三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行

*第5章三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行［內(nèi)容］三相變壓器一次繞組外施電壓一般都是三相對(duì)稱電壓。三相變壓器出現(xiàn)不對(duì)稱運(yùn)行，主要是由三相負(fù)載不對(duì)稱引起的，例如三相照明負(fù)載不均衡、帶有較大的單相負(fù)載以及發(fā)生單相短路故障等。分析不對(duì)稱運(yùn)行的基本方法是對(duì)稱分量法。本章首先介紹對(duì)稱分量法，然后討論三相變壓器的各序等效電路及參數(shù)，最后對(duì)Y,yn聯(lián)結(jié)的三相變壓器接單相負(fù)載運(yùn)行進(jìn)行分析。［要求］?掌握對(duì)稱分量法的含義、三相不對(duì)稱量與三相對(duì)稱分量間的變換關(guān)系。?掌握三相變壓器的各序等效電路及各序阻抗的特點(diǎn)、聯(lián)結(jié)方式及磁路結(jié)構(gòu)對(duì)零序阻抗的影響。?掌握Y,yn聯(lián)結(jié)的三相變壓器帶單相負(fù)載運(yùn)行時(shí)的特點(diǎn)，中性點(diǎn)位移產(chǎn)生的原因及其對(duì)變壓器相電壓的影響。5.1對(duì)稱分量法所謂對(duì)稱分量法，就是把一組不對(duì)稱的三相系統(tǒng)分解成三組對(duì)稱的三相系統(tǒng)，這三組對(duì)稱的三相系統(tǒng)分別為正序、負(fù)序和零序系統(tǒng)，它們稱為不對(duì)稱三相系統(tǒng)的對(duì)稱分量。采用對(duì)稱分量法，可以把變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行看成是由正序、負(fù)序和零序三組對(duì)稱運(yùn)行的迭加。下面以電流為例，說(shuō)明正序、負(fù)序和零序?qū)ΨQ分量的特點(diǎn)以及對(duì)稱分量法的基本原理。正序電流：三相電流大小相等，相位按正相序U-V-W依次滯后120。，即V相電流滯后U相電流120。,W相電流滯后V相電流120。，其相量關(guān)系如圖5.1.1(a)所示。用公式表示為??、I=II=a21> (5.1.1)V+ U+I=alW+ U+丿試中，復(fù)數(shù)算子a—ej120=1Z120。，a2—ej240—1Z240。。相量乘以a后，該相量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120。；乘以a2后，該相量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)240。，1+a+a2—0。負(fù)序電流：三相電流大小相等，相位按負(fù)相序U-W-V依次滯后120。，即W相電流滯后U相電流120。,V相電流滯后W相電流120。，其相量關(guān)系如圖5.1.1(b)所示。用公式表示為5.1.2)TOC\o"1-5"\h\z.u- u-5.1.2)I=al>V- u-I=a21W- u-零序電流：三相電流大小相等，相位相同，其相量關(guān)系如圖5.1.1(c)所示。用公式表示為u0 V0 W0 0W+圖5.1.1對(duì)稱分量法(a)u0 V0 W0 0W+圖5.1.1對(duì)稱分量法(a)正序分量(b)負(fù)序分量(c)零序分量(d)對(duì)稱分量的合成如果把圖5.1.1中(a)、(b)、(c)這三組對(duì)稱電流迭加起來(lái)，便得到圖5.1.1(d)所表示的一組三相不對(duì)稱電流Iu1V、1w。它與對(duì)稱分量間的變換關(guān)系為三相不對(duì)稱電流Iu1V、1w。