变压器不对称运行分析

即最大负载电流（短路电流）也只有正常励磁电流的三倍，就是说Y,yn联结 的组式变压器没有带单相负载能力，故组式变压器不采用Y,yn联结。
（2）心式变压器: Zm 0 Z s Z L
+ U A I ZL
即Y,yn联结的心式变压器可以带单相负载运行。
三相变压器的不对称运行
三、Yyn联结的变压器单相负载运行举例
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路
1）绕组联结的影响
Yyn联结
Yd联结
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路
YNy联结
YNd联结
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路
0 Zm Zm
Yy联结
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路
2）磁路系统对零序激磁阻抗的影响 *三相变压器组磁路
2.零序等效电路
三相变压器流过零序电流时，变压 器所变现的阻抗称为零序阻抗。
三相零序电流大小相等、相位相 同，其流通情况与三相绕组连接 方式有关。 三相零序磁通大小相等、相位 相同，其流通情况与三相磁路 结构有关。 绕组连接方式 磁路结构形式 影响 零序等效电路形式 零序（励磁）阻抗大小
变压器的零序等效电路
（对称分量）
例如：一组不对称的三相正弦量都可分解为三组对称量 I I I 0 I I I 0 I A A A A A A A I I I 0 a 2 I aI I 0 I
B B B B A A A
b B
I I 0 I a a a
U A ' 0 2Z k Z 2 Z m 3Z L
3I I a
3U U U A A A ' 0 2 1 1 1 2 Z k Z 2 Z m 3Z L ' 0 0 Zk Z2 Zm ZL Zm ZL 3 3 3 3
三相变压器的不对称运行
重点内容： 1.对称分量法 2.变压器的各序阻抗 3. 举例：Yyn联结的变压器单相负载运行
三相不对称运行定义及产生原因 不对称——各相电流(或电压， 电势)大小关系(不相等)，或 相位关系(不依次差120°)
A B
C
不对称运行产生的主要原因： 1)外施电压不对称,导致三相电流不对称。 2)各相负载阻抗不对称,三相电流不对称 3)外施电压和负载阻抗均不对称。 3)其它:变压器内部不对称故障
第五步：求原边电流；
1 3 I I A Ia 1 I A I a 3 I 0 I A 0 0
2 1 a 3 I a 2 I I B A 1 I B aI A a 3 I 0 I B 0 0 1 a I 3 aI I C A 2 2 1 I C a I A a 3 I 0 I C 0 0
1 a a2 I a 1 a I 1 a2 b I 3 1 1 1 c
I I a2 I a a 1 1 a 0 I I a 3 3 1 0 I Ia
一、对称分量法
1.三相对称制
所谓三相对称制是指三个同单位的物理量大小相等，彼此的 相位差相同。 三相对称制有三种：正序、负序和零序。
正序
负序
零序
1
设旋转因子 a e

j120
1120
1 a a2 0
120
2 j 240 a e 1240 则
a
；
a
2
若相量乘以a，则该相量逆时针旋转 乘以 a 2 则旋转 240 。
1 I A 2 I B a I a C
1 1 I A a 1 I A 0 a 2 1 I A
0 I 0 I 0 0 。 原边为Y联结，零序电流不能流通， I A B C
（3）用合成变换式把计算结果迭加起来，就得到不对称系统的数值。
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路
将三相不对称的电流、电压分解成三组对称分量后，对于正序、负序和 零序分量，分别有正序、负序和零序等效电路。
1.正序、负序等效电路
变压器的正序和负序等效电路
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路
1 1 2 I I I 0 3 3 3 IA IA IA IA 1 1 0 2 1 I B I B I B I B a 3 I a 3 I 3 I 0 I C IC IC IC 1 a2 1 I 1 I a I 3 3 3
U 2 A IA I 1 ' 1 0 3 3 Zk Z2 Zm ZL 2 2 2
三相变压器的不对称运行
三、Yyn联结的变压器单相负载运行举例
第四步：根据统一等效电路，计算负载电流.
I U A 1 0 Zm ZL 3
表明单相负载电流大小与零序励磁阻抗大小有关， 现分两种情况说明。 （1）组式变压器:
Z m 0 Z m Z L
3U A I 3I max 0 Z m0
I I 0 I a a a
三相变压器的不对称运行
三、Yyn联结的变压器单相负载运行举例
第三步：根据各序电压、电流关系把各序等效电路连接成统一等效电路；
I I 根据 I a a a

