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相变压千赢国际器_图

文章来源:未知    时间:2019-09-19
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  千赢国际三相变压器_物理_自然科学_专业材料。第四章 三相变压器 1 电力体系采用的是三相供电制,于是电力体系顶用得最众 的是三相变压器。当三相变压器的一、二次绕组以必然的接法 联接,带上三相对称负载,一次绕组接对称的三相电源时,其 使命正在对

  第四章 三相变压器 1 电力体系采用的是三相供电制,于是电力体系顶用得最众 的是三相变压器。当三相变压器的一、二次绕组以必然的接法 联接,带上三相对称负载,一次绕组接对称的三相电源时,其 使命正在对称处境,此时各相电压、电流巨细相当,相位相 差 120? ,以是可取三相中自便一相举办解析计划,也即将三相 题目简化为单相题目,则前一章的解析法子和结论一律合用于 三相电道。本章不再反复论说,这里就三相变压器的几个格外 题目,即三相变压器的磁道体系、三相变压器的勾结组别和感 应电势波形等举办接洽,正在此根基上方便解析变压器的并联运 行、过错称运转、猛然短道及变压器空载合闸等题目。 2 第一节 三相变压器的磁道体系 三相变压器要紧有两种构造时势,一种是由三台单相变压 器组合而成,称为三相组式变压器或三相变压器组,另一种形 式是三柱式死心变压器,称为心式变压器。两种时势的变压器 磁道体系一律分歧。 一、三相组式变压器的磁道体系 把三立的单相变压器的绕组按必然方法作三相联接, 组成一台三相变压器。 特质:各相磁道相互独立,各不对系,各相主磁通以各自的 死心组成回道。若正在三相绕组接三相对称电源,三相主磁通 对称,三相空载电流也对称。 3 二、三相心式变压器磁道体系 (a)三个单相死心团结成 (b) 去掉中心心柱 图4-2 三相心式变压器的磁道体系 (c) 三相心式死心 特质是:各相磁道相互合系,每相磁通必需通过其它两相才 能组成闭合回道。 4 第二节 三相变压器的电道体系 -绕组的勾结方法和勾结组 一、绕组端点的符号与极性 高压绕组的某一端头电位为正时,低压绕组必有一个 端头电位也为正,这两个具有相似极性的对应端头称为同 极性端(或同名端),用符号“· ”外现。 (a)高、低压绕组绕向相似 图4-3 绕组的极性 (b)高、低压绕组 5  二、单相变压器的联接组 用时钟法外现时,用联接组来外现绕组的联接法,而用 时钟钟点数来外现二者之间的相位相干。单相变压器高、低压 绕组勾结组用I,I外现,钟点数依照下述准绳确定:高压绕组 的相电势看作时钟的长针,低压绕组的相电势看作时钟的短针, 令代外高压绕组电势的长针指向时钟盘面的12点,则代外低 压绕组电势的短针所指的钟点数即为绕组的勾结组别名。 图4-4 单相变压器高、低压绕组相电势之间的相位相干 6 三、三相变压器的电道体系 7 四、三相变压器的联接组 三相变压器高、低压绕组的联接方法、绕组符号的分歧,都使 高、低压绕组对应的线电势之间相位差分歧,联接组号是用来 反响三相变压器绕组的联接方法及对应线电势之间相位相干的。 高、低压绕组的联接方法分歧、绕组符号分歧,对应的线电势 相位相干也分歧,然则它们老是相差 的整数倍,于是也可 以采用时钟法来外现三相变压器绕组联接30和? 相位相干。同单相 变压器肖似,把高压边的线电势动作长针,固定指向钟外盘的 12点场所,低压边相应的线电势动作短针,它正在钟面上所指 的数字,即为三相变压器的联接组号。 