对称分量经变压器后,不仅数值大小要发生变化,而且相位也可能发生移动。变压器两侧各序分量大小关系由变压器变比决定,而相位关系则与变压器的连接组别有关。如果用标幺值表示,变压器的变比k*=1,则各序分量仅有相位的变化。以下采用标幺值进行分析,并以变压器的两种常用连接方式Y,y0和Y,d11来说明两侧对称分量的相位关系。注意电流相量和电抗标幺值统一归算至同一基准容量。
图9-28(a)表示Y,y0连接的变压器,用A、B和C表示变压器一次绕组的出现端,a、b和c表示二次绕组的出线端。如果在一次侧施以正序电压,则二次相电压与一次相电压同相位,如图9-28(b)所示。如果在一次侧施以负序电压,侧二次相电压与一次相电压也是同相位,如图9-28(c)所示。对这样连接的变压器,两侧相电压负序分量或正序分量的标幺值分别相等,且相位相同,即
对于两侧相电流的正序及负序分量,也存在上述关系。
如果变压器接成YN,yn0,而又存在零序电流的通路时,则变压器两侧的零序电流(或零序电压)亦是同相位。因此,电压和电流的各序对称分量经过Y,y0连接的变压器时,并不发生相位移动。
Y,d11连接的变压器,情况则打不相同。图9-29(a)所示为这种变压器的接线。在空载情况下,如在Y侧施以正序电压,d侧的线电压与Y侧的相电压相同,但d侧的相电压超前于Y侧相电压30°,如图9-29(b)所示。当在Y侧施加负序电压时,d侧的相电压落后于Y侧相电压30°,如图9-29(c)所示。变压器两侧相电压的正序和负序分量存在以下关系
图9-27 各种不同类型短路时的各序电压分布规律
图9-28 Y,y0连接变压器两侧电压的正、负序分量的相位关系
(a)Y,y0连接变压器;(b)正序分量;(c)负序分量
图9-29 Y,d11连接的变压器两侧电压的正、负序分量的相位关系
(a)Y,d11连接的变压器;(b)正序分量;(c)负序分量
电流也有类似的情况,d侧的正序电流超前Y侧的正序电流30°,d侧的负序线电流落后于Y侧的负序线电流30°。于是有
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Y,d11连接的变压器,在三角形侧的外电路中不含零序分量。
由此可见,经过Y,d11连接的变压器并且由星形侧到三角形侧时,正序系统逆时针方向转过30°,负序系统顺时针方向转过30°。反之,由三角形侧到星形侧时,正序系统顺时针方向转过30°,负序系统逆时针方向转过30°。因此,当已求得星形侧的序电流、时,三角形侧各相(不是绕组)的电流分别为
当已知三角形侧各序电流分量时,可列出星形侧各相电流分别为
当变压器为任意接线组别ξ时,两侧线电流的关系如下
当变压器中电流由二次侧流向一次侧,考虑该电流在变压器阻抗上形成的压降时,两侧电压的关系为
式中 XT1、XT2——变压器的正序、负序漏抗标幺值。
不对称短路故障时,分析变压器两侧电流分布及其电压、电流的相量关系可由下述方法求解:用相量作图的方法来分析变压器两侧电流、电压的大小和相位关系,方法比较直观,也很方便,同时还可以用来校验计算方法所得结果的正确性,在继电保护方面应用广泛。
发生不对称短路时,电压、电流经变压器变换的相量作图方法如下:
(1)首先求出短路故障处的各序电压、电流相量,并根据短路故障类型、短路相别求出相互间关系,然后作出短路点侧的电压、电流相量图。
(2)根据变压器的接线组别,确定变压器另一侧(非短路侧)的各序分量电压、电流的表示式。
(3)应用计算公式或相量作图法,将变换后的各序分量电压、电流进行叠加,即可求得变压器另一侧的各相电压和电流。
(4)为了比较不对称故障时变压器两侧电流的分布情况,把各相的电流都以故障相的电流来表示。
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