电机学第三章三相变压器.ppt
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1、电机学第三章三相变压器现在学习的是第1页,共83页现在学习的是第2页,共83页三相变压器三相变压器o 分析方法:分析方法:对称分量法对称分量法 一组不对称的三相正弦量可以分解成三组对称的量。一组不对称的三相正弦量可以分解成三组对称的量。对称分量法是一种线性变换,它是把不对称的系统分解成对称分量法是一种线性变换,它是把不对称的系统分解成三组对称的系统。三组对称的系统。反之,合成。反之,合成。现在学习的是第3页,共83页现在学习的是第4页,共83页正序等效电路:正序等效电路:现在学习的是第5页,共83页负序等效电路:负序等效电路:现在学习的是第6页,共83页一相零序等效电路,指变一相零序等效电路,
2、指变压器内部、本身,与外电压器内部、本身,与外电路未必连通!路未必连通!零序等效电路:零序等效电路:现在学习的是第7页,共83页o零序激磁阻抗:零序激磁阻抗:三相变压器组:三相磁路互相独立,由零序电流激励主磁通。三相变压器组:三相磁路互相独立,由零序电流激励主磁通。其磁路与正序电流激励的主磁通的磁路相同,因此零其磁路与正序电流激励的主磁通的磁路相同,因此零序激磁序激磁阻抗与正序激磁阻抗相等,即阻抗与正序激磁阻抗相等,即:Zm0=Zm 三相心式变压器:由零序激磁电流所激励的三个同大小、三相心式变压器:由零序激磁电流所激励的三个同大小、同相的零序主磁通不能在铁心内形成闭合磁路。同相的零序主磁通不能
3、在铁心内形成闭合磁路。Zm0 Zm现在学习的是第8页,共83页o零序阻抗:零序阻抗:现在学习的是第9页,共83页现在学习的是第10页,共83页 从从原原边边和和从从副副边边看看,零零序序阻阻抗抗可可以以不不相相同同。例例如如YN,d 联联结结时,从时,从 YN 方面看,零序阻抗方面看,零序阻抗而从三角形接法方面看,零序电流为零,零序阻抗而从三角形接法方面看,零序电流为零,零序阻抗现在学习的是第11页,共83页o Y,ynY,yn联结的三相变压器带单相负载运行联结的三相变压器带单相负载运行Y,yn Y,yn 联结联结 a a 相带单相负载,相带单相负载,b b、c c两相开路时的情况。两相开路时
4、的情况。三相变压器三相变压器3-4 三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行现在学习的是第12页,共83页现在学习的是第13页,共83页已知:已知:1)电源电压为三相对称)电源电压为三相对称(正序正序)电压,当副边空载时,原电压,当副边空载时,原绕组各相电压为绕组各相电压为 、;2)变压器的所有参数已通过试验求出。)变压器的所有参数已通过试验求出。假设:假设:1)略去正、负序激磁电流的影响;)略去正、负序激磁电流的影响;2)所有的量都已归算到原边。为简便起见,除所有的量都已归算到原边。为简便起见,除 外,副外,副边的其它量都不加撇号。边的其它量都不加撇号。求:负载电流、原边各相电流和电压,
5、并做出相量图。求:负载电流、原边各相电流和电压,并做出相量图。现在学习的是第14页,共83页求解:求解:1)做出各序等效电路;)做出各序等效电路;如何理解如何理解现在学习的是第15页,共83页2)列出边界条件,计算各序等效电路中电流的各序分列出边界条件,计算各序等效电路中电流的各序分量;量;现在学习的是第16页,共83页用对称分量法求出副边电流的各序分量为用对称分量法求出副边电流的各序分量为:即副边正序、负序和零序电流是相等的。即副边正序、负序和零序电流是相等的。现在学习的是第17页,共83页3)做出)做出 Y,yn 联结带单相负载联结带单相负载 时的等效电时的等效电路;路;因此可以把各序等效
6、电路串因此可以把各序等效电路串联起来,如联起来,如图所示。图所示。现在学习的是第18页,共83页现在学习的是第19页,共83页4)根据等效电路求负载电流;根据等效电路求负载电流;现在学习的是第20页,共83页分析:分析:a)a)对于三相变压器组,对于三相变压器组,因此负载电流,因此负载电流 主要主要受受 的限制,即使负载阻抗的限制,即使负载阻抗 很很小,负载电流不大,小,负载电流不大,在极端情况下,在极端情况下,即单相稳态短路时,即单相稳态短路时 由此可见,单相稳态短路电流只有正序激磁电流的三由此可见,单相稳态短路电流只有正序激磁电流的三倍。所以这种联结的三相变压器组不倍。所以这种联结的三相变
