变压器励磁电流、磁通和电势波形

变压器励磁电流、磁通和电势波形
1）励磁电流和磁通波形关系
变压器中的电势ep由磁通变化(dΦ/dt)引起，当
Φ为正弦时，ep为相位上滞后Φ90度的正弦函数；若Φ非正弦时，ep将发生畸变，这是应当避免的。

下面讨论如何获得正弦Φ。

励磁电流im产生磁势Fm，Fm在铁心中产生磁通Φ。

Φ的波形由im 的波形决定。

当磁路不饱和时，Φ和im是直线关系。

即正弦的Φ由正弦im产生。

当磁路饱和时，Φ和im是不再是直线关系。

正弦的im无法产生正弦的Φ，只能产生平顶的Φ。

正弦的Φ必须由尖顶的im产生。

尖顶的im中除了基波分量i01外，还有较大的3次谐波分量i03等。

结论：
不饱和时，正弦的Φ由正弦im产生。

饱和时，正弦的Φ必须由尖顶的im产生。

如果im仍为正弦，则产生Φ的是平顶波。

平顶Φ的中含有较大的3次谐波磁通，如果不加以抑制，将产生含有3磁谐波的感应电势。

（2）磁通和感应电势波形关系
相电势ep由磁通变化(dΦ/dt)引起，当Φ为正弦时，ep为相位上滞后
90度的正弦函数；若Φ非正弦时，ep将发生畸变。

结论：
正弦波的磁通产生正弦波感应电势；平顶波的磁通产生尖顶波的感应电势。

（3）不同联结组电势波形分析
为了保证磁通和感应电势为正弦，励磁电流必须为尖顶波，即必须含有3次谐波分量。

可见联接组的接线应当提供3次谐波的流通路径。

否则，励磁电流中不会有3次谐波。

单相变压器的3次谐波电路是通的，所以单相变压器的励磁电流中含有3次谐波(为尖顶波)，其磁通和感应电势均为正弦波。

YN,Y、D,y、Y,d联结的三相变压器：3次谐波电流可以通过中线或者在三角形回路中流通，所以这类联结组的励磁电流中含有3次谐波，其磁通和电势均为正弦波。

Y,y联结组：一、二次侧均无中线，3次谐波电流没有通路，励磁电流是正弦波，产生的磁通理论上为平顶波，平顶波磁通中含有较大的3次谐波分量，如不能有效抑制，导致感应电势为尖顶波。

三相组式变压器：各相磁路独立，3次谐波磁通畅通无阻，也就是说，磁路结构对磁通中的3次谐波没有抑制，所以这种形式的变压器磁通为平顶波，相电势为尖顶波。

相电势的幅值比基波幅值大(45~60）%，将危
及变压器的绝缘，故电力系统中不能采用这种Y,y组式变压器。

三相芯式变压器：三相磁路关联，由于三相的3次谐波磁通同相位，在主磁路上将相互抵销；只有漏磁路上较小的3次谐波磁通留了下来，也就是说，这种磁路结构对3次谐波磁通有较好的抑制作用，所以磁通近似为正弦波。

可见中小型三相心式Y,y变压器是可以用的。

第三绕组：超高压、大容量电力变压器，常加一个三角形的第三绕组提供3次谐波励磁电流的通路。

以改善电势波形。