它與對(duì)稱分量間的變換關(guān)系為I=I+1+1U U+ U- U0 .I=I+1+1=a21V V+ V- V0 U+I=I+1+1=aIW W+ W-W0 U++aI+1 >U- U0+a21 +1U- U05.1.4)對(duì)上式求逆變換可得U相的對(duì)稱分量I=(I+aI+a21)U+ 3UV WI=—(I+a21+aI)>U- 3U VW?1???I=_(I+1+1)U03UVW5.1.5)因此，如果已知三相不對(duì)稱電流IU、IV、IW，根據(jù)式(5丄5)，就能求出U相的對(duì)稱分量I、I、I,然后根據(jù)式（5.1.1）、式（5.1.2）、式（5.1.3）,就能求出V相、W相U+U-U0的對(duì)稱分量。反之，如果已知U相的對(duì)稱分量I、I、I，根據(jù)式（5.1.4）,就能求出U+U-U0三相不對(duì)稱電流I、I、I。UVW綜上所述，一組不對(duì)稱三相系統(tǒng)，可以分解為三組（正序、負(fù)序、零序）對(duì)稱三相系統(tǒng)反之，三組（正序、負(fù)序、零序）對(duì)稱三相系統(tǒng)可以合成一組不對(duì)稱三相系統(tǒng)。這就是對(duì)稱分量法的核心內(nèi)容。應(yīng)用對(duì)稱分量法分析變壓器的不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，首先用變換關(guān)系式（5.1.5）把不對(duì)稱的三相系統(tǒng)分解為三組對(duì)稱系統(tǒng)；然后對(duì)三組對(duì)稱系統(tǒng)分別求解；最后用變換關(guān)系式（5.1.4）把計(jì)算結(jié)果迭加起來(lái)，就得到不對(duì)稱系統(tǒng)的數(shù)值。需要注意的是，對(duì)稱分量法中應(yīng)用到迭加原理，所以它僅適用于線性系統(tǒng)。5.2三相變壓器的各序等效電路及參數(shù)等效電路是分析變壓器性能的一個(gè)有效工具，要計(jì)算變壓器在各相序下的性能，首先必須了解變壓器在各相序下的等效電路及參數(shù)。一、正、負(fù)序等效電路及參數(shù)無(wú)論正序系統(tǒng)還是負(fù)序系統(tǒng)都是三相對(duì)稱系統(tǒng)，二者僅是相序不同，這對(duì)靜止的變壓器來(lái)說(shuō)，其電磁本質(zhì)是完全相同的，因此變壓器的正、負(fù)序等效電路就是第2章所介紹的變壓器等效電路。忽略勵(lì)磁電流時(shí)的正、負(fù)序簡(jiǎn)化等效電路如圖5.2.1所示，此時(shí)正、負(fù)序阻抗就是變壓器的短路阻抗，即z=Z=Z。+ -s（a）正序電路（a）正序電路（b）負(fù)序電路圖5.2.1正、負(fù)序簡(jiǎn)化等效電路二、零序等效電路及參數(shù)與正、負(fù)序不同，三相零序電流大小相等、相位相同，其流通情況與三相繞組的聯(lián)結(jié)方式有關(guān)。由三相零序電流產(chǎn)生的三相零序磁通也是大小相等、相位相同，它的流通情況與三相磁路結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此繞組聯(lián)結(jié)方式和磁路結(jié)構(gòu)對(duì)零序等效電路的形式及零序阻抗的大小有很大的影響。零序等效電路及零序阻抗要比正、負(fù)序時(shí)復(fù)雜得多。1．繞組聯(lián)結(jié)方式對(duì)零序阻抗的影響三相繞組的聯(lián)結(jié)方式不會(huì)影響漏阻抗的大小，但對(duì)零序電流的流通情況影響很大，因而對(duì)零序阻抗影響很大。對(duì)于Y聯(lián)結(jié)，三相同大小、同相位的零序電流不能流通，因此在零序等效電路中，Y聯(lián)結(jié)一側(cè)相當(dāng)于開路，即從該側(cè)看進(jìn)去的零序阻抗Z°二g。