8 1.Y,y0联接组 (a) Y,y0绕组接线图 (b) 相量图 图4-6 Y,y0联接组 9 2.Y,y6(Y-Y6)联接组 (a)Y,y6联接组接线联接组 (b) 相量图 10 3.Y,d11(Y / ? -11)联接组 B E? AB E? b a A E? A E? B E?C E? CA E? BC C (a)Y,d11联接组接线图 (b) 相量图 图4-8 Y,d11联接组 11 对变压器绕组联接组其它几点理解: 1、绕组符号(同名端或首终局)调动时,联接组号也调动; 2、Y,y联接的变压器联接组号均为偶数,Y,d联接的变压器联 接组号均为奇数; 3、D,d联接可获得与Y,y联接相似的组号,同样,D,y联接 也可获得与Y,d联接相似的组号。 电力变压器有五种联接组,离别是: 1、Y,d11联接组:用于低压侧电压凌驾400V,高压侧电压正在 35kV以下,容量5600kV·A以下的场地。 2、YN,d11联接组:用正在高压侧须要中性点接地,电压日常正在 35~110kV以上的场地。 3、Y,yn0联接组:用正在低压侧为400V的配电变压器中,供应 三相负载和单相照明负载,高压侧电压不凌驾35kV,容量不超 过1800kV·A。 4、YN,y0联接组:用于高压侧中性点须要接地的场地。 5、Y,y0联接组:用正在只供三相动力负载的场地。 最常用的联接方法是Y,y0和Y,d11两种。 12 第三节 三相变压器绕组勾结方法及磁道体系 对电势波形的影响 三相体系中,三相的三次谐波电流幅值相当,相位相似,即有: ?i03A ? I 03m sin 3?t ??i03B ? I03m sin 3(?t ?120?) ? I 03m sin 3?t ??i03C ? I 03m sin 3(?t ? 120?) ? I 03m sin 3?t 磁通中的三次谐波磁通也是巨细相当,相位相似。变压器 的空载电流波形与三相绕组的联接法(星形或三角形联接)有 合,而死心中磁通的波形又与磁道的构造时势(组式或心式变 压器)相合。 13 一、Y,y勾结的组式变压器电势波形 关于Y,y联接的组式变压器,一次绕组励磁电流中三次 谐波电流无法畅达,于是,励磁电流近似为正弦波。磁道饱和 时,其所爆发的主磁通肯定是平顶波,平顶波磁通波形中除了 基波磁通外,还含有三次谐波磁通,这里将其它高次谐波粗心。 图4-9 正弦波电流爆发的主磁通波形 14 三相组式变压器中,各相磁道互相独立,三次谐波磁 通和基波磁通相同,沿主磁道闭合,磁道对三次谐波的磁 阻小,三次谐波磁通较大,于是主磁通为平顶波。三次谐 波磁通与基波磁通相同,将正在变压器一、二次绕组觉得三 次谐波电势,因为谐波频率为基波频率的三倍 , 于是f由3 它? 感3 f应1 的三次谐波电势较大,有时可抵达基波电势 的45~60%。基波电势和三次谐波电势叠加,获得变压器 空载时的相电势波形为尖顶波,如图4-10所示。从图中 能够看出,相电势波形主要畸变,其所爆发的尖峰电压可 能危机绕组的绝缘。 15  二、Y,y勾结的心式变压器电势波形 关于Y,y勾结的心式变压器,其一次励磁电流也近似为正 弦波,但因为心式变压器三相磁道相互合系,各相的三次谐波 磁通巨细相当、相位相似,不行沿主磁道闭合,只可借助油、 油箱壁等造成闭合回道,该磁道磁阻大,使三次谐波磁通大大 衰弱,三相心式变压器中主磁通波形靠拢正弦波,从而相电势 波形也靠拢正弦波。于是,三相心式变压器能够采用Y,y勾结 方法。 三次谐波磁通正在变压器油箱壁等构件中惹起三倍频率的涡 流损耗,使变压器限度发烧和损耗补充,于是容量大于 1800kV·A的变压器不采用Y,y勾结方法。 16 三、Y,d勾结和D,y勾结变压器的电势波形 关于Y,d勾结的变压器(组式和心式),其一次绕组 中无三次谐波励磁电流通达,于是主磁通中将有三次谐波磁通, 谐波磁通正在一、二次绕组的相电势中觉得三次谐波电势。因为 二次绕组为三角形勾结,二次侧三相的三次谐波电势正在闭合的 三角形内造成三次谐波环流。因为一次绕组中无三次谐波电流 与之平均,于是二次绕组的三次谐波电流起着励磁用意。