7、压器组不能带单相到中线能带单相到中线的不对称负载。的不对称负载。现在学习的是第21页,共83页分析:分析:b)b)对于三相心式变压器,对于三相心式变压器,因此负载电流主,因此负载电流主要由负载阻抗要由负载阻抗 来决定。所以这种联来决定。所以这种联结的三相心式结的三相心式变压器可以带单相到中线的不对称负载。变压器可以带单相到中线的不对称负载。现在学习的是第22页,共83页5)根据磁动势平衡关系求原边电流;根据磁动势平衡关系求原边电流;由于原边为由于原边为Y联结,零序电流不能流通,所以联结,零序电流不能流通,所以 现在学习的是第23页,共83页现在学习的是第24页,共83页同理,可求出同理,可求出
8、 和和现在学习的是第25页,共83页6)根据等效电路求原、副边电压;根据等效电路求原、副边电压;原边电压为原边电压为同理,可求出同理,可求出 和和现在学习的是第26页,共83页副边电压可根据各序等效电路求出副边电压可根据各序等效电路求出 若忽略漏阻抗压降,则若忽略漏阻抗压降,则 现在学习的是第27页,共83页同理可求出同理可求出现在学习的是第28页,共83页7)做出相量图做出相量图现在学习的是第29页,共83页讨论:讨论:Y,yn联结由于原边没有零序电流,因此副边的零序电流联结由于原边没有零序电流,因此副边的零序电流全部成为激磁性质的电流,从而在铁心内产生零序主磁通,全部成为激磁性质的电流,从
9、而在铁心内产生零序主磁通,感应零序电动势,迭加到正序电动势感应零序电动势,迭加到正序电动势 上,使负载相上,使负载相 a 相的端电压下降。在三相变压器组中,零序主磁通可在主相的端电压下降。在三相变压器组中,零序主磁通可在主磁路内通过,数值较大,故磁路内通过,数值较大,故 a 相端电压急剧下降,以致加不相端电压急剧下降,以致加不上负载;另外两相的电压则将升高,以保持线间电压不变,上负载;另外两相的电压则将升高,以保持线间电压不变,于是产生了严重的中性点位移现象。于是产生了严重的中性点位移现象。现在学习的是第30页,共83页 在三相心式变压器中,由于零序磁通被迫沿油和油箱壁闭在三相心式变压器中,由
10、于零序磁通被迫沿油和油箱壁闭合,零序磁通和零序电动势较小,因此中性点位移并不严重,合,零序磁通和零序电动势较小,因此中性点位移并不严重,可以正常运行。但为了尽量减小零序磁通在油箱壁中引起的涡可以正常运行。但为了尽量减小零序磁通在油箱壁中引起的涡流损耗、尽量减少电压的变化,流损耗、尽量减少电压的变化,Y,yn 联结的三相心式变压联结的三相心式变压器在不对称负载下运行时,中线中的电流器在不对称负载下运行时,中线中的电流(零序电流的三零序电流的三倍倍)不得超过额定电流的不得超过额定电流的25。现在学习的是第31页,共83页 在其它联结组中都不会发生上述的严重的中性点偏移在其它联结组中都不会发生上述的
11、严重的中性点偏移现象。例如现象。例如D,yn 联结中,当副边有零序电流时,在三角形绕组联结中,当副边有零序电流时,在三角形绕组内部也将感应出零序电流来抵消副边的零序磁动势,因此内部也将感应出零序电流来抵消副边的零序磁动势,因此 是是不大的,所以不大的,所以 不大。在没有中线的绕组联结中,根本不存在不大。在没有中线的绕组联结中,根本不存在零序电流,因此没有零序电势。零序电流,因此没有零序电势。各种联结的变压器在供给线和线之间的不对称负载各种联结的变压器在供给线和线之间的不对称负载时,也不产生零序电流,所以除了由于时,也不产生零序电流,所以除了由于漏阻抗所产生的一漏阻抗所产生的一些不对称电压降外,
12、不会产生太严重的电压不对称。些不对称电压降外,不会产生太严重的电压不对称。现在学习的是第32页,共83页内容总结内容总结o Y,yn Y,yn联结的三相变压器带单相负载运行联结的三相变压器带单相负载运行对于三相变压器组,对于三相变压器组,Zm0=Zm,因此负载电流主要受,因此负载电流主要受 Zm0 的限制,的限制,即使负载阻抗即使负载阻抗 ZL 很很小,负载电流也并不小,负载电流也并不大。大。现在学习的是第33页,共83页内容总结内容总结 Y,yn 联结由于原边没有零序电流,因此副边的零序电流联结由于原边没有零序电流,因此副边的零序电流全部成为激磁性质的,从而在铁心内产生零序主磁通全部成为激磁