對(duì)于YN聯(lián)結(jié)，三相零序電流可沿中線流通，因此零序等效電路中YN聯(lián)結(jié)一側(cè)應(yīng)為通路。對(duì)于D聯(lián)結(jié)，三相零序電流可在D繞組內(nèi)流通，但從外電路來(lái)看，零序電流既不能流進(jìn)，也不能流出，因此在零序等效電路中，D聯(lián)結(jié)一側(cè)相當(dāng)于變壓器內(nèi)部短接，但從外部看進(jìn)去應(yīng)是開路。圖5.2.2~圖5.2.5所示分別是幾種典型聯(lián)結(jié)時(shí)的零序等效電路，由圖可見，它們的零序阻抗差別很大。(a)零序電流流通情況(b)零序等效電路(a)零序電流流通情況(b)零序等效電路圖5.2.2Y,yn聯(lián)結(jié)時(shí)的零序等效電路圖5.2.3YN,y聯(lián)結(jié)時(shí)的零序等效電路（a）零序電流流通情況 （b）零序等效電路圖5.2.4Y,d聯(lián)結(jié)時(shí)的零序等效電路2.磁路結(jié)構(gòu)對(duì)零序勵(lì)磁電抗的影響三相磁路結(jié)構(gòu)不同不會(huì)影響漏阻抗大小，但對(duì)零序勵(lì)磁阻抗影響很大。對(duì)于組式變壓器，三相磁路彼此獨(dú)立，三相零序磁通沿各自的主磁路（鐵心）閉合，因

此零序勵(lì)磁阻抗與正序勵(lì)磁阻抗相同，即Z=Z。m0 m對(duì)于心式變壓器，三相磁路為彼此相關(guān)的“Y形”結(jié)構(gòu)，三相同大小、同相位的零序磁通不能沿主磁路（鐵心）閉合，只能沿變壓器油、油箱壁等漏磁路閉合，其磁阻比較大，因而零序勵(lì)磁阻抗比較小。一般電力變壓器，Z*二0.3?1.0，平均值為0.6,而Z*二20以上，m0 mZ*二0.05~0.1，可見Z<<Z，Z的大小更接近于Z。s m0 mm0s3.零序阻抗的測(cè)定由圖5.2.4、圖5.2.5可知，Y,d聯(lián)結(jié)時(shí)Z，YN,d聯(lián)結(jié)時(shí)Z-Z，無(wú)需另行測(cè)定。00s下面對(duì)Y,yn和YN,y聯(lián)結(jié)時(shí)Z°的測(cè)定方法說(shuō)明如下。Y,yn聯(lián)結(jié)時(shí)Z°的測(cè)定方法是：將一次側(cè)開路，二次側(cè)三相繞組首尾串聯(lián)后接到單相電源上，這樣二次側(cè)三相電流大小相等、相位相同，相當(dāng)于通入了零序電流，如圖5.2.6所示。一次側(cè)三相繞組首尾串聯(lián)后接到單相電源上，便可測(cè)得從一次側(cè)看的零序阻抗。一次側(cè)三相繞組首尾串聯(lián)后接到單相電源上，便可測(cè)得從一次側(cè)看的零序阻抗。圖5.3.1Y圖5.3.1Y,yn聯(lián)結(jié)變壓器帶單相負(fù)載接線圖5.3Y,yn三相變壓器帶單相負(fù)載運(yùn)行本節(jié)應(yīng)用對(duì)稱分量法分析Y,yn聯(lián)結(jié)的三相變壓器帶單相負(fù)載運(yùn)行。其接線如圖5.3.1所示，一次側(cè)施加三相對(duì)稱電壓，二次側(cè)u相接單相負(fù)載Zl，其它兩相開路。由圖5.2.1和圖5.2.2可得Y,yn聯(lián)結(jié)時(shí)的正序、負(fù)序和零序等效電路，如圖5.3.2所示。為書寫簡(jiǎn)便，圖中省略了二次側(cè)折算量符號(hào)現(xiàn)對(duì)各序等效電路說(shuō)明如下：由于一次側(cè)施加三相對(duì)稱電壓，所以加在一次繞組上的電

