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第六章变压器的过渡过程,当变压器突然改变负载、空载合闸到电源、二次绕组突发短路或受到过电压冲击等,变压器各电磁量就要发生骤烈的变化,其持续过程称为过渡过程。,分析变压器的过渡过程,主要是由于此过程会出现过电压或过电流,在极短的时间内也会对变压器造成破坏。,第一节概述,第二节过电流现象,一、变压器空载合闸到电源,变压器副边开路空载,原边合闸接到电源称为空载合闸,设稳态空载运行时不考虑铁心饱和问题,当时间t=0时空载合闸,则电源电压为:,合闸时电压的初相角,瞬变过程中励磁电流与电感的关系:,合闸后微分方程式为:,解常系数非齐次微分方程得:,磁通与电源电压的相位差,设合闸时(t=0),铁心中没有剩磁():,1.当电源电压初相位角时合闸:,合闸后就进入稳定状态,不发生瞬整过程,2.当电源电压初相位角时合闸:,自由分量是直流指数衰减量,时最大,当时,稳整分量与暂整分量相加可达,当已知变压器空载接通电源其磁通随时间变化关系后,可根据磁化特性曲线找出相应的励磁电流。,变压器正常运行时,磁路设计得已经有点饱和,若在最不利的空载接通电源,磁通可能超过两倍的,铁心非常饱和,励磁电流很大,可达额定电流的3-5倍。,在变压器空载接通电源的过程中,随着自由分量磁通的衰减,励磁电流也要衰减,衰减的时间常数为:,结论:,空载合闸电流对变压器本身没有多大危害,但若衰减较慢时,可能引起过电流保护装置动作而跳闸。为了避免这种情况,在变压器原边串一个附加电阻,这样可减少冲击量,也可使冲击迅速衰减,合闸完毕,再将该电阻切除。,由于三相变压器三相互差1200,相位总会在合闸时有一相初相位接近于零,总会有一相电流较大。,二、突然短路,变压器稳态短路电流已经是额定电流的十几倍到二十几倍左右,突然短路电流比稳态电流还要大,同时产生的冲击电流会使机械力增大。,三相变压器故障短路各种各样:一相接地、两相短路、两相接地、三相短路等。,为了简单,此图仅分析单相变压器突然短路的情况。,当变压器一次绕组接额定电压,二次绕组发生突然短路,原“T”形等效电路可简化为“一”形等效电路。,由于使磁路不饱和,电感可为常数,所以可用一次电流表示微分方程:,虽然突然短路前可能已带上负载,但负载电流比起短路电流很小,可忽略不计。,设时,,根据t=0时的电流,可知,大型变压器,其中:,180,360,当时突然短路:,分析出现
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