电机学交流绕组精选文档.ppt

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1、电机学交流绕组1本讲稿第一页，共二十六页第一节第一节 三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行 主要内容：主要内容：了解不对称运行的分析方法之一：对称了解不对称运行的分析方法之一：对称分量法；分量法；熟悉变压器的各序阻抗：零序阻抗受熟悉变压器的各序阻抗：零序阻抗受那些因素影响那些因素影响2本讲稿第二页，共二十六页三相变压器运行时，总是尽可能使负载对称，可提高三相变压器运行时，总是尽可能使负载对称，可提高变压器的运行效率。变压器的运行效率。但实际运行过程中，但实际运行过程中，负载不一定对称负载不一定对称负载不一定对称负载不一定对称，如变压器供电给，如变压器供电给，如变压器供电给，如变压器供电

2、给单相电炉或电焊机等单相负载，照明负载也很难对称，如单相电炉或电焊机等单相负载，照明负载也很难对称，如单相电炉或电焊机等单相负载，照明负载也很难对称，如单相电炉或电焊机等单相负载，照明负载也很难对称，如果果果果系统发生故障系统发生故障（如单相接地短路等）更会造成严重不对（如单相接地短路等）更会造成严重不对（如单相接地短路等）更会造成严重不对（如单相接地短路等）更会造成严重不对称。称。称。称。一般来说，一般来说，一般来说，一般来说，三相电源对称，如果负载不对称，变压器三相三相电源对称，如果负载不对称，变压器三相三相电源对称，如果负载不对称，变压器三相三相电源对称，如果负载不对称，变压器三相电流不

3、对称，内部阻抗压降也不对称，导致二次侧电压不电流不对称，内部阻抗压降也不对称，导致二次侧电压不电流不对称，内部阻抗压降也不对称，导致二次侧电压不电流不对称，内部阻抗压降也不对称，导致二次侧电压不对称。对称。对称。对称。电力变压器中，内部阻抗压降小，负载电流不对称对二次电电力变压器中，内部阻抗压降小，负载电流不对称对二次电电力变压器中，内部阻抗压降小，负载电流不对称对二次电电力变压器中，内部阻抗压降小，负载电流不对称对二次电压不对称程度影响不是很大，压不对称程度影响不是很大，压不对称程度影响不是很大，压不对称程度影响不是很大，但但但但YynYyn联结方式的变压器，负联结方式的变压器，负联结方式的

4、变压器，负联结方式的变压器，负载不对称时，将引起相电压的显著不对称，导致变压器无载不对称时，将引起相电压的显著不对称，导致变压器无载不对称时，将引起相电压的显著不对称，导致变压器无载不对称时，将引起相电压的显著不对称，导致变压器无法正常工作。法正常工作。法正常工作。法正常工作。3本讲稿第三页，共二十六页一一.对称分量法对称分量法 所谓对称分量法是把一组不对称的三相电压（或电流）所谓对称分量法是把一组不对称的三相电压（或电流）所谓对称分量法是把一组不对称的三相电压（或电流）所谓对称分量法是把一组不对称的三相电压（或电流）分解为三组对称的正序、负序、零序电压（或电流），先分解为三组对称的正序、负序

5、、零序电压（或电流），先分解为三组对称的正序、负序、零序电压（或电流），先分解为三组对称的正序、负序、零序电压（或电流），先按各序对称的三相系统单独作用的情况分别计算，再把结按各序对称的三相系统单独作用的情况分别计算，再把结按各序对称的三相系统单独作用的情况分别计算，再把结按各序对称的三相系统单独作用的情况分别计算，再把结果叠加就得到原来那组不对称三相电压（或电流）。果叠加就得到原来那组不对称三相电压（或电流）。果叠加就得到原来那组不对称三相电压（或电流）。果叠加就得到原来那组不对称三相电压（或电流）。大小相等，相位互差大小相等，相位互差1200，若有，若有一条不满足一条不满足,即称为不对称即

6、称为不对称.4本讲稿第四页，共二十六页一一.对称分量法对称分量法 则：则：对称分量法对称分量法5本讲稿第五页，共二十六页 令令满足大小相等满足大小相等,相位互差相位互差满足大小相等满足大小相等,相位互差相位互差满足大小相等满足大小相等,相位相同相位相同6本讲稿第六页，共二十六页引入算子引入算子:7本讲稿第七页，共二十六页图图51 不对称分量法的分解与合成不对称分量法的分解与合成一一.对称分量法对称分量法 8本讲稿第八页，共二十六页结论：结论：结论：结论：已知三相不对称分量，可求出其各对称分量。反过已知三相不对称分量，可求出其各对称分量。反过已知三相不对称分量，可求出其各对称分量。反过已知三相不

