電機學交流繞組

1、電機學交流繞組1第1頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五第一節(jié) 三相變壓器的不對稱運行 主要內(nèi)容：了解不對稱運行的分析方法之一：對稱分量法；熟悉變壓器的各序阻抗：零序阻抗受那些因素影響2第2頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五三相變壓器運行時，總是盡可能使負載對稱，可提高變壓器的運行效率。但實際運行過程中，負載不一定對稱，如變壓器供電給單相電爐或電焊機等單相負載，照明負載也很難對稱，如果系統(tǒng)發(fā)生故障（如單相接地短路等）更會造成嚴重不對稱。一般來說，三相電源對稱，如果負載不對稱，變壓器三相電流不對稱，內(nèi)部阻抗壓降也不對稱，導致二次側(cè)電壓不對稱。電力變壓器中

2、，內(nèi)部阻抗壓降小，負載電流不對稱對二次電壓不對稱程度影響不是很大，但Yyn聯(lián)結(jié)方式的變壓器，負載不對稱時，將引起相電壓的顯著不對稱，導致變壓器無法正常工作。3第3頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五一.對稱分量法 所謂對稱分量法是把一組不對稱的三相電壓（或電流）分解為三組對稱的正序、負序、零序電壓（或電流），先按各序?qū)ΨQ的三相系統(tǒng)單獨作用的情況分別計算，再把結(jié)果疊加就得到原來那組不對稱三相電壓（或電流）。 大小相等，相位互差1200，若有一條不滿足,即稱為不對稱.4第4頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五一.對稱分量法 則：對稱分量法5第5頁，共26頁，

3、2022年，5月20日，5點31分，星期五 令滿足大小相等,相位互差滿足大小相等,相位互差滿足大小相等,相位相同6第6頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五引入算子:7第7頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五圖51 不對稱分量法的分解與合成一.對稱分量法 8第8頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五結(jié)論：已知三相不對稱分量，可求出其各對稱分量。反過來，如果已知對稱分量也求出三相不對稱分量。 注意：對稱分量法實質(zhì)上是一種數(shù)學上的線性變換，只適用于線性系統(tǒng)。 一.對稱分量法 9第9頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五 不同

4、相序的電流流過變壓器三相繞組時所遇到的阻抗會因為變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式和磁路系統(tǒng)不同而有所不同，下面對變壓器的正序、負序、零序等效電路和各序阻抗分別進行討論。二.三相變壓器各相序的等效電路和相序阻抗1.正序、負序阻抗和正序、負序等效電路10第10頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五若原邊加 ,分解之后解解解(1)當 加于變壓器上,得到的等效電路與第二章中完全一樣。(2) 加于變壓器上,與上相比,僅是相序不同,但是磁路與電磁現(xiàn)象完全一樣，故等效電路與正序完全相同11第11頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五零序電流：與三次諧波比較 零序電流同相位、同大小。零序

5、電流經(jīng)三相變壓器時所遇到的阻抗，稱為零序阻抗。由于三相零序電流大小相等、相位相同，流入三相變壓器時所產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象與正序及負序不同，它與磁路系統(tǒng)和繞組聯(lián)結(jié)方式有關，必須綜合考慮。2.零序等效電路12第12頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五(1)磁路系統(tǒng)對零序阻抗的影響A、零序電壓加于三相變壓器組上，等效電路與正序完全相同零序主磁通與正序主磁通路徑完全相同,故13第13頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五B、對于三相心式變壓器，零序無法在其中流通,只有經(jīng)油,油箱壁及部分鐵心閉合，磁阻大,故14第14頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五

6、 三相繞組的不同聯(lián)結(jié)方式直接對零序電流的流通情況產(chǎn)生影響，所以對零序等效電路的討論必須考慮繞組的聯(lián)結(jié)方式。 三相繞組為Y聯(lián)結(jié)時，三相零序電流同相位，在Y聯(lián)結(jié)的繞組中無通路，零序等效電路中的Y聯(lián)結(jié)一端應為開路。 如果是YN聯(lián)結(jié)，則零序電流可以通過中線與電源（或負載）構(gòu)成回路，所以零序等效電路中YN聯(lián)結(jié)的一端應為通路。 如果繞組為三角形（D）聯(lián)結(jié)，三相零序電流可以在三角形內(nèi)部流通，構(gòu)成內(nèi)部環(huán)流，但從外部看，零序電流既不流入也不流出，所以在零序等效電路中D聯(lián)結(jié)的一端相當于變壓器內(nèi)部短接，從外部看，則應為開路。（3）不同聯(lián)接組的等效電路15第15頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五

7、不同聯(lián)結(jié)方式下的零序等效電路 圖55 YNy聯(lián)結(jié)時的零序等效電路 16第16頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五 圖56 YNd聯(lián)結(jié)時的零序等效電路 （2）零序阻抗和等效電路17第17頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五 圖57 Yd聯(lián)結(jié)時的零序等效電路圖58 Yy聯(lián)結(jié)時的零序等效電路 18第18頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五（4）零序激磁阻抗的求取將變壓器的一邊開路，另一邊按順序連續(xù)串連后加單相電源，滿足三繞組中大小相等、相位相同。測U、I及PA B CX Y Za b cx y zVAW另一邊開路, 19第19頁，共26頁，

8、2022年，5月20日，5點31分，星期五三、相變壓器帶單相負載(不對稱分量法的使用， Y/Y0不能帶單相負載的原因)以Y/Y0帶單相負載為例。ABCabcZLIUa如圖，電源對稱，副邊a相帶單相負載，b、c開路。變壓器參數(shù)已知，求負載電流 ，原邊電流及原付各相電壓。（以a相為基準，且付邊已折到原邊）20第20頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五解：(1)列寫邊界條件：A、原邊電流Zk(2)對稱分量法分解：(3)各分量計算21第21頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五無零序電流Zk22第22頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五B、等效

9、電路。（畫A相）外加電源對稱: 但負序電流可以在原邊流通,故而原邊短路又 將上式三圖串聯(lián)等效電路用3 ZL代替ZLZkZkZm0Z13ZL23第23頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五由上圖得:上三式相加24第24頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五忽略Zk由上式可見,三相變壓器組即使也不會很大不能單相帶負載若三相心式變壓器單相負載25第25頁，共26頁，2022年，5月20日，5點31分，星期五 當變壓器二次側(cè)發(fā)生單相短路時，短路電流也只有勵磁電流的3倍。所以，Yyn聯(lián)結(jié)的組式變壓器帶單相負載時，不能向負載提供所需的電流和功率，即沒有帶單相負載的能力。 Yyn聯(lián)結(jié)的心式變壓器，因為零序磁通不能在相關聯(lián)的鐵心構(gòu)成的主磁路