源電壓只有正序電壓，沒(méi)有負(fù)序和零序電壓。由于Y,yn聯(lián)結(jié)，零序電流只能在二次側(cè)流通,所以零序等效電路中一次側(cè)沒(méi)有零序電流，二次側(cè)有零序電流。這樣，由于一次側(cè)沒(méi)有與二次側(cè)相平衡的零序磁動(dòng)勢(shì)，故二次側(cè)零序電流起勵(lì)磁電流作用，它所產(chǎn)生的零序磁通將在繞組中感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)Euo造成一次繞組上出現(xiàn)零序端電壓u組中感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)EuoUo uo.送4.送4■二Zg E一二￡呂㈤正序電路 ⑹負(fù)序電賂 C：c）零序電路團(tuán)53.2T.yr聯(lián)詰姿壓器帶單相負(fù)載時(shí)的各序等地電陥一、二次側(cè)電流1．二次側(cè)電流對(duì)稱分量由圖5.3.1可知，二次側(cè)三相不對(duì)稱電流為??、I=IuI=0\ （5.3.1）vI=0w根據(jù)對(duì)稱分量法變換式（5.1.5）,可把二次側(cè)不對(duì)稱電流分解為正序、負(fù)序和零序?qū)ΨQ分量。二次側(cè)u相對(duì)稱電流分量為I=—(I+aI+a21)=—ITOC\o"1-5"\h\zu+ 3u v w3? 1? ? ? 1 ?5.3.2)\o"CurrentDocument"I =—(I +a21 +aI )= — I卜5.3.2)u- 3u v w3? 1?? ? 1?I =—(I +1 +1 )=—IuO3uvw3可見，Y,yn聯(lián)結(jié)的變壓器帶單相負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)的正序、負(fù)序和零序?qū)ΨQ電流分量均為單相負(fù)載電流的1/3。2．二次側(cè)單相負(fù)載電流根據(jù)圖5.3.2所示各序等效電路，并考慮式（5.3.2）可寫出各序的電壓方程

-U=u+1z=U+iz

u+ U+ u+sU+ 3s--1--U =IZ=-IZu-u-s3s-U=I(Z+z)=-1(z+z)u0u02m03 2m0將上面三式相加，并考慮U二IZ，可以得到uL1-U=-（U+U+U）=U+_I（2Z+Z+Z）=-IZuu+u-u0 U+3s2m0L于是，可求出單相負(fù)載電流為i 3U2Z+Z+Z+3Zs2m0L由于Z<Z<<Z，當(dāng)忽略Z和Z時(shí)，則單相負(fù)載電流為5.3.3)5.3.4)5.3.5)5.3.6)2s m0 2s5.3.3)5.3.4)5.3.5)5.3.6)-Z+Z3m0L上式表明，單相負(fù)載電流大小與零序勵(lì)磁阻抗大小有關(guān)，現(xiàn)分兩種情況說(shuō)明。（1） 對(duì)于三相組式變壓器，由于Z=Z較大，即使發(fā)生單相短路（ZL=0），其短m0m L3U路電流也只有正常勵(lì)磁電流的三倍，即I=-U=-3I。所以Y,yn聯(lián)結(jié)的組式變壓器帶sZ 0m0單相負(fù)載時(shí)，不能向負(fù)載提供所需要的電流和功率，即沒(méi)有帶單相負(fù)載的能力，因此組式變壓器不采用Y,yn聯(lián)結(jié)。（2） 對(duì)于三相心式變壓器，由于Z沁Z很小，單相負(fù)載電流I主要取決于負(fù)載阻抗Zlm0 s L的大小，即Y,yn聯(lián)結(jié)的心式變壓器可以帶單相負(fù)載運(yùn)行，但變壓器運(yùn)行規(guī)程要求，其中線電流不得超過(guò)額定電流的25%。二、一次側(cè)電流1.一次側(cè)電流對(duì)稱分量根據(jù)圖5.3.2所示各序等效電路和式（5.3.2）,可寫出一次側(cè)U相電流對(duì)稱分量為