如许 能够以为死心中的主磁通是由一次侧的正弦波空载电流和二次 侧三次谐波电流联合修造,二次侧的三次谐波电流爆发的三次 谐波磁通对一次绕组的三次谐波磁通起去磁用意,于是三次谐 波磁通被衰弱,相电势中的三次谐波分量很小,以是相电势波 形近似为正弦波。 D,y勾结的变压器,一次绕组的三角形接法使空载电 流中的三次谐波分量能够正在闭合的三角形回道中畅达,于是各 相绕组空载电流为尖顶波,正在死心中修造的主磁通波形为正弦 波,绕组中觉得的相电势波形也为正弦波。 17 图4-12 Y,d勾结的三相变压器中的二次侧三次谐波电流 综上所述,三相变压器的一、二次绕组中只消有一侧 接成三角形,就能包管觉得电势波形靠拢正弦波。大容 量电力变压器若需接成Y,y勾结,能够正在死心柱上另加 一套第三绕组,并接成三角形,此绕组不接电源也不接 负载,用认为三次谐波电流供给通道,防御相电势波形 产生畸变。 18 第四节 变压器的并联运转 (a) 三线图 (b) 单线 三相Y,y接法变压器的并联运转 19 变压器并联运转有以下便宜: 1、降低供电的牢靠性。并联运转的变压器,借使个中一台 产生妨碍或检修,其它的变压器仍照常运转,供应必然的 负载。 2、降低运转功效。并联运转变压器可依照负载的巨细调理 进入并联的台数,从而减小能量损耗,降低运转功效。 3、删除备用容量,并可随用电量的补充,分批装置变压器, 删除初度投资。 一、变压器理念的并联要求 1、各变压器的一次和二次额定电压相当,即各变压器变 比相当; 2、千赢国际各变压器一次和二次线电压的相位差相似,即各变压 器连合组别相似; 3、各变压器的阻抗电压标幺值相当,短道阻抗角也相当。 20 二、变比不相当时变压器的并联运转 , (a)并联接线示图谋 (b)简化等效电道图 图4-14 变比不等时变压器的并联运转 U? 20? ? U?1 K? U? 20? ? U?1 K? ?U? 20 ? U? 20? ? U? 20? ? U?1 K? ? U?1 K? 21  I?2C ? ?U? 20 Z k? ? Z k? 并联变压器纵然有很小的电位差存正在,因为短道阻抗 值很小, 也会正在并联变压器中爆发很大的环流。如变压器 变比差1%时,环流可达额定值的10%。环流分歧于负载电 流,正在变压器空载时,环流就仍然存正在,它的存正在将占用 变压器的一局限容量,使变压器空载损耗补充,带负载能 力低浸。 以是,变压器创设时,应对变比差错加以厉刻掌管,一 般恳求 ?K* ? 0.5% 22 三、勾结组别分歧时的并联运转 ?U20 ? U20? ? U20? 此时的相位差等于二次侧线电压,这个相位差将正在 变压器中惹起很大的环流,或许凌驾额定电流的很众倍, 从而烧坏变压器。 23 四、阻抗电压标幺值不等时的并联运转 I?? : I?? ? 1 Z k? : 1 Z k? I??* : I??* ? 1 Z k?* : 1 Z k?* 各变压器负载电流与它们的短道阻抗标幺值成反比。当各 并联变压器阻抗电压标幺值相当时,各变压器负载率相似。否 则,阻抗电压标幺值不等的变压器并联运转时,阻抗电压标幺 值大的变压器满载运转,阻抗电压标幺值小的变压器仍然过载; 而阻抗电压标幺值小的变压器满载运转时,阻抗电压标幺值大 的变压器又处于欠载运转。 借使并联运转各变压器阻抗电压标幺值相当,负载率相似, 则负载分派最为合理。因为容量附近的变压器阻抗值附近,所 以日常并联运转变压器的容量比不凌驾3:1。 24 正在计划变压器并联运转时的负载分派题目时,还通常采用下面 的计划法子: (1)n台并联运转变压器中第i台变压器负载电流为 1 ? I?i ? Z ki n1 I? i?1 Z ki (2) 第i台变压器负载系数为 ? ? i ? Ii I Ni ? I Z ki* n i?1 I Ni Z ki* 25 第五节 三相变压器的过错称运转 一、对称分量法 所谓对称分量法是把一组过错称的三相电压(或电流)判辨 为三组对称的正序、负序、零序电压(或电流),先按各序对 称的三相体系稀少用意的处境离别计划,再把结果叠加就获得 本来那组过错称三相电压(或电流)。 