第5章 三相变压器的不对称运行,5.1 对称重量法,5,.2,三相变压器的各序等效电路及参数,5,.3,Y,yn三相变压器带单相负载运行,内容,要求,把握对称重量法的含义、不对称量与对称重量的变换关系。,把握各序等效电路及各序阻抗的特点。,把握联结方式及磁路构造对零序阻抗的影响。,把握Y,yn联结的三相变压器带单相负载运行时的特点。,把握中点位移产生的缘由及其对变压器相电压的影响。,5.1 对称重量法,一、什么是对称重量法,一组不对称的三相系统,分解,合成,三组对称的,三相系统,对称重量,正序系统,负序系统,零序系统,分析不对称运行的主要方法,若相量乘以,a,，则该相量逆时针旋转 ；,乘以,则旋转 。,设旋转因子,则,以电流为例说明:,正序电流,：三相电流大小相等，相位按正相序U,-,V,-,W依次滞后,负序电流,：三相电流大小相等，相位按负相序U,-,W,-,V依次滞后,零序电流：三相电流大小相等，相位一样。,二、对称重量的特点,三、对称重量与不对称量之间的变换关系,因此，若已知U相对称分量,则V相、W相的对称分量为,合成变换式,分解变换式,用矩阵表示：,1用分解变换式把不对称的三相系统分解为三组对称的三相系统；,2对三组对称的三相系统分别进展求解；,3用合成变换式把计算结果迭加起来，就得到不对称系统的数值。,由于对称重量法中用到迭加原理，所以它仅适用于线性系统。,应用对称重量法分析不对称运行步骤：,四、对称重量的应用,5.2 三相变压器的各序等效电路及参数,一、正、负序等效电路及参数,正序系统和负序系统都是三相对称系统，,正、负序等效电路与对称运行时变压器的等效电路一样。,正、负序阻抗就是变压器的短路阻抗，即,。,正序电路 负序电路,正、负序简化等效电路,二、零序等效电路及参数,三相零序电流大小相等、相位一样，其流通状况与三相绕组连接方式有关。,三相零序磁通大小相等、相位一样，其流通状况与三相磁路构造有关。,绕组连接方式,磁路结构形式,零序等效电路形式,零序阻抗大小,影响,1绕组连接方式对零序阻抗的影响,Y,联结：三相零序电流不能流通，零序电路中,Y,联结一侧相当于开路：,YN联结：三相零序电流能流通，零序电路中YN联结一侧应为通路。,D联结：三相零序电流能在D绕组内流通，但从外电路来看，零序电流不能流通。,在零序电路中，D联结一侧变压器内部短接，从外部看进去应是开路。,YN,y 联结时的零序等效电路,Y,yn联结时的零序等效电路,YN,d 联结时的零序等效电路,Y,d 联结时的零序等效电路,2.磁路构造对零序励磁电抗的影响,三相零序磁通沿各自主磁路（铁心）闭合，因此零序励磁阻抗,与正序励磁阻抗相同，即,组式变压器:,三相磁路为“Y形”结构，三相零序磁通不能沿主磁路（铁心）闭合，只能沿变压器油、油箱壁等漏磁路闭合，其磁阻比较大，因而零序励磁阻抗比较小。,心式变压器：,一般心式电力变压器,3零序阻抗的测定,Y,d联结时,YN,d联结时,无需另行测定。,Y,yn,联结时,的测定方法如下：,Y,yn联结时零序阻抗测量,YN,y 联结时，将二次侧开路，一次侧三相绕组首尾串联后接到单相电源上，,便可测得从一次侧看的零序阻抗。,一次侧开路，二次侧三相绕组首尾串联接单相电源，相当于通入零序电流。,从二次侧看的零序阻抗为,5.3,Y,yn,三相变压器带单相负载运行,一次加三相对称电压,二次 u 相接单相负载,接线图:,正序电路 负序电路 零序电路,一次,只有正序电压，没有负序和零序电压，故负序和零序一次侧短路。,一次侧无零序电流，二次侧有零序电流。二次零序电流起励磁作用产生零序磁通，在绕组中感应出零序电动势 ，,造成一次绕组上出现零序端电压 。,等效电路说明：,各序等效电路：,一、,二次侧电流,1二次电流对称重量,2二次单相负载电流,依据各序电路,写出各序电压方程,三式相加：,正序电路 负序电路 零序电路,可求出单相负载电流：,说明，单相负载电流大小与零序励磁阻抗大小有关，现分两种状况说明。,（1）组式变压器:,即最大负载电流（短路电流）也只有正常励磁电流的三倍，就是说Y,yn联结,的组式变压器没有带单相负载能力，故组式变压器不采用Y,yn联结。,（2）心式变压器:,即Y,yn联结的心式变压器可以带单相负载运行，但中线电流不得超过25%,I,N,。,二、,一次侧电流,1一次电流对称重量,正序电路 负序电路 零序电路,前面已推得,故,2一次侧各相电流,由,得,可见，由于二次侧电流不对称，造成一次侧各相电流也不对称。,当无视数值较小的漏阻抗时，,一、二次U相电压对称重量：,三、,一次、二次相电压,上式同样适用于V、W两相。将以上三式中相加，同时考虑V、W两相，可得一、二次侧各相电压为,正序电路 负序电路 零序电路,因为,所以,相量图做法：,1.作一次侧三相电源正序电压相量,2.由,滞后,一个,角,知,3.画,与,同相，,滞后,即：一、二次侧的相电压不对称。,4.由上式画出一、二次三相不对称电压：,四、中点位移现象,对于心式变压器：,很小，,很小，中点位移小，可以带单相负载。,对于组式变压器：,很大，,很大，中点位移大，不能采用Y,yn联结。,中点位移产生的原因：,零序电流 零序磁通 零序电动势。,中点位移造成的后果：,带负载相的端电压降低，其它两相端电压升高。,结论：尽管一次侧外加线电压是对称的，但由于二次电流不对称，,造成了一次电流不对称，一次、二次相电压也不对称。,本章完毕,