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1、电机学 Electrical Machinery,自动化系温志明,2012,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,2,三相变压器的不对称运行,15.1 对称分量法（重点） 15.2 变压器的各序阻抗（难点） 15.3 举例,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,3,三相不对称运行,不对称各相电流(或电压，电势)大小关系(不相等)，或相位关系(不依次差120),对称分量法对称分量法 各序等效电路，叠加原理相 中点浮动问题,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,4,三相不对称运行,不对称运行产生的主要原因： 外施电压不对
2、称。导致三相电流不对称。 各相负载阻抗不对称。三相电流不对称。不对称 的三相电流流经变压器，次级电压也不对称。 外施电压和负载阻抗均不对称。 其它:变压器内部不对称故障,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,5,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Y，yn连接时相电压中点 浮动的原因及其危害,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,6,定义： 复数算子 ,复数算子e j120e -j240 = cos120+j sin120 2e j240e -j120 3e j
3、360e j01,三相电压Ua、Ub、Uc对称，只有一个独立变量。,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,7,例：三相中的电流Ia、Ib、Ic不对称,三相不对称系统,大小不一定相等，相位关系不固定 Ia、Ib、Ic是三个独立变量,问题：如何简化分析？,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,8,对称分量法,三相不对称运行,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,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,9,举例： Ua、Ub、Uc三相不对称,下标 “+”、
4、 “-”、 “0” 分别表示正序、负序和零序,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,10,1、正序系统 Ua+、Ub+、Uc+,性质：相序为a-b-c 每相大小相等，彼此相位差120。,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,11,2、负序系统 Ua-、Ub-、Uc-,性质：相序为a-c-b 每相大小相等，彼此相位差120。,逆时针,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,12,3、零序系统 Ua0、Ub0、Uc0,性质：每相大小相等，同相位。,A0B0C0,共同性质：三相
5、大小相等，彼此之间相位差相等,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,13,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,14,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：,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,15,分解为对称分量：,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,16,（1）正序、负序和零序都是对称系统。当求得各个对称分量后，将各相的三个分量叠加便得到不对称
6、运行情形。 （2）对称分量法根据叠加原理，只适用于线性参数的电路中。 （3）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。,结论,三相不对称运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,17,变压器的各序阻抗,不同相序电流流经电机和变压器时，具有不同的物 理性质，不同相序具有不同阻抗参数,1、三相变压器的正序阻抗,前几节所讲的等效电路实际上是三相变压器的正序等效电路，其简化等效电路图如图所示,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,18,正序电流所遇到的阻抗,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasx
7、ty_99,19,2、三相变压器的负序阻抗,负序电流所遇到的阻抗。其等效电路与正序没有什么不同，因为各相序电流在相位上也是彼此相差120，至于是B相超前C相，还是C相超前B相，变压器内部的电磁过程都是一样的。于是负序等效电路与正序一样。,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,20,在异步电机和同步电机的情况与此不同！,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,21,3、三相变压器的零序阻抗,零序电流所遇到的阻抗 零序电流所遇到的阻抗与磁路结构有很大关系 零序电流在变压器绕组中的流通情况 零序等效电路 零序磁通在
8、变压器铁芯中流通路径 零序激磁阻抗测量方法,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,22,零序电流在绕组中的流通,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 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。,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,23,Y，y；Y，d；D，y；D，d无零序电流 YN，d和D，yn接法如YN、yn中有零序电流，d、D中也感应零序电流。 YN，y和Y，yn接法当YN、y
9、n中有零序电流，y、Y中也不会有零序电流。,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。,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,24,变压器的各序阻抗,YN，d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,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,25,一次侧绕组有中线，零序电流可以流通，而二次侧组的三角形联接使零序电流处于短路状态，所以从一次侧看进去，其等效电路如图,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太
10、原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,26,YN，d接法的零序阻抗是一很小的阻抗。 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。,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,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,27,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,28,变压器的各序阻抗,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。,电机学教案， 太原工业学院自动化系
11、 温志明，wasxty_99,29,小结,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,30,变压器的各序阻抗,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。 (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，激磁阻抗较大 Zm0=Zm=rm+jxm,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,31,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,32,变压器的各序阻抗,(2) 三相磁路相关
12、零序磁通只匝链各自绕组，以变压器油及油箱壁为回路，磁阻较大，零序激磁阻抗较小 Zm0 Zm,零序阻抗测量方法 YN，d或D，yn接法：zk0zk 不计零序激磁阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,33,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,34,Y，yn或YN，y接法：模拟施加三相零序电压 Y，yn：把次级三个相绕组按首尾次序串联，接到单相电源，初级方开路。 测量电压U、电流I和输入功率P，计算出零序激磁阻抗,变压器的各序阻抗,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,35,4-5 如何测量零序激
13、磁电抗？,4-4 Y,yn0不可以用于三相变压器组的原因,思考题,决定零序阻抗的因素有哪些？,零序电流三相同相，它在绕组中的流通情况及其产生的零序磁通在铁芯中的流通情况与正序及负序不一致，遇到的零序阻抗不同于正序阻抗。 其大小决定于变压器绕组的连接方式和铁心结构。 Y，y；Y，d；D，y；D，d连接无零序电流。 YN，d；D，yn连接零序电流在双侧绕组内均可流通。 YN，y；Y，yn连接零序电流只能在YN、yn侧流通。 A 对三相组式变压器，各相磁路独立，零序磁通在铁心中闭合，磁阻小，激磁阻抗大。 B 对三相芯式，各相磁路关联，零序磁通不能在铁心中闭合，磁阻大，激磁阻抗小。,电机学教案， 太原
14、工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,36,三相变压器Yyn连接单相运行,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,37,三相变压器Yyn连接单相运行,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。 假设：外施电压为对称三相电压 目的：分析Y，yn接法中的零序电流的影响,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,38,三相变压器Yyn连接单相运行,已知变压器参数和一次侧外施电压 负载电流I 初级侧电流IA、IB
15、、IC 初级、次级侧相电压UA、UB、UC和Ua、Ub、Uc。,步骤1. 列出端点方程,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,39,三相变压器Yyn连接单相运行,步骤2. 分解为不对称分量,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,40,三相变压器Yyn连接单相运行,初级侧星形连接，无零序电流通路，相电流只有正序与负序分量,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,41,三相变压器Yyn连接单相运行,条件:外施线电压为对称，没有负序分量电压和零序分量电压，各绕组上的正序电压UA+、UB+、UC+即为电源相电压。 次级侧产生负
16、序分量电流和零序分量电流，产生相应的负序磁通和零序磁通，在初级、次级绕组中感应负序分量电压和零序分量电压。,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,42,三相变压器Yyn连接单相运行,初级侧中感应的负序电压产生初级侧负序电流IA-、 IB-、IC-，以电源为回路，对负序电流初级、次级磁势平衡，负序压降即为负序阻抗压降（漏电抗压降），值不大。,在Y，yn接法中，零序电流只能在次级侧流通，在初级侧电路中虽感应有零序电势，但无零序电流流通。 Ia0、Ibo、Ic0为激磁性质电流，建立起同时和原、副线圈交链的零序主磁通，在原、副线圈中感应零序电势E0。,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,43,三相变压器Yyn连接单相运行,初级侧的零序电压即等于零序电势。,电机学教案， 太原工业学院自动化系 温志明，wasxty_99,44,三相变压器Yyn连接单相运行,由
