3(1) 三相变压器的不对称运行

第5章三相变压器的联结组与不对称短路原理简述1．极性测定的依据高、低压线圈之间的相电压相位决定于两个线圈的标号及其绕向，如图5-1示。

若高、低压线圈的标号和绕向都相同（或都相反，图略），则高、低压侧的相电压同相，这时我们说两点同极性。

若只有标号（或绕向，图略）反了，如图5-2，则相电压的相位相反，这时我们说两点不同极性。

2．三相绕组的联接方法把三个单相绕组联成三相绕组将有好几种联法，其中最基本的形式有星形（或形）接法和三角形（D或形）接法两种，此外，还有曲折接法（或接法）。

它们的绕组联接图和电压相量图如图5-3所示。

形联接方法的副方每相绕组有一中间抽头,将绕组分成为相等的两半，和、和、和分别套在不同的铁芯柱上，把一个铁芯柱上的上半个绕组与另一铁芯柱上的下半个绕组反向串联，组成新的一相绕组后，再接成星形联接，其相量图每相相量连接线成曲折形，顾名思意称为曲折形（或形）接法。

从电压相量图可见，相电压只有原来绕组的，就是说在相同的电压下绕组匝数增加到倍，增加了用铜量和损耗。

但形联接的变压器能防止冲击波影响，运行在多雷雨地区可减少变压器雷击损耗。

还常使用于某些整流变压器中以防止中性点位移，使三相电压接近平衡来提高整流效率。

因此形接法近年来渐渐增多，国家标准GB1094-85中也被列为常用联结组之一。

图5-3 三相绕组联接的基本形式（1）形联接法（2）△形联接法（3）形联接法图 5-4 △联接和联接的左行接法在图5-4中画出了三角形接法和曲折形接法的另一种联接次序。

我们把图5-3称右行接法，图5-4就称左行接法。

由于联接次序不同，它们的线电压相位关系就不相同，这一点在下面的联结组别中应注意区别。

一般情况下三角形联接和曲折形联接只采用右行联接，以后不加说明的三角形联接和曲折形联接都是指右行联接。

3．三相变压器的联结组三相变压器高、低压侧线电压之间的相位关系，不但与标号和绕向有关，还与三相线圈的联接方式有关。

根据电机学理论，习惯上用“时钟法”来表示高、低压两侧间线电压的相位关系。

安全视域下煤矿变压器常见问题的分析及解决方案作者：王毅来源：《商品与质量·消费视点》2013年第12期摘要：现阶段，在煤矿的供电系统当中，变压器是较为核心的电器设备，在安全视域下煤矿变压器运行状态的好坏，会对煤炭生产的产量和安全有着直接的影响。

本文具体将煤矿变压器的常见问题为基本点，详细的分析了常见问题的解决方案，并且通过煤矿变电器综合保护技术的实践，利用变电器保护装置的原理及插件设计，避免了变压器故障的产生。

关键词：安全视域；煤矿变压器；常见问题；解决方案前言：想要将煤炭生产的产量与安全性能提升，有必要开展定期的检查，要细致的把握煤矿变压器的运行状况，并分析在运行过程中所存在的异常问题，及时的断定故障原因以及提出故障的解决方案。

本文按照安全视域下的煤矿变压器的常见问题，总结了相应的变电器综合保护技术。

1.分析安全视域下煤矿变压器的常见问题1.1 变压器的不对称运行变压器在运行的过程中所产生的不对称现象，具体有三方面的原因：1.1.1 由两相运行而产生的不对称运行，会降低变压器的容量；1.1.2 不一致的三相负载而导致不对称的运行，具体是由于变压器自身较大的单项负载功率而产生的；1.1.3 三相变压器组具体是由三台单变压器而构成的，在任何一台受损后，并使用不同短路阻抗来替代时，就会导致电压以及电流的不对称。

在变压器运行过程中产生不对称的状态时，一方面会损坏变压器，另一方面还会由于电压和电流的不对称，直接影响用户的用电情况。

此外，还会影响到电力系统的继电保护以及沿线的通讯线路运行。

1.2 不均匀的噪声由于变压器的电压高出了允许值，就会产生不均匀的噪声。

在一般情况下，煤矿变压器需要运行在额定的电压下。

在超出10%的额定电压时，一方面会发出强烈的噪音，另一方面还会增大40%左右的铁损值，升高了变压器温度，则就会降低使用期限。

1.3 变压器漏油变压器在漏油的情况下，其油面就会低于油位表，此时无法清晰观察油是否变色。

1. 对配电变压器的影响(1)三相负荷不平衡将增加变压器的损耗：变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。

正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。

而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。

当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。

从数学定理中我们知道：假设a、b、c 3个数都大于或等于零，那么a+b+c≥33√abc 。

当a=b=c时，代数和a+b+c取得最小值：a+b+c=33√abc 。

因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为：Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的相电阻。

则变压器的损耗表达式如下：Qa+Qb+Qc≥33√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。

则变压器损耗：当变压器三相平衡运行时，即Ia=Ib=Ic=I时，Qa+Qb+Qc=3I2R;当变压器运行在最大不平衡时，即Ia=3I，Ib=Ic=0时，Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。

(2)三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果：上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍)，超载过多，可能造成绕组和变压器油的过热。

绕组过热，绝缘老化加快;变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器寿命(温度每升高8℃，使用年限将减少一半)，甚至烧毁绕组。

(3)三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高：在三相负荷不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流，而变压器内部零序电流的存在，会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。