0
I (3Z ) U a a L
直接画相序等值电路。
U U 第四步：根据统一等效电路，计算负载电流；
1 I A 写成矩阵形式： 2 I B a I a C
1 1 I A a 1 I A 0 a 2 1 I A
a2 I A a IB I 1 C
I z U a a k
0 ' 0 I U （ z +z 0 a 2 m）
U U U 0 I Z 3I Z I (3Z ) 代入 U a a a a a L a L a L
I I 0 I a a a U A ' 0 2Z k Z 2 Z m 3Z L
三相变压器的不对称运行
三、Yyn联结的变压器单相负载运行举例
第一步：作出各序等效电路；
一次只有正序电压，没有负序和零序 电压，故负序和零序一次侧短路。
一次侧无零序电流，二次侧有零序电流。 二次零序电流起励磁作用产生零序磁通， 在绕组中感应出零序电动势E0a,造成一次
绕组上出现零序端电压U0A
三相变压器的不对称运行
三、Yyn联结的变压器单相负载运行举例
第二步：列出边界条件，寻求各序电流分量之间的关系；
IZ U a L Ia I I b Ic 0
I 1 a a 1 2 I a 3 1 a 0 I 1 1 a
I I I 0 aI a 2 I I 0 I C C C C A A A
一、对称分量法 2.不对称量与对称量之间的关系
I I I 0 I I I 0 I A A A A A A A I I I 0 a 2 I aI I 0 I B B B B A A A I I I 0 aI a 2 I I 0 I C C C C A A A

2 I B+ =a I A+ I =aI C+ A+
I B- =aI A I =a 2 I
C-
=I IA0 =I B0 C0
A-
一. 对称分量法
2.不对称量与对称量之间的关系
一组不对称 的三相系统
分解 合成
三组对称的 三相系统
正序系统 负序系统 零序系统
I 1 a A 1 2 I 1 a A 3 0 I 1 1 A
一、对称分量法
由于对称分量法中用到叠加原理，所以它仅适用于线性系统。 应用对称分量法分析不对称运行步骤：
（1）用分解变换式把不对称的三相系统分解为三组对称的三相系统；
（2）对三组对称的三相系统分别进行求解；
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路 1）绕组联结的影响
Y联结：三相零序电流不能流通，零序电路中Y联结一侧相 当于开路： Z0 YN联结：三相零序电流能流通，零序电路中YN联结一侧应 为通路。 D联结：三相零序电流能在D绕组内流通，但从外电路来看， 零序电流不能流通。 在零序电路中，D联结一侧变压器内部 短接，从外部看进去应是开路。
三相三铁芯柱变压器零序磁场分布示意图
结论：零序激磁阻抗远小于正序激磁阻抗
0 Zm Zm
2）零序等值电总结：
零序电流三相同相，它在绕组中的流通情况及其产 生的零序磁通在铁芯中的流通情况与正序及负序不一致 ，其等值电路和零序阻抗不同于正序情况，决定于变压 器绕组的连接方式和铁心结构。 绕组连接：y接无零序电流，YN接有零序电流，D接外部 无零序电流，内部零序电流。 铁心结构： 三相组式变，激磁阻抗等于正序阻抗；
三相变压器组零序磁场分布示意图
结论：零序激磁阻抗等于正序激磁阻抗
0 Zm Zm
三相变压器的不对称运行
二、三相变压器各序等效电路
2）磁路系统对零序激磁阻抗的影响： *三相三铁芯柱变压器磁路
三相零序磁通不能沿主磁路 （铁心）闭合，只能沿变压 器油、油箱壁等漏磁路闭合 ，其磁阻比较大，因而零序 励磁阻抗比较小。
U U U 0 I Z 3I Z I (3Z ) U a a a a a L a L a L
三相变压器的不对称运行
三、Yyn联结的变压器单相负载运行举例
第三步：根据各序电压、电流关系把各序等效电路连接成统一等效电路；
U I z U a A a k
三相芯式变，激磁阻抗远小于正序阻抗。
三相变压器wk.baidu.com不对称运行
三、Yyn联结的变压器单相负载运行举例
Yyn变压器带单相负载运行
、 已知：电源电压为三相（正序）电压，副边空载时，原边各绕组电压为 U A UB 、 UC ； 变压器的所有（各序）参数； 假设：略去正、负序激磁电流； 所有量归算到原边，除z2外，副边的其它量都不加一撇； 求解：计算负载电流及原边各相电流和电压，画出相量图。