变压器的瞬态过程新课件

1、第一篇变压器第一章 变压器的基本工作原理和结构 第二章 变压器的运行分析 第三章 三相变压器 第四章 三绕组变压器、自耦变压器和互感器第五章 变压器并联运行 第六章 变压器的瞬态过程 变压器的瞬态过程： 变压器的运行情况遭到较大的扰动时(合闸、负载突然变化、副边突然短路、遭受雷击)，变压器从一种稳定运行状态过渡到另一种稳定运行状态的过程。 研究变压器瞬态过程的必要性： 瞬态过程中电场和磁场的能量发生较大的变化，可能出现过电压和过电流现象，使变压器遭到破坏，对这些问题应进行分析研究，找出它的变化规律，对变压器的设计、制造、保护和运行都是十分必要的。 设电网电压随时间按正弦规律变化，合闸时变压器原

2、边回路的电动势方程式： 110 112sin()tduUti rNdt 铁心饱和导致上述微分方程的非线性，作线性化处理，以运行点的饱和程度作为整个瞬态过程的饱和程度。10tavNiL式中：Lav是对应于运行点原绕组的平均电感。 方程改写为：11112sin()ttavdrNNUtdtL 解由两部分组成： 11122112sin()sin()()avavrrttLLtmavUtCetCerNL 为磁通稳态分量的幅值：m1112211112224.44()mavUUUNffNrNL为磁通与电源电压的相位差：11190()avavLtgrLrC为磁通自由分量的幅值，由合闸时的初始条件确定。 ：自由分

3、量：稳态分量式中：(t=0)=0：0)90sin(Cmtcos)90sin(mmCtLrmmtavet1cos)cos(1）=900时合闸：cos(90 )sintmmtt 2）=00时合闸：tLrmmtavet1cos自由分量衰减速度取决于时间常数 。1avLr1avLr激磁涌流：变压器在最不利的空载合闸情况下磁通可能超过2m ，铁心过饱和（B点），激磁电流超过稳态激磁电流i0值的80100倍，可达额定电流的46倍，称为激磁涌流。1）空载合闸电流对变压器本身没有多大的危害，但当它衰减较慢时，可能引起变压器本身过电流保护装置动作跳闸，以致变压器不能顺利投入电网，为了避免这种现象，需要设法使合闸

4、电流加速衰减。 可在变压器原边串联一个附加电阻，可以减少冲击量，并使冲击迅速衰减。合闸完毕后，再将该电阻切除。 2）在三相变压器中，由于三相电压彼此相差120度，因此合闸时总有一相电压初相角接近于零，故总有一相的合闸电流较大。 小结：小结：设：电网容量很大，短路电流不致引起电网电压下降。则突然短路时原边电路微分方程式： dtdiLritUukkkk)sin(211解得： 2sin()ktTkkkkkiiiItCe认为t=0时，ik =0，代入ik表达式可得： 上式表明：突然短路电流的大小与电压u1的初相角有关。 02sin(90 )kIC2cos()2cosktTkkkiItIe 2coskC

5、I1090kkkxtgr其中：1）当=90度时，发生突然短路：当 瞬间，短路电流达最大值： tIikksin22(cos) ktTkkiItetmax2(1)2kTkkykiIek I2）当=0度时发生突然短路：用标么值表示时： 即： 与 成反比，短路阻抗愈小，短路电流愈大。*max1max*12kkNkyyyNNkkNiIUikkkII ZZI*maxki*kZ06. 0*kZ302006. 01)8 . 12 . 1 (*maxki若： ，则：突然短路电流对变压器的影响：1）突然短路时最大短路电流可达额定电流的2030倍，绕组受到电磁力将为额定时的400900倍，它可能使变压器的绕组变形和绝缘损坏。2）变压器发生突然短路时，铜耗将达额定电流时的几百倍，绕组温度上升非常迅速。如果不设法在最短时间内排除故障或使断路器跳闸，则变压器有烧毁的可能。1）为了限制 ， 不宜太小；2）从减小变压器的电压调整率U来看， 又不宜过大。在设计变压器时，必须全面考虑 数值的选择。 *maxki*kZ*kZ*kZ本章小结本章小结 1）变压器的瞬态过电流现象包括两种情况：一种是变压器空载合闸，另一种是变压器发生突然短路。2）变压器空载投入电网时有可能产生激磁涌流，激磁涌流产生的原因主要是在变压器投入电网的瞬态过程中，铁心中磁通增加很多，使铁心过度饱和所致。 激磁涌流对变压