TsmcGap4三相变压器的不对称运行及瞬变过程.ppt
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1、广东工业大学电力工程系 刘艺,第四章 变压器的不对称运行 及瞬态过程,主要讨论不对称运行及其分析瞬态过程(只要了解其概念)第一节 三相变压器不对称运行第二节 三相变压器的各序阻抗及其等效电路第三节 三相变压器Y,yn连接单相运行第四节 次级侧突然短路时的瞬态过程第五节 变压器空载合闸时的瞬态过程,广东工业大学电力工程系 刘艺,第一节 三相变压器不对称运行,不对称各相电流(或电压,电势)大小有可能不同,相位也不依次差120对称分量法对称分量法各序等效电路,叠加原理三相中点浮动问题三相,广东工业大学电力工程系 刘艺,基本概念,不对称运行状态的主要原因:外施电压不对称、三相电流也不对称。各相负载阻抗
2、不对称。当初级外施电压对称,三相电流不对称。不对称的三相电流流经变压器,导致各相阻抗压降不相等,从而次级电压也不对称。外施电压和负载阻抗均不对称。,广东工业大学电力工程系 刘艺,着重分析,不对称运行的分析方法。正序阻抗、负序阻抗及零序阻抗的物理概念及测量方法。危害性三相变压器在Yyn连接时相电压中点浮动的原因及其危害。,广东工业大学电力工程系 刘艺,1、对称的三相系统:三相中的电压 对称,只有一个独立变量(即三个相量的大小相等,有固定的相位关系)。如三相相序为a、b、c,由 得出其余两相电压:(41)复数算子ej120e-j240=cos120+j sin120 2ej240e-j1203ej
3、360ej01,广东工业大学电力工程系 刘艺,2、三相不对称系统:三相中的电压互不相关 大小不一定相等,相位关系不固定。为三个独立变量,广东工业大学电力工程系 刘艺,3、对称分量法,把不对称的三相系统分解为三个独立的对称系统,即正序系统、负序系统和零序系统。,广东工业大学电力工程系 刘艺,例:,为不对称三相电压下标“+”、“-”、“0”分别表示正序、负序和零序。,广东工业大学电力工程系 刘艺,广东工业大学电力工程系 刘艺,(1)正序电压 组成正序系统,约束条件性质:每相大小相等,彼此相位差120,相序为a-b-c。,广东工业大学电力工程系 刘艺,(2)各相负序电压 组成负序系统,约束条件性质:
4、每相大小相等,彼此相位差120,相序为a-c-b。,逆时针,广东工业大学电力工程系 刘艺,(3)各相零序电压 组成零序系统,约束条件性质:每相大小相等且同相位。,A0B0C0,广东工业大学电力工程系 刘艺,广东工业大学电力工程系 刘艺,例 题,设有一不对称三相电压将其分解为对称分量。,显然,各相大小不等,相位差也不相同,为不对称电压。表示为复数形式:,分解为对称分量:,广东工业大学电力工程系 刘艺,(1)正序、负序和零序系统都是对称系统。当求得各个对称分量后,再把各相的三个分量叠加便得到不对称运行情形。(2)不同相序具有不同阻抗参数,电流流经电机和变压器具有不同物理性质。(3)对称分量法根据叠
5、加原理,只适用于线性参数的电路中。,结论,广东工业大学电力工程系 刘艺,第二节 三相变压器的各序阻抗及其等效电路一、正序阻抗Z+和正序等效电路,正序电流所遇到的阻抗,广东工业大学电力工程系 刘艺,二、负序阻抗Z-负序等效电路,负序电流所遇到的阻抗,具有与正序一样的性质,广东工业大学电力工程系 刘艺,三、零序阻抗Z0零序等效电路,零序电流所遇到的阻抗1.零序电流在变压器绕组中的流通情况2.零序等效电路3.零序磁通在变压器铁芯中流通路径4.零序激磁阻抗测量方法,广东工业大学电力工程系 刘艺,1.零序电流在变压器绕组中的流通,零序电流能否流通与三相绕组的连接方式有关。Y接法中无法流通YN接法可以流通
6、D接法线电流不能流通零序电流,但其闭合回路能为零序电流提供通路,如果另一方有零序电流,通过感应也会在D接法绕组中产生零序电流。Yy;Yd;Dy;Dd无零序电流YNd和Dyn接法如YN、yn中有零序电流,d、D中也感应零序电流。YNy和Yyn接法当YN、yn中有零序电流,y、Y中也不会有零序电流。,广东工业大学电力工程系 刘艺,2.零序等效电路,(1)首先分析零序电流的来源;(2)确定初、次级侧相、线中的零序电流情况;(3)零序电流的等效电路;(4)对运行的影响。,广东工业大学电力工程系 刘艺,(1)YNd接法的零序等效电路,初级、次级侧均能流通零序电流,但是不能流向次级侧负载电路,d连接是闭合
7、绕组,等效电路的次级侧为短路,YNd接法的零序阻抗是一很小的阻抗。即使电源有较小的UA0,会引起较大的零序电流,导致变压器过热。应有保护措施监视中线电流。,广东工业大学电力工程系 刘艺,零序电流由于次级侧有中线电流引起的,不流入电源零序阻抗不大,如中线电流不大,不会造成相电压严重不对称D,yn连接的变压器具有较好的负担单相负载能力。,(2)Dyn接法的零序等效电路,广东工业大学电力工程系 刘艺,零序电流由电源零序电压产生,(3)YNy接法零序等效电路,次级侧无零序电流,感应有零序电势,表现为较大零序阻抗,对运行的影响零序电流小,不会引起过热会引起次级侧相电压不对称次级侧线电压不受零序影响,常在
8、高压输电线路中采用。,等效电路,广东工业大学电力工程系 刘艺,(4)Yyn接法的零序等效电路零序电流由次级侧有中线电流引起。初级侧无零序电流,但感应零序(相)电势,有较大零序阻抗。如果Z0较大,较小的中线电流会造成相电压较大的不对称。其不对称的程度还与变压器的磁路有关。,图4-5,广东工业大学电力工程系 刘艺,3.零序磁通在铁芯中流通路径,由于三相的零序电流在时间上同相位,所产生的三相零序磁通及其感应的三相零序电势各相均同相位。零序磁通及其感应电势的大小与磁路系统有关。,广东工业大学电力工程系 刘艺,(1)三相磁路独立,零序磁通路径与正序、负序磁路相同,磁阻较小,励磁阻抗较大。,Zm0=Zm=
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