设三相过错称电流为 Ia 、 Ib 、 Ic ,按对称分量法 可判辨为正序、负序、零序三相对称分量电流。个中正序电 流为巨细相当、相位互差 120? 、相序离别为a-b-c的三相电 流;负序电流为巨细相当、相位互差 120? 、相序离别为a-cb的三相电流;零序电流为巨细相当、相位相似的三相电流。 26 Ia ? Ia? ? Ia? ? I a 0 ? ? Ib ? Ib? ? Ib? ? Ib0 ? Ic ? Ic? ? Ic? ? Ic0 ? ? Ib? Ib? ? ? a2 aI Ia a? ? , , I Ic c? ? ? aI ? a2I a a ? ? ? ? ? Ia0 ? Ib0 ? Ic0 ? ? a ? e j120? , a2 ? e j240? , a3 ? 1 1? a ? a2 ?1 27  Ia Ib ? ? Ia? ? a2Ia? Ia? ? Ia0 ? aIa? ? ? ? Ia0 ? Ic ? aI a ? ? a2Ia? ? I a 0 ? ? Ia? ? 1 3 ( I a ? aIb ? a2Ic )?? ? Ia? ? 1 3 ( I a ? a2Ib ? aI c ) ? ? ? Ia0 ? 1 3 (Ia ? Ib ? Ic ) ? ?? 28 二、Yyn勾结的三相变压器带单相负载运转处境解析 1.二次侧电流 Ia ? I? ? Ib ? 0? Ic ? 0 ? ? 29  Ia? ? 1 3 ( I a ? aIb ? a2Ic ) ? 1 3 I ? ? ? Ib? ? a2Ia ? 1 a2I 3 ? ? ? 1 Ic? ? aIa ? 3 aI ? ?? Ia? ? 1 3 (Ia ? a2Ib ? aIc ) ? 1 3 I ? ? ? 1 Ib? ? aIa ? aI 3 ? ? ? Ic? ? a2Ia ? 1 a2I 3 ? ?? Ia0 ? Ib0 ? Ic0 ? 1 3 ( Ia ? Ib ? Ic ) ? 1 3 I 30 2、一次侧电流 1 I A? ? ?Ia? ? ? 3 I ? ? ? IB? ? Ib? ? ?a2Ia ? ? 1 3 a 2 I ? ? ? IC? ? Ic? ? ?aIa ? ? 1 aI 3 ? ?? I A? ? ?Ia? ? ?1 3 I ? ? ? 1 IB? ? ?Ib? ? ? aI 3 ? ? ? IC? ? ?Ic? ? ? 1 3 a2I ? ?? 11 2 IA ? IA? ? IA? ? ? 3 I ? 3 I ? ? 3 I ? ? ? IB ? IB? ? IB? ? ? 1 a2I 3 ? 1 3 aI ? 1 3 I ? ? ? IC ? IC? ? IC? ? ? 1 aI 3 ? 1 a2I 3 ? 1 3 I ? ?? 31 3.各序等效电道 (a) 正序等效电道 (b) 负序等效电道 (c) 零序等效电道 图4-19 Yyn勾结三相变压器带单相负载时的各序等效电道 32  4、单相负载电流解析 ?Ua? ? U A? ? Ia?Zk ? ? ?Ua? ? Ia?Zk ? ?Ua0 ? Ia0 (Zm0 ? Z2 )?? ?Ua ? ?(Ua? ? Ua? ? Ua0 ) ? U A? ? Ia?Zk ? Ia?Zk ? Ia0 (Zm0 ? Z2 ) ?Ia? ? ?Ia? ? ?Ia0 ? 2Zk Ua? ? Z2 ? Zm0 ? 3ZL ?I ? ?3Ia? ? 2Zk ? 3Ua? Z2 ? Zm0 ? 3ZL ?I ? Ua? 1 3 Zm0 ? ZL 33  三相变压器带单相负载时,负载电流的巨细除了与负载有 合外,还与零序阻抗相合。