2．一次側(cè)各相電流=-1=--1U+u+ 3U-U0u-根據(jù)式（2．一次側(cè)各相電流=-1=--1U+u+ 3U-U0u-根據(jù)式（5.1.4）和式（5.3.7）可得一次側(cè)各相電流為2I=I+I+I=--IU U+ U- U03I=a21 +al+1 =——I(a2+a)=I\o"CurrentDocument"V U+ U- U03 311I=aI+a21 +1 =——I(a+a2)=I\o"CurrentDocument"W U+ U-U03 35.3.7)5.3.8)式中，a+a2=—1?？梢姡儔浩鲙蜗嘭?fù)載，即二次側(cè)三相電流不對(duì)稱時(shí)，一次側(cè)三相電流也不對(duì)稱，其中V、W兩相電流是U相電流的1/2。將式（5.3.5）代入式（5.3.8），可求得一次側(cè)三相不對(duì)稱電流為/ 2UU2Z+Z+Z+3Zs2m0L/ UV 2Z+Z+Z+3Zs2m0L\o"CurrentDocument"/ UW2Z+Z+Z+3Zs2m0L5.3.9)三、一、二次側(cè)相電壓根據(jù)圖5?3?2所示各序等效電路，當(dāng)忽略數(shù)值較小的Z2和Zs時(shí)，可得一、二次側(cè)U相電壓對(duì)稱分量U=UQ—UU+U+u+U=0q—UU—u—U=—Eq—UU0u0u05.3.10)上式同樣適用于V、W兩相。將以上三個(gè)方程式中的左、中、右側(cè)三個(gè)量分別相加，同時(shí)考慮V、W兩相，可得一、二次側(cè)各相電壓為U=—U=—E+Uu—UUu0U+uU=—E+Uu—U>Vv0V+vU=—E+Uu—UWw0W+ w5.3.11)式中，％、.、UW+是一次側(cè)外加三相對(duì)稱正序電壓；J、Evo、化。是二次側(cè)零序電流產(chǎn)生的零序磁通在三相繞組中感應(yīng)的零序電動(dòng)勢(shì)，它們大小相等，相位相同，即E=E=E=E=—IZ (5.3.12)u0v0w00 u0m0因此，在忽略一、二次繞組漏阻抗條件下，每相繞組的一、二次側(cè)電壓近似相等，都等于電源相電壓與零序電動(dòng)勢(shì)的相量和，即Uu—U=-e+U、.U .u .0.U+Uu—U=-E+U\ (5.3.13)V v 0V+Uu—U=—e+UW w 0 W+丿顯然，對(duì)稱的三相電壓相量U＞、U、U各自加上同一相量-E，將得到不對(duì)稱的U+ V+ W+ 0三相電壓U、U、U，如圖5.3.3所示?？梢?，零序電動(dòng)勢(shì)的出現(xiàn)，造成了一、二次側(cè)UVW三相電壓不對(duì)稱。圖5.3.3Y,yn圖5.3.3Y,yn聯(lián)結(jié)變壓器帶單相負(fù)載時(shí)的相量圖相量圖作法如下：作出一次側(cè)三相電源正序電壓相量U?、、，它們大小相等，相位互差120。；U+V+W+TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"? 3U? ? ?設(shè)ZL為感性負(fù)載，根據(jù)-1=一-一號(hào)_—，作-1相量滯后U一個(gè)9\o"CurrentDocument"L 2Z+Z+Z+3Z U+s2m0L角；\o"CurrentDocument"? 1? ?由—I=--1,可作出—I相量；u0 3 u0忽略鐵耗時(shí)零序勵(lì)磁電流與零序磁通同相位，可作出零序磁通相量-矗；0作—E相量滯后―矗90。；00最后由式(5.3.13)可作出一、二次側(cè)相電壓相量。圖中U=—U、U=—U、U u V vU=—U。Ww四、中性點(diǎn)位移現(xiàn)象Y,yn聯(lián)結(jié)的三相變壓器帶單相負(fù)載時(shí)，二次側(cè)有正序、負(fù)序和零序電流，一次側(cè)由于無(wú)中線，只有正序和負(fù)序分量電流。