变压器的零序参数和等值电路

当变压器YN侧中性点经电抗Xn接地时（图7-11a）， 电流流过Xn ，其零序等值电路如图7-11b所示。 将有3I
0
图7-11 中性点经电抗接地的YN，d接线变压器的零序电流回路及其等值电路
(a)零序电流回路 (b)零序等值电路
X X m 0 3 X n X X 3 X n X 1 3 X n ∴ X0 X X X m 0 ( X m0 X )
3. YN，d，yn接线变压器（图7-16）
图7-16 YN，d，yn接线变压器的零序电流回路及其等值电路
(a)零序电流回路 (b)零序等值电路
X 0 X X //( X X )
需要指出：双绕组变压器零序等值电路中的XⅠ、XⅡ
是漏电抗，而三绕组变压器零序等值电路中的电抗
2 X X 3 X n (1 k )
由图7-19(b) ，可得其零序电抗为：
2 X 0 X X X 3 X n (1 k ) X
三绕组YN，yn，d接线自耦变压器（图7-20）
图7-20 中性点经电抗接地时YN,yn,d接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路
双绕组YN，yn接线自耦变压器：其零序等值电路与普 通相同接线的双绕组变压器相似，如图7-17所示。
其零序电抗为：
X 0 X X X 1 X
3( I I ) 流过自耦变压器中性点的电流为： I 0 0 0
三绕组YN，yn，d接线自耦变压器：其零序等值电路 与普通相同接线的三绕组变压器相似，如图7-18所示。
jx I
U ( 0)
jxII
jxm(0)
变压器零序等值电路与外电路的连接-原则
原则1：当外电路向变压器某侧三项绕组施加零序电压时，如 能在该绕组上产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电 路接通；否则，断开。 （只有中性点接地的星形接法绕组YN才能与外电路接通） 原则2：当变压器某侧绕组有零序电势（由另一侧绕组的零序 电流感生的）时，如能将零序电势施加于外电路上并能提供零序 电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；否则， 断开。 （只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通，至于 能否在外电路产生零序电流，要看外电路是否有零序电流通路） 原则3：在三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽不能作用 到外电路，但能在三相绕组中形成环流，这时由于零序电势将被 零序环流在绕组漏抗上的压降所平衡，绕组两端电压为零，相当 于变压器绕组短接。此时：在等值电路中，该侧绕组端点接零序 等值中性点。
X U ) k (U U ) U U U (U U U N N N N N N N (1 k ) jI jI jI jI 0 0 0 0
其中： I ) U U j 3 X ( I U N n 0 0 N N 3 X n (1 k ) X ； jI 0 jI 0 jI 0 ∴
双绕组YN，yn接线自耦变压器（图7-19）
图7-19 中性点经电抗接地时YN，yn接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路
(a)零序电流回路 (b)零序等值电路
，则I、II侧绕组对地电压分 设中性点的对地电压为 U N 别为：
U U U N N U U N U N
三、自耦变压器的零序参数和等值电路
自耦变压器的特点：它的某两个绕组之间不仅有磁的联 系，而且还有电的联系。在中性点绝缘的情况下，它的 绕组中可能还会有零序电流流过。
为了避免当高压侧发生单相接地短路时，自耦变压器中 性点电位升高而引起中压侧或低压侧过电压，通常将其 中性点直接接地或经电抗接地，且均认为Xm0=∞。 1. 自耦变压器中性点直接接地
YN/y接法变压器
I I (0)
I 0 II ( 0 )
U ( 0)
YN侧有零序电流，y侧无零序电流通路，等值电路为
jx I
U ( 0)
jxII
jxm(0)
YN/yn接法变压器
I I (0)
I II ( 0 )
U ( 0)
II侧因中性点接地, 提供了零序通路，等值电路为：
双绕组变压器
Hale Waihona Puke Baidu零序电压施加在Y、d侧
因在三相绕组端并联施加零序电压，端点
0， 等电位，故 I (0) 用阻抗表示为： x ( 0 )
U (0)
即开路。
U (0)
结论: 零序等值电路中，可不计d、Y侧 及其后的电路。
YN/d接法变压器
