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三相变压器联结法和磁路系统对电势波形的影响

2020-8-23 19:32| 发布者: admin| 查看: 910| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要:   在分析单相变压器的空载运行时指出,由于磁路存在着饱和现象,当主磁通为正弦波时,励磁电流为尖顶波,其中除基波外还主要包含有三次谐波。但在三相变压器中,三次谐波电流在时间上相位相同。即         ...

  在分析单相变压器的空载运行时指出,由于磁路存在着饱和现象,当主磁通为正弦波时,励磁电流为尖顶波,其中除基波外还主要包含有三次谐波。但在三相变压器中,三次谐波电流在时间上相位相同。即

           (1)

  可见其大小相等,相位相同,三次谐波电流是否在变压器中流通,将直接影响主磁通和相电动势的波形。

  如果三相变压器的绕组为YN或D接法,则三次谐波电流可以流通,各相磁化电流可以为尖顶波。

  如果三相变压器的绕组为Y接法,则三次谐波电流不能流通,认为各相磁化电流为正弦波。

  主磁通若不是正弦波,可以分解为基波和三次谐波,对三次谐波:

              (2)

  大小相等,相位相同:

  三相组式变压器,各相磁路彼此无关,三次谐波磁通走铁心磁路,其磁阻较小;

  三相心式变压器,各相磁路彼此相关,三次谐波磁通被挤到铁心柱周围的气隙,通过油箱壁构成闭合磁路,其磁阻较大;

图1 三相变压器的三次谐波磁通

  而三相变压器绕组的联结法及磁路系统都决定三次谐波电流在变压器中的存在与否,下面进行分析。

  1.Y,y联结组

  我们知道三次谐波电流构成零序对称组,不能存在于无中线的星形连接的三相电路中,所以当正弦电压施加于Y连接的变压器时,Im接近正弦波,主磁通为平顶波,其中三次谐波磁通的大小及对电势波形的影响还要看磁路系统的结构.

  (1)三相变压器组

  组成磁路系统的特点是互相独立,彼此无关,所以三次谐波磁通和基波一样可以存在于各相磁路中,在一,二次侧绕阻中每相感应电势为:

                (3)

               (4)

  加之三次谐波频率 ,所以感应的三次谐波电势相当大,可达基波的50%,结果使相电势波形严重畸形,幅值很高,可使绕阻绝缘击穿,所以三相变压器组不允许采用Y,y联结。

  (2)三相心式变压器

  心式磁路特点是互相联系,彼此相关,而三次谐波磁通,也是零序对称组,由于磁路构成三相行星形磁路,三个同相,同大小的磁通不能沿铁心磁路闭和,这和三次谐波电流不能在Y接三相电路中流通相似,但他们可以经油箱壁等形成闭路,由于这些磁路的磁阻很大,使三次谐波磁通大为削弱,所以相电势中也接近正弦波。但三相谐波磁通沿油箱闭和,引起附加涡流损耗,降低变压器效率,因此,对心式变压器Y,y接仅在容量为1600千伏安以下的中,小容量的变压器中采用。

  2.Y,d或D,y联结组

  (1)D,y联结组

  D,y联结组的三相变压器,因一次侧为△接,三次谐波电流可在△接的电路中流通,所以主磁通为正弦波,由它感应的一二次侧相电势e都接近正弦波。

  (2)Y,d联结组

  Y,d联结组的三相变压器,因一次侧电流无三次谐波分量,所以主磁通和一,二次侧相电动势出现电动势出现三次谐波分量。

  滞后,由于三相的方向一到,故在△接的二次闭路中产生,因电阻远于电抗,所以滞后近90度,产生几乎完全抵消了的作用,所以合成磁通及电势接近正弦波。

  只要变压器有一侧采用“角形”接,就能保证主磁通及电势波形为正弦波。在大容量变压器中,当一、二侧都是“Y”联结时,可另加一个接成“角形”的小容量第三侧。供改善电势波形之用。

  综上所述:三相变压器的相电势波形与绕组接法和磁路系统有密切的关系。只要变压器有一侧是角接。就能保证主磁通及电势波形为正弦波。


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