13、性质的,从而在铁心内产生零序主磁通,感应零序电动势感应零序电动势,迭加到正序电动势上,使负载相端电,迭加到正序电动势上,使负载相端电压下降。在三相变压器组中,零序主磁通可在主磁路内通压下降。在三相变压器组中,零序主磁通可在主磁路内通过,零序电动势较大,故负载相端电压过,零序电动势较大,故负载相端电压 急剧下降,另外急剧下降,另外两相电压则将升高,以保持线间电压不变,于是产生严重两相电压则将升高,以保持线间电压不变,于是产生严重的中性点位移现象。的中性点位移现象。Y,yn 联结的三相变压器组不联结的三相变压器组不能带单相到中线的不对称负能带单相到中线的不对称负载。载。现在学习的是第34页,共83
14、页三绕组变压器、自耦变压器和互感器三绕组变压器、自耦变压器和互感器4-1 三绕组变压器三绕组变压器什么是三绕组变压器什么是三绕组变压器 在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两个原绕组一个副绕组。具有个原绕组一个副绕组。具有U1 1/U2 2/U3 3 三种电压的变压器叫三种电压的变压器叫三绕组变压器。三绕组变压器。现在学习的是第35页,共83页 三绕组变压器一般采用同心式绕组,铁心为心式结三绕组变压器一般采用同心式绕组,铁心为心式结构。每个铁心柱上都套着高压、中压和低压三个绕组,构。每个铁心柱上都套着高压、中压和低压三个绕组,为了绝缘方便,高压
15、绕组放在最外边。为了绝缘方便,高压绕组放在最外边。对于降压变压器,中压绕组放在中间,低压绕组靠对于降压变压器,中压绕组放在中间,低压绕组靠近铁心柱。近铁心柱。对于升压变压器,为了使磁场分布均匀,漏电抗分配对于升压变压器,为了使磁场分布均匀,漏电抗分配合理,以保证较好的电压调整率、提高运行性能,将中压合理,以保证较好的电压调整率、提高运行性能,将中压绕组放在靠近铁心柱,低压绕组放在中间。绕组放在靠近铁心柱,低压绕组放在中间。现在学习的是第36页,共83页现在学习的是第37页,共83页三绕组变压器的容量和标准联结组三绕组变压器的容量和标准联结组容量:容量:在三绕组变压器中,由于两个副绕组一般不同时
16、达到在三绕组变压器中,由于两个副绕组一般不同时达到满载,根据供电实际需要,三个绕组的容量可以设计成不满载,根据供电实际需要,三个绕组的容量可以设计成不相等。相等。这时,三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容量最这时,三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容量最大的一个绕组的容量。大的一个绕组的容量。为了使产品标准化起见,一般三个绕组的为了使产品标准化起见,一般三个绕组的容量配合有下列三种,供使用单位选择。容量配合有下列三种,供使用单位选择。高压高压中压中压低压低压现在学习的是第38页,共83页三绕组变压器的容量和标准联结组三绕组变压器的容量和标准联结组注意:注意:由于三绕组变压器各绕组的额定容量
17、可能不相等,用标幺由于三绕组变压器各绕组的额定容量可能不相等,用标幺值计算时,各绕组必须采用相同的容量基值。值计算时,各绕组必须采用相同的容量基值。标准联结组:标准联结组:根据国家标准规定。三相三绕组电力变压器的标准联结根据国家标准规定。三相三绕组电力变压器的标准联结组有组有 YN,yn0,d11 和和 YN,yn0,y0。单相三绕组变压器的标准。单相三绕组变压器的标准联结组为联结组为 I I,I0I0,I0 I0。现在学习的是第39页,共83页三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能推导、分析方法与双绕组变压器类似,不予详细介绍。推导、分析方法与双绕组变压
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