I I (0)
I a(0)
I II ( 0 )
2. YN，y接线变压器（图7-12）
X 0 X X m0
3. YN，yn接线变压器（图7-13）
X 0 X X m 0 //(X X ) X X X X 1 X
( X m 0 X X )
二、三绕组变压器的零序参数和等值电路
变压器的零序参数和等值电路
变压器的零序电抗和等值电路
要点：①、零序励磁阻抗X0与铁心结构的关系 ②、变压器零序等值电路与外电路的连接 ③、中性点有接地阻抗时变压器的零序等 值电路 当在变压器端点施加零序电压时，其绕组中有 无零序电流，以及零序电流的大小与变压器三 相绕组的接线方式和变压器的结构密切相关。
对于三相三柱式变压器，零序主磁通通过充油空
间及油箱壁形成闭合回路，因磁导小，励磁电流很
大，所以零序励磁电抗要比正序励磁电抗小得多，
在短路计算中，应视为有限值，通常取Xm0 =0.3~1。 变压器零序电抗与三相绕组接线方式的关系 Y接线：零序电流流不通，从等效电路看，相当于 变压器绕组开路；
YN接线：零序电流能流通，从等效电路看，相当
于变压器绕组短路； d接线：零序电流只能在三角形绕组内流通，不能 流到外电路，从外部看，相当于变压器绕组短路。
一、双绕组变压器的零序参数和等值电路 1. YN，d接线变压器（图7-9） 在图（a）中，当零序电压加于变压器YN侧时， 零序电流由Ⅰ侧绕组中性点入地形成回路。
图7-9 YN，d接线变压器的零序电流回路及其等值电路
三绕组变压器一般都设有d绕组，可使三次谐波电流 在d绕组中形成环流，并使零序励磁电抗Xm0较大，可认 为无限大。 1. YN，d，d接线变压器（图7-14）
X 0 X X // X
2. YN，d，y接线变压器（图7-15）
X 0 X X X
(a)零序电流回路 (b)零序等值电路
将III绕组开路，则归算到I侧的I、II侧绕组的零序电抗为：
X X 3 X n (1 k12 ) 2
(k12 U U )
将II绕组开路，则归算到I侧的I、Ⅲ侧绕组的零序电抗为：
X X 3 X n
0
I b(0)
0
U ( 0)
I c(0)
0
⑴. YN侧零序电流可流通; ⑵. d侧绕组内零序电流相成环流, 电压完全降落在漏抗上; ⑶. d侧外电路中零序电流=0; 表达以上三条的等值电路为：
jx I
jxII
jxm(0)
结论2: YN/d 变压器, YN侧与外 U ( 0) 电路连通, d侧接地, 且与外电路 断开。
图7-18 YN，yn，d接线自耦变压器的零序电流回路及其等值电路
(a)零序电流回路 (b)零序等值电路
其零序电抗为：
X 0 X X //( X X )
3( I I ) 流过自耦变压器中性点的电流为： I 0 0 0
2. 自耦变压器中性点经电抗接地
则II侧绕组归算到I侧的电压为：
kU k (U U ) U N N
其中： k U U 因此，I、II侧绕组间的电压降为：
U (U U ) k (U U ) U N N N N
则归算到I侧的I、II侧绕组间的零序电抗为：
由于变压器三相对称而绕组静止，因此变压器负
序电抗与正序电抗相等。 变压器的零序电抗与变压器的铁心结构及三相绕 组的接线方式等因素有关。 变压器零序电抗与铁心结构的关系： 对于由三个单相变压器组成的变压器组及三相五 柱式或壳式变压器，零序主磁通以铁心为回路，因 磁导大，零序励磁电流很小，故零序励磁电抗的数 值很大，在短路计算中可当作 Xm0 =∞。
XⅠ、XⅡ、XⅢ是各绕组自感和互感的组合电抗，即等 值电抗，一般通过短路试验按下式求出：
1 X X X X 2 1 X X X X 2 1 X X X X 2
将I绕组开路，则归算到I侧的Ⅱ、Ⅲ侧绕组的零序电抗为：
2 X X 3 X n k12
因此 ，零序电路中归算到I侧的各支路零序电抗为：
1 ) X 3 X n (1 k12 ) X ( X X X 2 1 X ( X X X ) X 3 X n (k12 1)k12 2 1 X ( X X X ) X 3 X n k12 2
(a)零序电流回路 (b)零序等值电路
由于Ⅰ侧与Ⅱ侧绕组间有耦合关系，将会在Ⅱ侧的 三个绕组中感应出三个大小相等、相位相同的电动势， 如图所示。
由图可见，a、b、c三点在电
路中具有对称性，因此这三点的 电位相等。所以在ea0、eb0、ec0三 个电动势的作用下只能在三角形 绕组中引起零序环流，而不能流 到绕组外面的线路上去。这与变 压器Ⅱ侧三相短路完全一样，其 图7-10 三角形绕组中的零序 等值电路如图7-9b所示。 电动势和电流 ∴ X 0 X X X m 0 X X X 1 ( X m0 X ) X X m 0