這樣，兩側(cè)正、負(fù)序電流分量所建立的磁動(dòng)勢(shì)恰好平衡，而二次零序電流分量建立的零序磁動(dòng)勢(shì)得不到平衡，就起勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的作用，它在鐵心中產(chǎn)生零序磁通，并在各相繞組上感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)。由圖5.3.3可見，雖然外加線電壓對(duì)稱，但由于在每相上疊加有零序電動(dòng)勢(shì)，因此造成了一、二次側(cè)相電壓不對(duì)稱。在相量圖中表現(xiàn)為相電壓中性點(diǎn)o'偏離了線電壓三角形的幾何中心點(diǎn)o，這種現(xiàn)象稱為中性點(diǎn)位移。中性點(diǎn)位移造成帶負(fù)載相的端電壓降低，其它兩相端電壓升高。中性點(diǎn)位移的程度取決于E大小，而E=—IZ，Z大小又與磁路結(jié)構(gòu)有關(guān)，000m0m0所以中性點(diǎn)位移的程度取決于零序電流大小和磁路結(jié)構(gòu)。對(duì)于三相心式變壓器，由于零序磁通遇到的磁阻較大，ZuZ較小，因此只要適當(dāng)限m0 s制中線電流，則E不致太大，中性點(diǎn)位移不嚴(yán)重，即一、二次側(cè)相電壓不對(duì)稱程度較輕。在0電力變壓器運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定，只要中線(零序)電流不超過(guò)額定電流的25％，就可認(rèn)為變壓器的相電壓基本對(duì)稱，變壓器尚可正常運(yùn)行。因此Y,yn聯(lián)結(jié)的三相心式變壓器可以帶一定的單相負(fù)載運(yùn)行。

對(duì)于三相組式變壓器由于零序磁通遇到的磁阻很小，Z二Z很大，很小的零序電流m0 m就會(huì)產(chǎn)生很大的E，造成較大的中性點(diǎn)位移，使一、二次側(cè)相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，即帶負(fù)載一0相的電壓下降很多，而不帶負(fù)載的兩相電壓升高很多，這將對(duì)繞組絕緣造成危害。在極端的情況下，如發(fā)生單相短路（ZL=0）,此時(shí)U?二0，E=U，圖5.3.3中的o'點(diǎn)將位移到UL u o u+點(diǎn)上，即帶負(fù)載一相的端電壓降為零，而其它兩相電壓升高為線電壓，即原來(lái)的*3倍，這是非常危險(xiǎn)的。因此三相組式變壓器不能采用Y,yn聯(lián)結(jié)。小結(jié)本章介紹了對(duì)稱分量法，討論了三相變壓器的各序等效電路及各序阻抗，應(yīng)用對(duì)稱分量法分析了Y,yn聯(lián)結(jié)的三相變壓器帶單相負(fù)載運(yùn)行的情況。主要知識(shí)點(diǎn)有：1．對(duì)稱分量法的內(nèi)容一組不對(duì)稱的三相系統(tǒng)，可以分解為正序、負(fù)序和零序三組對(duì)稱的三相系統(tǒng)，后者稱為前者的對(duì)稱分量。反之，正序、負(fù)序和零序三組對(duì)稱的三相系統(tǒng)可以合成一組不對(duì)稱的三相系統(tǒng)。2．三組對(duì)稱分量的特點(diǎn)正序分量：三相物理量大小相等，相位按正相序依次滯后120。；負(fù)序分量：三相物理量大小相等，相位按負(fù)相序依次滯后120。；零序分量：三相物理量大小相等，相位相同。3．對(duì)稱分量法的變換關(guān)系式由于正序、負(fù)序和零序分量都是三相對(duì)稱的，所以只要知道其中一相即可。U相對(duì)稱分量的變換關(guān)系為I=(I+al+a21)Ut U-.U0.=a21Ut U-.U0.=a21 +aI+1 >.U+ U- U0=aI+a21 +1Ut U- U0I=—(I+a21+al)>U- 3U VW?1???I=—(I+1+1)U03UVW4．