变压器的瞬变过程--第六章.ppt

第六章 变压器的过渡过程 第一节 概述 第二节 过电流现象 二、突然短路 * * 当变压器突然改变负载、空载合闸到电源、二次绕组突发短路或受到过电压冲击等，变压器各电磁量就要发生骤烈的变化，其持续过程称为过渡过程。 分析变压器的过渡过程，主要是由于此过程会出现过电压或过电流，在极短的时间内也会对变压器造成破坏。 变压器副边开路空载，原边合闸接到电源称为空载合闸 设稳态空载运行时不考虑铁心饱和问题 当时间t=0时空载合闸 ，则电源电压为： —合闸时电压 的初相角 一、变压器空载合闸到电源 瞬变过程中励磁电流 与电感 的关系： 解常系数非齐次微分方程得： —磁通与电源电压的相位差 合闸后微分方程式为： 设合闸时（t=0），铁心中没有剩磁（ ）： 1.当电源电压初相位角 时合闸： 合闸后就进入稳定状态，不发生瞬整过程 2.当电源电压初相位角 时合闸： 自由分量是直流指数衰减量， 时 最大，当 时，稳整分量与暂整分量相加可达 当已知变压器空载接通电源其磁通随时间变化关系后，可根据磁化特性曲线找出相应的励磁电流。 变压器正常运行时，磁路设计得已经有点饱和，若在最不利的空载接通电源，磁通可能超过两倍的 ，铁心非常饱和，励磁电流 很大，可达额定电流的3-5倍。 在变压器空载接通电源的过程中，随着自由分量磁通的衰减，励磁电流也要衰减，衰减的时间常数为： 一般小型变压器衰减得快，约几个周波即可达到稳态，大型的变压器衰减得慢一些，有时可达十几秒。 结论： 空载合闸电流对变压器本身没有多大危害，但若衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳闸。为了避免这种情况，在变压器原边串一个附加电阻，这样可减少冲击量，也可使冲击迅速衰减，合闸完毕，再将该电阻切除。 由于三相变压器三相互差1200，相位总会在合闸时有一相初相位接近于零，总会有一相电流较大。 变压器稳态短路电流已经是额定电流的十几倍到二十几倍左右，突然短路电流比稳态电流还要大，同时产生的冲击电流会使机械力增大。 三相变压器故障短路各种各样：一相接地、两相短路、两相接地、三相短路等。 为了简单，此图仅分析单相变压器突然短路的情况。 当变压器一次绕组接额定电压 ，二次绕组发生突然短路，原 “ T ” 形等效电路 可简化为 “一” 形等效电路。 由于 使磁路不饱和，电感可为常数，所以可用一次电流表示微分方程： — 短路电抗 — 短路电阻 虽然突然短路前可能已带上负载，但负载电流比起短路电流很小，可忽略不计。 设 时， *