7、对称分量，可求出其各对称分量。反过来，如果已知对称分量也求出三相不对称分量。来，如果已知对称分量也求出三相不对称分量。来，如果已知对称分量也求出三相不对称分量。来，如果已知对称分量也求出三相不对称分量。注意：注意：注意：注意：对称分量法实质上是一种数学上的线性变换，只对称分量法实质上是一种数学上的线性变换，只对称分量法实质上是一种数学上的线性变换，只对称分量法实质上是一种数学上的线性变换，只适用于线性系统。适用于线性系统。适用于线性系统。适用于线性系统。一一.对称分量法对称分量法 9本讲稿第九页，共二十六页 不同相序的电流流过变压器三相绕组时所遇到的不同相序的电流流过变压器三相绕组时所遇到的不

8、同相序的电流流过变压器三相绕组时所遇到的不同相序的电流流过变压器三相绕组时所遇到的阻抗会因为变压器绕组联结方式和磁路系统不同而有所阻抗会因为变压器绕组联结方式和磁路系统不同而有所阻抗会因为变压器绕组联结方式和磁路系统不同而有所阻抗会因为变压器绕组联结方式和磁路系统不同而有所不同，下面对变压器的正序、负序、零序等效电路和各不同，下面对变压器的正序、负序、零序等效电路和各不同，下面对变压器的正序、负序、零序等效电路和各不同，下面对变压器的正序、负序、零序等效电路和各序阻抗分别进行讨论。序阻抗分别进行讨论。序阻抗分别进行讨论。序阻抗分别进行讨论。二二.三相变压器各相序的等效电路和相序阻抗三相变压器各

9、相序的等效电路和相序阻抗1.正序、负序阻抗和正序、负序等效电路正序、负序阻抗和正序、负序等效电路10本讲稿第十页，共二十六页若原边加若原边加 ,分解之后分解之后解解解解解解(1)当当 加于变压器上加于变压器上,得到的等效电路与第二章中完得到的等效电路与第二章中完全一样。全一样。(2)加于变压器上加于变压器上,与上相比与上相比,仅是相序不同仅是相序不同,但是磁路与但是磁路与电磁现象完全一样，故等效电路与正序完全相同电磁现象完全一样，故等效电路与正序完全相同11本讲稿第十一页，共二十六页零序电流：零序电流：零序电流：零序电流：与三次谐与三次谐与三次谐与三次谐波比较波比较波比较波比较 零序电流同相位

10、、同大小。零序电流同相位、同大小。零序电流同相位、同大小。零序电流同相位、同大小。零序电流经三相变压器时所零序电流经三相变压器时所遇到的阻抗，称为零序阻抗。遇到的阻抗，称为零序阻抗。由于由于三相零序电流大小相等、相位相同三相零序电流大小相等、相位相同，流入三相变压器时，流入三相变压器时所产生的电磁现象与正序及负序不同，它与磁路系统和绕组所产生的电磁现象与正序及负序不同，它与磁路系统和绕组联结方式有关，必须综合考虑。联结方式有关，必须综合考虑。2.零序等效电路零序等效电路12本讲稿第十二页，共二十六页(1)磁路系统对零序阻抗的影响磁路系统对零序阻抗的影响A、零序电压加于零序电压加于三相变压器组三

11、相变压器组上，等效电路与正序完全相同上，等效电路与正序完全相同零序主磁通与正序主磁通路径完全相同零序主磁通与正序主磁通路径完全相同,故故13本讲稿第十三页，共二十六页B、对于对于三相心式变压器三相心式变压器，零序，零序 无法在其中流通无法在其中流通,只有经油只有经油,油油箱壁及部分铁心闭合，磁阻大箱壁及部分铁心闭合，磁阻大,故故14本讲稿第十四页，共二十六页 三相绕组的三相绕组的三相绕组的三相绕组的不同联结方式直接对零序电流的流通情况不同联结方式直接对零序电流的流通情况不同联结方式直接对零序电流的流通情况不同联结方式直接对零序电流的流通情况产生影响产生影响产生影响产生影响，所以对零序等效电路的

12、讨论必须考虑绕组的联结方，所以对零序等效电路的讨论必须考虑绕组的联结方，所以对零序等效电路的讨论必须考虑绕组的联结方，所以对零序等效电路的讨论必须考虑绕组的联结方式。式。式。式。三相绕组为三相绕组为Y联结联结时，三相零序电流同相位，在时，三相零序电流同相位，在Y联结的联结的绕组中无通路，零序等效电路中的绕组中无通路，零序等效电路中的Y联结一端应为开路。联结一端应为开路。如果是如果是YN联结联结，则零序电流可以通过中线与电源（或负载），则零序电流可以通过中线与电源（或负载）构成回路，所以零序等效电路中构成回路，所以零序等效电路中YN联结的一端应为通路。联结的一端应为通路。如果绕组为如果绕组为三角