對(duì)稱分量法的應(yīng)用應(yīng)用對(duì)稱分量法分析變壓器或電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，首先把不對(duì)稱的三相系統(tǒng)分解為三組對(duì)稱的系統(tǒng)；然后對(duì)三組對(duì)稱系統(tǒng)分別求解；最后再把計(jì)算結(jié)果迭加起來(lái)，就得到不對(duì)稱系統(tǒng)的數(shù)值。對(duì)稱分量法只適用于線性系統(tǒng)中。5．各序阻抗及等效電路正、負(fù)序系統(tǒng)都是三相對(duì)稱系統(tǒng)，其阻抗及等效電路與變壓器對(duì)稱運(yùn)行時(shí)相同。當(dāng)忽略勵(lì)磁電流時(shí)，正、負(fù)序阻抗均等于短路阻抗，即Z二Z二Z。+ - s零序阻抗的大小既受三相繞組聯(lián)結(jié)方式的影響，又受鐵心結(jié)構(gòu)的影響。三相繞組聯(lián)結(jié)方式?jīng)Q定了零序電流能否流通；鐵心結(jié)構(gòu)決定了零序磁通的大小，即決定了零序勵(lì)磁電抗的大小。組式變壓器Z=Z很大；心式變壓器Z沁Z很小。因此，零序等效電路的形式及m0m m0 s零序阻抗比較復(fù)雜。單相運(yùn)行時(shí)的負(fù)載電流-UY,yn聯(lián)結(jié)的三相變壓器帶單相負(fù)載運(yùn)行時(shí)，單相負(fù)載電流為I=-一u—，因?yàn)榻M-Z+Z3m0L式變壓器的Z=Z>>Z，即使發(fā)生單相短路（Z二0），其短路電流也只有正常勵(lì)磁電m0mLL流的三倍，說(shuō)明組式變壓器沒(méi)有帶單相負(fù)載的能力，因此不能采用Y,yn聯(lián)結(jié)。而心式變壓器的Z-Z<<Z，其單相負(fù)載電流主要取決于負(fù)載阻抗Z的大小，所以Y,yn聯(lián)結(jié)的心式m0 sLL變壓器可以帶單相負(fù)載運(yùn)行。中性點(diǎn)移動(dòng)Y,yn聯(lián)結(jié)的變壓器帶單相負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)外加線電壓是對(duì)稱的，但由于二次側(cè)相電流不對(duì)稱，導(dǎo)致一次側(cè)相電流不對(duì)稱；由于一次側(cè)沒(méi)有與二次側(cè)相平衡的零序電流，所以二次側(cè)零序電流為勵(lì)磁電流，它產(chǎn)生零序磁通并在一、二次繞組中產(chǎn)生零序感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。零序電動(dòng)勢(shì)的出現(xiàn)是造成一、二次側(cè)相電壓不對(duì)稱，即“中性點(diǎn)位移”的根本原因“。中性點(diǎn)位移”導(dǎo)致負(fù)載相的端電壓降低，其它兩相的端電壓升高而出現(xiàn)過(guò)電壓。中性點(diǎn)位移的程度與零序感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，即零序磁通大小有關(guān)，三相心式變壓器的零

序磁通及零序感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小，中性點(diǎn)位移程度較輕，因此，三相心式變壓器可以帶一定的單

