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 ： 、 零 序 励 磁 阻 抗 X0与 铁 心 结 构 的 关 系 、 变 压 器 零 序 等 值 电 路 与 外 电 路 的 连 接 、 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 。 双 绕 组 变 压 器零 序 电 压 施 加 在 Y、 d侧 )0(U )0(U 0)0( I )0(x因 在 三 相 绕 组 端 并 联 施 加 零 序 电 压 ， 端 点等 电 位 ， 故 ，用 阻 抗 表 示 为 ： 即 开 路 。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 )0(II)0(U )0(III 0)0( aI 0)0( bI 0 )0( cI . YN侧 零 序 电 流 可 流 通 ; . d侧 绕 组 内 零 序 电 流 相 成 环 流 , 电 压 完 全 降 落 在 漏 抗 上 ; . d侧 外 电 路 中 零 序 电 流 =0;表 达 以 上 三 条 的 等 值 电 路 为 ： )0(U Ijx IIjx )0(mjx结 论 2: YN/d 变 压 器 , YN侧 与 外电 路 连 通 , d侧 接 地 , 且 与 外 电 路 断 开 。 YN/y接 法 变 压 器 )0(II)0(U 0)0( IIIYN侧 有 零 序 电 流 ， y侧 无 零 序 电 流 通 路 ， 等 值 电 路 为 )0(U Ijx IIjx )0(mjx YN/yn接 法 变 压 器 )0(U )0(II )0(IIIII侧 因 中 性 点 接 地 , 提 供 了 零 序 通 路 ， 等 值 电 路 为 ： )0(U Ijx IIjx )0(mjx 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 。 v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。v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 X m 0 =。 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Xm 0 =0.31。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） 图7-9 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 在图（a）中，当零序电压加于变压器YN侧时，零序电流由侧绕组中性点入地形成回路。 1000 XXXXX XXXX mm 由于侧与侧绕组间有耦合关系，将会在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。这与变压器侧三相短路完全一样，其等值电路如图7-9b所示。图7-10 三角形绕组中的零序 电动势和电流 )( 0 XXm 当变压器YN侧中性点经电抗Xn接地时（图7-11a），将有 电流流过Xn ，其零序等值电路如图7-11b所示。03I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nnnmm XXXXXXXX XXXX 333 1000 )( 0 XXm 2. YN，y接线变压器（图7-12） 00 mXXX 3. YN，yn接线变压器（图7-13） )/(00 XXXXX m XXXXX 1 )( 0 XXXm 二、三绕组变压器的零序参数和等值电路1. YN，d，d接线变压器（图7-14） 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Xm 0较大，可认为无限大。 XXXX /0 2. YN，d，y接线变压器（图7-15） XXXX0 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)/(0 XXXXX 需要指出：双绕组变压器零序等值电路中的X、X是漏电抗，而三绕组变压器零序等值电路中的电抗X、X、X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： XXXX XXXX XXXX 212121 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Xm 0=。1. 自耦变压器中性点直接接地u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。 XXXXX 10流过自耦变压器中性点的电流为： 其零序电抗为： )(3 000 III u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。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)零序等值电路流过自耦变压器中性点的电流为： 其零序电抗为： )/(0 XXXXX )(3 000 III 2. 自耦变压器中性点经电抗接地u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 因此，I、II侧绕组间的电压降为：)()( NNNN UUkUUUU 设中性点的对地电压为 ，则I、II侧绕组对地电压分别为： NU NN NN UUU UUU 则II侧绕组归算到I侧的电压为：)( NN UUkUkU UUk其中： 2)1(3 kXXX n 则归算到I侧的I、II侧绕组间的零序电抗为：)1()()( 0000 kIjUIj UUIj UUkUUIj UUX NNNNNNN 其中：； XIj UU NN 0 )1(3)(3 0 000 kXIj IIXjIjU nnN 由图7-19(b) ，可得其零序电抗为： XkXXXXX n 20 )1(3 u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 (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：212)1(3 kXXX n )( 12 UUk 将II绕组开路，则归算到I侧的I、侧绕组的零序电抗为：nXXX 3 将I绕组开路，则归算到I侧的、侧绕组的零序电抗为：2123 kXXX n 12 1212 123)(21 )1(3)(21 )1(3)(21 kXXXXXX kkXXXXXX kXXXXXX nnn因此 ，零序电路中归算到I侧的各支路零序电抗为：