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电机学（四）三相变压器的不对称运行及瞬态过程 本章内容 对称分量法 不对称运行状态的主要原因： ①外施电压不对称。三相电流也不对称。 ②各相负载阻抗不对称。当初级外施电压对称，三相电流不对称。不对称的三相电流流经变压器，导致各相阻抗压降不相等，从而次级电压也不对称。 ③外施电压和负载阻抗均不对称。 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 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 对称分量法 对称的三相系统：三相中的电压Ua、Ub、Uc对称，只有一个独立变量。如三相相序为a、b、c，由Ua得出其余两相电压 Ub=α2 Ua, Uc=αUa 复数算子α＝ej120＝e-j240 α = cos120°+j sin120° α2＝ej240＝e-j120 α3＝ej360＝ej0＝1 三相不对称系统：三相中的电压Ua、Ub、Uc互不相关——大小不一定相等，相位关系不固定 Ua、Ub、Uc为三个独立变量 对称分量法 对称分量法是分析三相不对称运行的基本方法。在以后的章节中还会用到。 任意一组三相不对称的物理量（电压、电流等）均可分解成三组同频率的对称的物理量。 以电流为例，说明如下： 对称分量法 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 下标“+”、“-”、“0”分别表示正序、负序和零序 对称分量法 结论 （1）正序、负序和零序系统都是对称系统。当求得各个对称分量后，再把各相的三个分量叠加便得到不对称运行情形。 （2）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。 （3）对称分量法根据叠加原理，只适用于线性参数的电路中。 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 正序阻抗和正序等效电路 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 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 负序阻抗和负序等效电路 对负序分量而言，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 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 零序阻抗和零序等效电路 零序电流所遇到的阻抗与磁路结构有很大关系 1.零序电流在变压器绕组中的流通情况 2.零序等效电路 3.零序磁通在变压器铁芯中流通路径 4.零序激磁阻抗测量方法 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 零序电流在变压器绕组中的流通情况 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。 Y，y；Y，d；D，y；D，d——无零序电流 YN，d和D，yn接法——如YN或yn中有零序电流，d或D中也感应零序电流。 YN，y和Y，yn接法——当YN或yn中有零序电流，y或Y中也不会有零序电流。 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 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。 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 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 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 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。 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 三相变压器的各序阻抗及其等效电路 零序阻抗测量方法 YN，d或D，yn接法：zk0＝zk 不计零序激磁阻抗 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 Y，yn联结组的单相短路 1、确定边界条件 单相 空载短路后 · Ia=Ik,???? Ib=Ic=0 2、利用对称分量法分解 为三序分量： Y，yn联结组的单相短路 3、求解各序再合成 忽略励磁电流时，一次侧也将产生3个电流系统与二次侧的三个电流系统平衡，归算后 4、结论和分析 在短路前，三相磁通ΦA、ΦB、ΦC和二次侧的三相电势Ea、Eb、Ec均为三相对称电势。 短路后一、二次侧的正、负序电流系统相互平衡，不会影响原来的对称磁通和电势。 Y，yn联结组的单相短