三相变压器的不对称运行.ppt

第五章 三相变压器的不对称运行,三相变压器运行时，三相负载不平衡变压器二次侧带了单相负载（如单相电炉或电焊机）单相断电检修，另两相继续供电 不对称短路等都会引起变压器不对称运行。当三相负载电流不对称时，变压器内部阻抗压降也不对称，造成二次侧三相电压不对称。 本章先介绍分析不对称运行的基本方法对称分量法；分析各相序阻抗的物理概念；然后分析三相变压器Y,yn连接带单相负载的运行情况。,第一节 对称分量法,定义：对称分量法是把实际不对称的三相系统，分解成正序、负序和零序三组对称的三相系统。,已知对称的三相正序系统、负序系统、零序系统，表示不对称三相系统。,若引入复数算子，那么每一个对称三相系统。只需有一相为 独立变量，另外两相则也可以表示出来。,代入,已知不对称的三相系统，来表示对称的三相正序、负序和零序系统。,以上的分析均以电压为例，但同样适用于其他物理量。,第二节 各相序阻抗和等值电路,变压器中流过三相不对称电流，采用对称 分量法，把三相不对称电流分解成三相正序电 流、三相负序电流和三相零序电流。 当不同相序电流流过变压器三相绕组时， 变压器内部磁场分布情况不同，对应的阻抗也 不同，它们的等值电路也不同。,一、正序阻抗、负序阻抗及其等值电路,正序电流流经变压器绕组时，呈现的阻抗称为正序阻抗。,负序电流流经变压器绕组时，呈现的阻抗称为负序阻抗。,变压器是静止设备，产生的磁场及内部电磁过程与电流的相序无关。,二、零序阻抗及其等值电路,零序电流流经变压器绕组时，呈现的阻抗称为零序阻抗。,零序电流三相同大小、同相位，它的流通情况与绕组的连接方式有关，而零序磁通大小又受磁路结构的影响，相应的零序励磁阻抗Zm0是不同的。,零序阻抗Z0 的大小既与绕组的连接方式有关，又与磁路结构有 关，对应的零序等值电路应为T型等值电路。,1、绕组连接方式的影响 绕组的连接方式决定了零序电流的流通情况,Y连接：零序电流不能流通。因此在零序等值电路中Y接法一侧的电路应是断开的。,YN连接：零序电流能沿中线流通。因此零序等值电路的YN一侧应为通路。,d连接：零序电流在三角形内部流通，零序电动势与零序电流产生的压降相平衡，因此在零序等值电路的d连接一侧，相当于内部短路，但从外部看进去，应是开路。,2、磁路结构的影响,1）三相组式变压器：各相磁路独立，三相同相位的零序磁通，可沿各自的铁心闭合，因此零序励磁阻抗与对称运行时一样，即,2）三相心式变压器：各相磁路互相关联，三相零序磁通不能沿铁心形成闭合回路，只能像三次谐波磁通一样，沿油及油箱壁闭合，磁阻大，所以零序磁通减小，对应零序励磁阻抗Zm0很小，即,3、零序阻抗的测定,测量Y,yn接法三相变压器 的方法：把二次侧三个绕组首尾串联接到单相电源上，以模拟零序电流和零序磁通的流通情况，一次侧开路。,则从二次侧看的零序阻抗为:,第三节 三相变压器Y,yn连接时的单相运行,一、一二次侧电流,1）二次侧三相电流不对称：,应用对称分量法求出二次侧U相中的三个对称电流分量为：,V、W二相中的各序电流分量为：,2）忽略励磁电流，一次侧Y连接，相电流中只有正序分量和负序分量，无零序分量。有：,结论：二次侧三相电流不对称，导致一次侧三相电流也不对称。,二、单相负载电流的计算,利用各相序的等值电路，可得：,忽略绕组的漏阻抗，可得：,Y,yn连接的变压器单相负载电流的大小与零序励磁阻抗Zm0的大小有关!,1、三相组式变压器：Zm0 Zm， 即使负载阻抗ZL=0（单相 短路），短路电流仅为励磁电流的3倍：,由此可见，该种变压器带单相负载时，不能向负载提供所需的电流和功率，即没有带单相负载的能力。,2、三相心式变压器： Zm0 很小，负载电流的大小主要由负载阻抗ZL 的大小来决定，所以该种结构的变压器，可以带单相负载运行。,三、中点移动现象,副方电流不对称，推导出原方电流不对称。那么副方和原方的三相电压对称吗？,二次侧有正序、负序和零序电流，一次侧仅有正序和负序电流。零序电动势的存在使变压器一、二次侧的相电压都不对称，使带负载这一相的相电压低，其他两相的相电压高，发生了中点移动现象。,1、中点移动： Y, yn三相变压器单相负载时，相电压不对称线电压（外加电源电压）仍三相对称，在相量图中表现为相电压中点o 偏离了线电压三角形的几何中点o，这种现象称为“中点移动”。,2、中点移动值为零序电动势E0 的大小，而零序电动势取决于零序电流和磁路结构。,1）三相组式变压器： Zm0 很大，即使很小的零序电流也会产生很大的零序电动势E0 ，中点移动大，相电压严重不对称。在极端情况下如发生一相短路，则该相电压为零，另两相电压升为原来的1.732倍，产生的过电压会损坏变压