Yyn勾结的三相组式变压器,零序 磁通能够正在各相独立的死心主磁道中通过,主磁道的磁阻很 小,零序磁通很大,其所对应的零序阻抗也很大,等于正序 励磁阻抗。变压器纵然二次侧产生单相短道,即负载阻抗, 短道电流也不会太大,为: ?Ik ? 3Ua? Zm0 ? 3I0 当变压器二次侧产生单相短道时,短道电流也唯有励磁电 流的3倍。于是,Yyn勾结的组式变压器带单相负载时,不行 向负载供给所需的电流和功率,即没有带单相负载的本事。 Yyn勾结的心式变压器,由于零序磁通不行正在合系联的死心组成 的主磁道中闭合,只可通过油和油箱壁等组成闭合回道,磁道 的磁阻很大,零序磁通很小,与其对应的零序阻抗也很小,负 载电流要紧由负载阻抗决计,于是Yyn勾结的心式变压器有带单 相负载的本事。 34 第六节 变压器的空载合闸 变压器二次侧空载,把一次侧绕组接入电源,称为变压器 的空载合闸。变压器平常运转时,励磁电流很小,日常唯有额 定电流的2%~10%。但空载合闸到电网的刹那,励磁电流可 能快速补充为平常励磁电流的几十倍,以至上百倍,空载合闸 闪现的瞬态电流打击,或许惹起体系跳闸。 图4-20 变压器空载合闸 35 电网电压按正弦法则变革,则空载时一次侧的电压平均方程为: u1 ? 2U1 sin(?t ? ? ) ? i0r1 ? N1 d? dt d? N1 dt ? 2U1 时sin(?t ? ? ) 正在 t ? 0 , ? ? 0 的初始要求下,上式的解为: ? ? ??m cos(?t ? ? ) ? ?m cos? ? ?t ? ?t? ?t ? ??m cos(?t ? ? ) ?t? ? ?m cos? 解说:磁通的巨细与合闸时电压的初相角相合 。 36 1.初相角 ? ? ? 时合闸 2 ? ? ?m sin ?t 37 2、初相角? ? 0? 时合闸 ? ? ??m cos?t ? ?m 正在空载合闸后半个周期,磁开放到最大值,为平常励磁磁 通的两倍。这个两倍的磁通将使死心处于主要过饱和,从 而导致励磁电流快速补充,可抵达平常励磁电流的几十甚 至上百倍,额定电流的5~8倍。死心饱和水平越高,合闸电 流也越大。 38 第七节 变压器的猛然短道 一、猛然短道电流 u1 ? 2U1 sin(?t ??) ? ik rk ? Lk dik dt ?t ik ? ? 2Ik cos(?t ??) ? 2Ik cos?e Tk ? ik? ? ik?? 猛然短道电流的巨细与产生短道刹那电源电压的初相角相合。39 1、猛然短道产生正在电压初相角 ? ? ? 时 2 ik ? 2Ik sin?t 猛然短道一产生就进入安静状况,短道电流值最小。 2、猛然短道产生正在电压初相角 ? ? 0? 时 ?t ik ? ? 2Ik cos?t ? 2Ike Tk 40  二、过电流的影响 猛然短道会惹起变压器爆发很大的打击过电流,这个过电 流对变压器的影响要紧有两个方面,一是爆发电磁力,二是使变 压器发烧。 因为变压器绕组的导线处于漏磁场中,导线中的电流与漏 磁场互相用意,正在绕组导线上爆发电磁力,其巨细与漏磁场的磁 通密度和导体中电流的乘积成正比。而漏磁场的磁通密度又与电 流成正比,于是电磁力与电流的平方成正比。变压器猛然短道时 的电流最大值可达额定值的25~30倍,绕组受到的电磁力将抵达 额守时的400~900倍。且这个力追随打击电流同时爆发,时光很 短,断道器来不足行为。借使变压器安排时未探究这个打击力, 这样大的电磁力将导致变压器绕组变形和绝缘损坏。 同时,变压器绕组的铜耗也随电流成平方相干变革,于是, 变压器猛然短道时,绕组的铜耗可达额守时的几百倍,借使不迅 速割断电源,绕组温度将快速上升。于是,大型电力变压器都有 过热掩护安装,一朝产生短道妨碍,将实时割断电源。 41

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