一、基本概念
1问题提出
前面分析的三相变压器是(原,副)对称运行情况;可是,实际中有时又出现电压或负载不对称的情况,从而造成三相电流不对称,即各相电流(或电压,电势)大小有可能不同,相位也不依差120°,谓之不对称情况。
2分析方法
三相变压器对称运行,转化为单向问题来处理;三相变压器不对称运行,用对称分量法和叠加原理。
二、对称分量法
1思想方法
对任一组不对称三相系统分解为正序,负序,零序三组对称的三相系统。
2正,负,零序系统(以电流为例)
(1)定义
正序系统:三相系统大小相等,相位依次为A→B→C差120°;
负序系统:三相系统大小相等,相位依次为A→C→B差120°; 零序系统:三相系统大小相等,相位均相同。 |
(2)公式分解a=cos120°+jsin120°; aa=cos240°+jsin240°
正序电流:IA+,IB+=aaIA+,IC+=aIA+
负序电流:
IA-,IB-=aIA-,IC-=aaIA-零序电流:
IA0,IB0=IA0=IC0(3)相量图表示
把A,B,C相的正,负,零序的相量叠加起来,得IA,IB,IC不对称分量。
(4)变换关系的数学式
①
IA=IA++IA-+IA0 IB=IB++IB-+IB0=aaIA++aIA-+IA0 IC=IC++IC-+IC0=aIA++aaIA-+IA0②
IA+=(IA+aIB+aaIC)/3 IA-=(IA+aaIB+aIC)/3 IA0=(IA+IB+IC)结论:一组不对称的系统可分解为三组对称的系统;三组对称的系统可合成一组不对称的三相系统。
三、三相变压器当“Y,yn”联结时的单相短路运行
单相运行是不对称运行中的一种特殊情况,有时会遇到。例如,三相电流中要照明,只用其中一相。
设a相短路,b,c相开路,此时,
Ia=Ik(短路电流),Ib=Ic=0 因此,副边电流是一个不对称的系统,可用对称分量法把它分解为3个对称分量系统。根据磁势平衡原理,原边也将产生与副边大小相等方向相反的3个电流系统,以相应产生磁势来抵消副边电流的磁势。由于原绕组没有中线,所以零序电流不能在原边流通。原边各相电流为:IA=IA++IA-=-2Ik/3 IB=IB++IB-=Ik/3 IC=IC++IC-=Ik/3
相位图说明,尽管外施电压对称,当副方接有单相负载后,在每相绕组上都叠加有零序电势造成相电压不对称,称这种现象为“中心浮动”其程度取决于E0而E0大小又取决于零序电流的大小和铁芯结构。
组式变压器零序磁阻小,零序磁通和零序电势 E0较大,则中点移动大;三相芯式变压器,中点移动小。中点浮动物理意义:负载不对称使相电压不对称,从而 IA无中线,只好经B、C相流回,认为增加了B,C相激励电流,使EB和EC增大,导致A相相电压下降,中点浮动。结论: 1组式变压器,单相短路电流并不大,只是空载电流的3倍,故无法承担负载。 |