13、形（三角形（D）联结）联结，三相零序电流可以在三角，三相零序电流可以在三角形内部流通，构成内部环流，但从外部看，零序电流既不流入形内部流通，构成内部环流，但从外部看，零序电流既不流入也不流出，所以在零序等效电路中也不流出，所以在零序等效电路中D联结的一端相当于变压器内联结的一端相当于变压器内部短接，从外部看，则应为开路。部短接，从外部看，则应为开路。（3 3）不同联接组的等效电路）不同联接组的等效电路）不同联接组的等效电路）不同联接组的等效电路15本讲稿第十五页，共二十六页l不同联结方式下的零序等效电路不同联结方式下的零序等效电路 图图55 YNy联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路 16

14、本讲稿第十六页，共二十六页 图图56 YNd联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路（2）零序阻抗和等效电路）零序阻抗和等效电路17本讲稿第十七页，共二十六页 图图57 Yd联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路图图58 Yy联结时的零序等效电路联结时的零序等效电路 18本讲稿第十八页，共二十六页（4 4）零序激磁阻抗的求取）零序激磁阻抗的求取）零序激磁阻抗的求取）零序激磁阻抗的求取将变压器的一边开路，另一边按顺序连续串连后加单相电将变压器的一边开路，另一边按顺序连续串连后加单相电源，满足三绕组中大小相等、相位相同。测源，满足三绕组中大小相等、相位相同。测U、I及及PA B CX Y Za

15、b cx y zVAW另一边开路另一边开路,19本讲稿第十九页，共二十六页三三三三、相相相相变变变变压压压压器器器器带带带带单单单单相相相相负负负负载载载载(不不对对称称分分量量法法的的使使用用，Y/Y0不不能能带带单单相负载的原因相负载的原因)以以Y/Y0带单相负载为例。带单相负载为例。ABCabcZLIUa如图，电源对称，副如图，电源对称，副边边a相带单相负载，相带单相负载，b、c开路。变压器参数已知，开路。变压器参数已知，求负载电流求负载电流 ，原边电，原边电流及原付各相电压。流及原付各相电压。（以（以a相为基准，且付相为基准，且付边已折到原边）边已折到原边）20本讲稿第二十页，共二十六

16、页解：解：(1)列写边界条件：列写边界条件：A A、原边电流、原边电流Zk(2)对称分量法分解：对称分量法分解：(3)各分量计算各分量计算21本讲稿第二十一页，共二十六页无零序电流无零序电流Zk22本讲稿第二十二页，共二十六页B B、等效电路。（画、等效电路。（画A A相）相）外加电源对称外加电源对称:但但负序电流可以在原边流通负序电流可以在原边流通,故而原边短路故而原边短路又又 将上式三图串联将上式三图串联等效电路用等效电路用3 ZL代替代替ZLZkZkZm0Z13ZL23本讲稿第二十三页，共二十六页由上图得由上图得:上三式相加上三式相加24本讲稿第二十四页，共二十六页忽略忽略Zk由上式可见

17、由上式可见,三相变压器组三相变压器组即使即使也不会很大也不会很大不能单相带负载不能单相带负载若若三相心式变压器三相心式变压器单相负载单相负载25本讲稿第二十五页，共二十六页 当变压器二次侧发生单相短路时，短路电流也只当变压器二次侧发生单相短路时，短路电流也只有励磁电流的有励磁电流的3 3倍。所以，倍。所以，YynYyn联结的组式变压器带单联结的组式变压器带单相负载时，不能向负载提供所需的电流和功率，即没相负载时，不能向负载提供所需的电流和功率，即没有带单相负载的能力有带单相负载的能力。YynYyn联结的心式变压器，因为零序磁通不能在相关联联结的心式变压器，因为零序磁通不能在相关联联结的心式变压

18、器，因为零序磁通不能在相关联联结的心式变压器，因为零序磁通不能在相关联的铁心构成的主磁路中闭合，只能通过油和油箱壁等构成的铁心构成的主磁路中闭合，只能通过油和油箱壁等构成的铁心构成的主磁路中闭合，只能通过油和油箱壁等构成的铁心构成的主磁路中闭合，只能通过油和油箱壁等构成闭合回路，磁路的磁阻很大，零序磁通很小，与其对应的闭合回路，磁路的磁阻很大，零序磁通很小，与其对应的闭合回路，磁路的磁阻很大，零序磁通很小，与其对应的闭合回路，磁路的磁阻很大，零序磁通很小，与其对应的零序阻抗也很小，负载电流主要由负载阻抗决定，所以零序阻抗也很小，负载电流主要由负载阻抗决定，所以零序阻抗也很小，负载电流主要由负载阻抗决定，所以零序阻抗也很小，负载电流主要由负载阻抗决定，所以YynYyn联结的心式变压器有带单相负载的能力联结的心式变压器有带单相负载的能力联结的心式变压器有带单相负载的能力联结的心式变压器有带单相负载的能力。3.Yyn联结的三相变压器带单相负载运行情况分析联结的三相变压器带单相负载运行情况分析26本讲稿第二十六页，共二十六页