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《电机学》听课笔记:12

三、三相变压器绕组联接法和磁路系统对空载电动势波形的影响

在单相变压器的空载运行时,当外施电压为正弦波时,由于U∝E∝Ψ,感应电动势和主磁通也是正弦波,如果磁通饱和,励磁电流将呈现尖顶波形,其中除了基波外,还含有较强的三次谐波。

对于单相变压器而言磁化曲线的非线性,可以近似认为: 电流为正弦波时 磁通为平顶波 含三次谐波;反之磁通为正弦波时 电流为尖波 含三次谐波

1Yy联接

Yy连接的三相变压器 在三相系统中三相电流的三次谐波在时间上同相位在一次侧为Y接的三相绕组中,三次谐波不能流通即励磁电流不含有三次谐波而接近正弦拨。

⑴三相组式变压器 三相式变压器磁路是相互独立的 ,当励磁电流程正弦波 主磁通呈平顶波时 主磁通中的三次谐波和基波一样,可以沿铁心闭合在铁心饱和的情况下,其实含量较大,最大幅值可以达到基波磁能最大幅值的的15%

-20% 绕组中每相的感应电动势为

e1=-N1dΦ/dt=e11+e13               e2=-N2dΦ/dt =e21+e23

一次册绕组中的感应基波、三次谐波电动势的有效值分别为 E=4.44fN1Ψm

相电动势的波形为尖顶波 三次谐波电动势幅值可达基波幅值的45%到60%甚至更大。但在线电动势中不存在三次谐波

★三相组式变压器不能使用Yy联接

三相心式变压器  这中变压器的磁路是各相相互关联的。对于三相

2(D,y)及(Y,d)联接的三相变压器  对于Dy联接的三相变压器,由于在一次侧三角形连接法的绕组,三相同相位的三次谐波可以流通。因此在励磁电流中存在所需要的三次谐波分量,从而使主磁通呈正弦波,使相电动势呈正弦波,因为铁心中的主磁通决定于一次侧绕组和二次绕组的合成磁动势,所以三角形连接的绕组在一次侧或二次侧没有区别。故上述结论也适合于(Y,d)连接的三相变压器,我国制造的1600KV以上的变压器,一次侧,二次侧总有一方是接三角形的

三角形绕组三角形绕组

3.8变压器的并联运行

一并联运行的条件

1变比相等

2连接组别相同

3短路阻抗的标幺值相等;

4短路电阻和短路电抗的标幺值分别相等

二、变比不等的变压器运行

设两台变压器连接组号相同,变比不等,将一次侧各物理量折算到二次侧,并忽略励磁电流,则得到并联运行时的简化等效电路,在空载时、两变压器绕组间的环流为:

变比不等的变压器并联运行变比不等的变压器并联运行

Ic=[U1/k1-U1/ku]/(Zk1+Zku)

三、联接组别号不等对变压器并联运行的关系、

连接组号不同的变压器虽然一次侧、二次侧额定电压相同,但二次侧电压相量的相位至少相差30度 。

例如(Yy0)(Yy11)一次侧接入电网 二次侧电压就相差30度 ,相量为 ΔU=2*sin30/2=0.52由于短路阻抗很小,将在两变压器绕组中差生很大的空载环流,其值达到额定电流的5.2被,这是绝对不允许的

四短路阻抗不等时变压器的并联运行

设两台变压器一次 二次额定电压对应相等连接组号想同,满足以上2个条件 可以把变压器并联在一起 略去励磁电流得等效电路

I=I1+I2 (I 、I1、I2分别为总负载电流、变压器I、变压器2的负载电流)

I1/I2=Z1/Z2 

   I1/In1          Z1     Un/In1       Z1 Zn1
-----------  = ---- --------------=------------ =z1/z2∠Θ2-Θ1

   I2/In2          Z2     Un/In2        Z1 Zn2

对于容量相差不太大的两台变压器,其短路阻抗角差异不大,故负载系数仅仅取决于短路阻抗的模:

β1/β2=Z2/Z1

并联运行的变压器的变压器其负载系数与其短路阻抗的标幺值成反比。标幺值小的变压器先达到满载        

11

为了充分利用变压器的容量,并联运行的变压器的额定容量之比不要

超过3:1

3.14电流互感器和电压互感器

一电流互感器   

1工作原理如图

由于设计磁密很低Bm<0.2T

励磁电流很小 近似认为励磁电路开路

有磁势平衡关系

电流互感器电流互感器

I1/I2=N1/N2

★电流互感器运行时二次绕组不能开路

(没有二次绕组抵消磁密 会使铁心产生铁耗而使铁心过热;会使二次绕组产生大的感应电动势 而产生危险)

若要更换或维修时 先把二次绕组短路然后更换仪表 接好仪表后在把其开路

二、电压互感器

电压互感器电压互感器

Bm=1.0T--1.2T让磁路不饱和 并忽略漏磁阻抗压降 则有

U1/U2=N1/N2

★电压互感器运行时二次侧不能短路

 

 

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