)的阻抗也 不同，它們的等值電路也不同。,一、正序阻抗、負(fù)序阻抗及其等值電路,正序電流流經(jīng)變壓器繞組時(shí)，呈現(xiàn)的阻抗稱為正序阻抗。,負(fù)序電流流經(jīng)變壓器繞組時(shí)，呈現(xiàn)的阻抗稱為負(fù)序阻抗。,變壓器是靜止設(shè)備，產(chǎn)生的磁場(chǎng)及內(nèi)部電磁過(guò)

3、程與電流的相序無(wú)關(guān)。,二、零序阻抗及其等值電路,零序電流流經(jīng)變壓器繞組時(shí)，呈現(xiàn)的阻抗稱為零序阻抗。,零序電流三相同大小、同相位，它的流通情況與繞組的連接方式有關(guān)，而零序磁通大小又受磁路結(jié)構(gòu)的影響，相應(yīng)的零序勵(lì)磁阻抗Zm0是不同的。,零序阻抗Z0 的大小既與繞組的連接方式有關(guān)，又與磁路結(jié)構(gòu)有 關(guān)，對(duì)應(yīng)的零序等值電路應(yīng)為T型等值電路。,1、繞組連接方式的影響 繞組的連接方式?jīng)Q定了零序電流的流通情況,Y連接：零序電流不能流通。因此在零序等值電路中Y接法一側(cè)的電路應(yīng)是斷開的。,YN連接：零序電流能沿中線流通。因此零序等值電路的YN一側(cè)應(yīng)為通路。,d連接：零序電流在三角形內(nèi)部流通，零序電動(dòng)勢(shì)與零序電流產(chǎn)

4、生的壓降相平衡，因此在零序等值電路的d連接一側(cè)，相當(dāng)于內(nèi)部短路，但從外部看進(jìn)去，應(yīng)是開路。,2、磁路結(jié)構(gòu)的影響,1）三相組式變壓器：各相磁路獨(dú)立，三相同相位的零序磁通，可沿各自的鐵心閉合，因此零序勵(lì)磁阻抗與對(duì)稱運(yùn)行時(shí)一樣，即,2）三相心式變壓器：各相磁路互相關(guān)聯(lián)，三相零序磁通不能沿鐵心形成閉合回路，只能像三次諧波磁通一樣，沿油及油箱壁閉合，磁阻大，所以零序磁通減小，對(duì)應(yīng)零序勵(lì)磁阻抗Zm0很小，即,3、零序阻抗的測(cè)定,測(cè)量Y,yn接法三相變壓器 的方法：把二次側(cè)三個(gè)繞組首尾串聯(lián)接到單相電源上，以模擬零序電流和零序磁通的流通情況，一次側(cè)開路。,則從二次側(cè)看的零序阻抗為:,第三節(jié) 三相變壓器Y,yn

5、連接時(shí)的單相運(yùn)行,一、一二次側(cè)電流,1）二次側(cè)三相電流不對(duì)稱：,應(yīng)用對(duì)稱分量法求出二次側(cè)U相中的三個(gè)對(duì)稱電流分量為：,V、W二相中的各序電流分量為：,2）忽略勵(lì)磁電流，一次側(cè)Y連接，相電流中只有正序分量和負(fù)序分量，無(wú)零序分量。有：,結(jié)論：二次側(cè)三相電流不對(duì)稱，導(dǎo)致一次側(cè)三相電流也不對(duì)稱。,二、單相負(fù)載電流的計(jì)算,利用各相序的等值電路，可得：,忽略繞組的漏阻抗，可得：,Y,yn連接的變壓器單相負(fù)載電流的大小與零序勵(lì)磁阻抗Zm0的大小有關(guān)!,1、三相組式變壓器：Zm0 Zm， 即使負(fù)載阻抗ZL=0（單相 短路），短路電流僅為勵(lì)磁電流的3倍：,由此可見，該種變壓器帶單相負(fù)載時(shí)，不能向負(fù)載提供所需的電

6、流和功率，即沒有帶單相負(fù)載的能力。,2、三相心式變壓器： Zm0 很小，負(fù)載電流的大小主要由負(fù)載阻抗ZL 的大小來(lái)決定，所以該種結(jié)構(gòu)的變壓器，可以帶單相負(fù)載運(yùn)行。,三、中點(diǎn)移動(dòng)現(xiàn)象,副方電流不對(duì)稱，推導(dǎo)出原方電流不對(duì)稱。那么副方和原方的三相電壓對(duì)稱嗎？,二次側(cè)有正序、負(fù)序和零序電流，一次側(cè)僅有正序和負(fù)序電流。零序電動(dòng)勢(shì)的存在使變壓器一、二次側(cè)的相電壓都不對(duì)稱，使帶負(fù)載這一相的相電壓低，其他兩相的相電壓高，發(fā)生了中點(diǎn)移動(dòng)現(xiàn)象。,1、中點(diǎn)移動(dòng)： Y, yn三相變壓器單相負(fù)載時(shí)，相電壓不對(duì)稱線電壓（外加電源電壓）仍三相對(duì)稱，在相量圖中表現(xiàn)為相電壓中點(diǎn)o 偏離了線電壓三角形的幾何中點(diǎn)o，這種現(xiàn)象稱為“中點(diǎn)移動(dòng)”。,2、中點(diǎn)移動(dòng)值為零序電動(dòng)勢(shì)E0 的大小，而零序電動(dòng)勢(shì)取決于零序電流和磁路結(jié)構(gòu)。,1）三相組式變壓器： Zm0 很大，即使很小的零序電流也會(huì)產(chǎn)生很大的零序電動(dòng)勢(shì)E0 ，中點(diǎn)移動(dòng)大，相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱。在極端情況下如發(fā)生一相短路，則該相電壓為零，另兩相電壓升為原來(lái)的1.732倍，產(chǎn)生的過(guò)電壓會(huì)損壞變壓