但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。

变压器不对称运行的原因分析Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________变压器不对称运行的原因分析简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。

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造成变压器的不对称运行，就大的方面说有三类原因：1、由于三相负载不一样，造成不对称运行例如小变压器供电给照明、电焊等负载，或有的变压器供电给电气机车用电及炼钢炉等具有单相性质的负载等。

这种负载不对称使流过变压器的三相电流不对称，由于三相电流不对称而使三相阻抗压降不对称，造成二次侧三相电压不对称。

电压不对称，对三相感应电动机和照明设备的运行是不利的。

但一般来说，由于变压器本身阻抗所造成的电压不对称程度是不大的。

这种不对称运行，主要需要考虑的是，在运行中要按丫/丫?-12接线的变压器的中线电流不超过低压线圈额定电流的25%。

2、由三台单相变压器组成三相变压器组当三相变压器组中一相损坏而用不同参数（如有不同阻抗电压或不同变比)的一相来代替时，会造成电流和电压的不对称。

这种变压器组，在运行时不仅本组的电流不对称，还会使其它与之相连的有接地中性线的变压器会产生地中电流，且其本身的可用容量小于三个单相变压器容量的总和。

可用容量和不对称程度取决于变压器参数的配合情况。

电机学第四章 三相变压器的不对称运行• 第一节 概述 • 第二节 对称分量法• 第三节 三相变压器的各序阻抗及等效电路 • 第四节 三相变压器Yyn连接单相运行Exit第1页电机学第一节 概述• 三相变压器实际运行时，可能出现各种不对称运行 的情况。

例如：单相负载或某一相断开检修等 • 对Yyn联结组，不对称负载会引起中点偏移，导致 二次侧相电压发生较大的变化 • 三相电流不对称：各相电流大小可能不相同，相位 也不依次差120º • 分析不对称运行采用的方法是“对称分量法”Exit第2页电机学• 一、三相不对称的危害▪ 三相异步电动机在不对称电压下运行，效率 和功率因数等力能指标下降 ▪ 三相四线制供电系统中，常接有单相负载， 若三相电压不对称，可能造成相电压升高或 降低，对单相负载运行不利 ▪ 可能使变压器个别绕组过电压或过电流Exit第3页电机学• 二、产生不对称运行的原因▪ 1、外施电压不对称• 即使负载对称，二次侧电压也会不对称，使电流 不对称▪ 2、各相负载阻抗不对称• 即使外施电压对称，三相电流也不对称，使二次 侧电压不对称▪ 3、外施电压和负载阻抗均不对称Exit第4页电机学第二节 对称分量法• 一、定义U ▪ 对称系统， a、U b、U c 看成一个独立变量 U a，U b = a U a，U c = aU a2a=ej 120=e− j 240a 2 = e j 240 = e − j 1201 = cos 120° + j sin 120° = − + j 2 1 = cos 240° + j sin 240° = − − j 2j03 2 3 2第5页a =e3j 360=e=11+ a + a = 02Exit电机学U • 不对称系统： a、U b、U c 互不相关，大小不一定相等，相位不依次差120º，为三个独立变量• 对称分量法：实际上是一种线性变换， 把不对称的三相系统分解成三个独立的 三相对称的系统：正序系统、负序系统 和零序系统Exit第6页电机学• 正序系统：三相量大小相等，互差120°，且与 系统正常运行相序相同A-B-C。

配电变压器三相负荷不平衡原因及调整方法摘要：目前，由于我国大部分的低压配电系统都是采用的三相四线制的接线方式，这样会造成单相负载不均衡问题的出现，从而导致变压器输出侧处在三相不平衡的状态下。

配电变压器长期处于三相不平衡的运行状态，会导致变压器损耗、电动机有功输出降低，加大了配电线路损耗、降低了变压器的输出、损坏客户用电设备等现象出现。

采取切实可行、经济合理的补偿抑制措施，提高其电能质量确保系统的安全、可靠和经济运行。

关键词：配电变压器；三相负荷；不平衡在电力系统中，如果三相电流幅值不一致，并且超出了规定范围，那么就可以说是三相负荷不平衡。

通常情况下，国家相关技术标准要求三相负荷电流不平衡度应在15%以内。

在配电变压器运行过程中，三相负荷不平衡会给各个方面造成严重的影响，包括安全管理、电压质量以及线损管理等。

1造成配电变压器三项负载不平衡的原因1.1管理方面的原因对配电变压器三项负载不平衡的问题没有给予足够的重视，也没有制定相应的考核管理办法，对其进行管理时，具有一定的盲目性、随意性；运维人员对配电变压器三项负载的管理也比较放松，所以导致变压器长期处于三项负载不平衡的状态。

1.2电网架构的问题对于电网架构的改造不够彻底，电网结构一直相对比较薄弱，运行的时间也比较长。

另外，单相低压线路的问题一直没有得到改善，而且线路都是动力和照明的混合，用户的单相用电设备较多，这些设备的功率都较大，使用时多采用单相的电源，使用的几率也不一致，从而导致配电变压器容易处于三项负载不平衡的状态，同时，还增加了管理的难度。

2三相负荷不平衡的危害2.1对配电变压器的危害造成配电变压器出力减小。

配电变压器绕组结构是按负载平衡运行工况设计的，各相性能基本一致，额定容量相等。

配电变压器的最大允许出力受到每相额定容量的限制，当其在三相负荷不平衡工况下运行，负荷轻的一相就有富余容量，从而使其出力减少。

三相负荷不平衡越严重，配电变压器出力减少越多。