相負(fù)載運(yùn)行。三相組式變壓器的零序磁通及零序感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很大，中性點(diǎn)位移程度嚴(yán)重，因此三相組式變壓器不能采用Y,yn聯(lián)結(jié)。三相組式變壓器不能采用的繞組聯(lián)結(jié)及其原因不能采用的聯(lián)結(jié)原因Y,y由于三次諧波電流不能流通，勵(lì)磁電流為正弦波，故主磁通為平頂波，可分為基波和三次諧波磁通。三次諧波磁通較大，產(chǎn)生的三次諧波電動(dòng)勢(shì)較大，使相電動(dòng)勢(shì)波形畸變成尖頂波，出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象，將危及繞組絕緣的安全。Y,yn1.帶單相負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載電流大小主要由很大的零序勵(lì)磁阻抗決定，最大負(fù)載電流（短路電流）只有空載電流的3倍，即沒(méi)有帶單相負(fù)載的能力。2?帶單相負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)零序電流為勵(lì)磁電流，產(chǎn)生較大的零序主磁通，在每相繞組中產(chǎn)生較大的零序電動(dòng)勢(shì)，造成較大的“中性點(diǎn)位移”使一次及二次相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱（帶負(fù)載的相電壓降低，其他兩相電壓升高）。對(duì)變壓器的繞組絕緣和接在變壓器上的三相用電負(fù)載的正常運(yùn)行都將產(chǎn)生危害作用。思考題與習(xí)題5.1什么是對(duì)稱分量法？應(yīng)用對(duì)稱分量法的條件是什么？5.2在對(duì)稱分量法的變換關(guān)系式中，為什么只有U相對(duì)稱分量？而沒(méi)有其它兩相的對(duì)稱分量？正序、負(fù)序和零序系統(tǒng)有哪些區(qū)別？畫出它們的相量圖，并寫出它們的數(shù)學(xué)表達(dá)式為什么變壓器的正、負(fù)序阻抗完全一樣？什么叫零序阻抗？什么叫零序勵(lì)磁阻抗？它們分別與什么因素有關(guān)？三相繞組聯(lián)結(jié)方式對(duì)零序阻抗有何影響？三相磁路結(jié)構(gòu)對(duì)零序勵(lì)磁阻抗有何影響？5.7試畫出Y,d聯(lián)結(jié)時(shí)三相變壓器的零序等效電路圖。5.8如何測(cè)定YN,y聯(lián)結(jié)三相變壓器的零序阻抗？畫出原理接線圖，并寫出計(jì)算公式。什么叫變壓器的中性點(diǎn)位移？產(chǎn)生中性點(diǎn)位移的原因是什么？中性點(diǎn)位移對(duì)變壓器有哪些影響？為什么Y,yn聯(lián)結(jié)的三相組式變壓器的中性點(diǎn)位移大，而三相心式變壓器的中性點(diǎn)位移??？為什么Y,yn聯(lián)結(jié)的三相組式變壓器不能帶單相負(fù)載運(yùn)行？5.12已知三相不對(duì)稱電流系統(tǒng)中U相電流的對(duì)稱分量I二20A，I=5-j8.66A，U+ U-I二5a,試求三相不對(duì)稱電流I，I，I。U0 UVW本章自測(cè)題一、填空題在線性系統(tǒng)中，一組不對(duì)稱的三相系統(tǒng)可以分解為 三組三TOC\o"1-5"\h\z相對(duì)稱系統(tǒng)，其中三相物理量大小相等，相位相同的一組分量稱為 。同一臺(tái)變壓器的正、負(fù)序等效電路形式是 ，而且正、負(fù)序阻抗大小是 。在不對(duì)稱運(yùn)行的三相心式變壓器中，零序磁通遇到的磁阻較 ，所以零序磁通數(shù)值 。在不對(duì)稱運(yùn)行的三相組式變壓器中，零序磁通沿 閉合，所以零序磁通數(shù)值較 。三相組式變壓器的零序勵(lì)磁阻抗Z= ，而三相心式變壓器m0的Z? 。m0Y,yn聯(lián)結(jié)的三相變壓器在不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，零序電流只 側(cè)流通，此時(shí)零序電流起到了 電流的作用。Y,y