【正文】 短路電流的通解為： 其中： 短路阻抗角 短路電流穩(wěn)態(tài)值 12ki i i?? ? ?12 s in ( )kk k kdiL r i U tdt ??? ? ?2 sin ( ) 2 [ sin ( ) ]kkr tLk k k k ki I t I e? ? ? ? ??? ? ? ? ?kk xLLL ?139。21 ???kkkkkzUIrxtg11?? ??2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1121 ? 短路電流含兩項(xiàng) ： ? 穩(wěn)態(tài)分量： iks ? 瞬態(tài)分量 : ikt ? 下面分析兩種極端情況 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1131 1. 如突然短路時(shí)的初相角 瞬態(tài)分量電流 從短路開始就進(jìn)入穩(wěn)態(tài) : 見圖 (a) 0kti ?2 si nkki I t??k???2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1141 2. 短路時(shí)電壓初相角 瞬態(tài)分量有最大幅值。 若 得 最大電流幅值出現(xiàn)時(shí)時(shí)刻在：短路后半個(gè)周期。 2k?????2k?????2 ( c o s )kkr tLkki I e t????2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1151 電流波形 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1161 二、過(guò)電流的影響 發(fā)熱 現(xiàn)象 電流很大 銅耗按電流的 平方 變化，可達(dá)額定銅耗的 幾百倍 繞組 溫度急劇升高 。 過(guò)熱保護(hù)裝置 ，及時(shí)切斷電源。 電磁力 作用 電磁力與電流的 平方 成正比，作用在繞組上的電磁力時(shí)正常運(yùn)行時(shí)的 幾百倍 ，所以大型變壓器往往 設(shè)計(jì) 成具有 較大的短路阻抗 以限制短路電流。 ? 電磁力與電流 同時(shí)性 ( 18 )kNII??2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1171 第五節(jié) 變壓器空載合閘時(shí)的 瞬態(tài)過(guò)程 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1181 ? 正常運(yùn)行時(shí)：空載電流很小 * I0*為 5%左右（大變壓器甚至 I0*＜ 1％） ? 空載合閘時(shí)： Im很大 * 甚至數(shù)倍于 IN 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1191 一、瞬態(tài)過(guò)程 ? 設(shè)外施電壓正弦規(guī)律變化，則電壓方程式為 ? 求解得 * 其中： Lav正常運(yùn)行時(shí)平均電感 ? 所以：磁通也包含兩部分： * 穩(wěn)態(tài)分量 * 暫態(tài)分量 ? ?139。111c o sc o s?????????????? tLrmmavet? ???? ??? tUirdtdN m s i n2 1112022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1201 一、瞬態(tài)過(guò)程 分析兩種極端情況 ? 在初相角 時(shí)接通電源，則 * 瞬態(tài)分量幅值最大，最不利情況。 * 雖磁通并沒有大到穩(wěn)態(tài)值的兩倍以上，但因過(guò)飽和， Im急劇增大，達(dá)正常 Im在數(shù)百倍，或數(shù)倍 IN ? 在初相角 時(shí)接通電源，則 * 立即進(jìn)入穩(wěn)態(tài) 0??90??tLrmmavet1s i n1?????? ??tm ?? s i n1 ??2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1211 最不利情況合閘磁通波形 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1221 變壓器空載合閘沖擊電流波形 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1231 二、過(guò)電流的影響 ? 變壓器本身直接危害不大。 * 無(wú)法精確計(jì)算最大可能的沖擊電流值 * 實(shí)測(cè)表明，最不利時(shí)合閘，幾倍額定電流，比短路電流要小得多 * 無(wú)論從電磁力或溫度來(lái)考慮，對(duì)變壓器本身直接危害不大。 ? 但會(huì)使保護(hù)裝置誤動(dòng)作，所以： * 限制：串適當(dāng)阻抗限制之 * 躲過(guò)：保護(hù)裝置在變壓器合閘最初幾周要躲過(guò)該電流 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1241 本章習(xí)題 ? 思考題 4－ 1， 2－ 3， 4－ 4， ? 習(xí)題： 4－ 1 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1251 第五章 電力系統(tǒng)中的特種變壓器 第一節(jié) 三繞組變壓器 第二節(jié) 自 耦 變 壓 器 第三節(jié) 電壓互感器和電流互感器 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1261 一、概念 ? 定義 : 每相有三個(gè)繞組 ? 用途 : * 將一個(gè)電源電壓等級(jí)變?yōu)閮蓚€(gè)電源電壓等級(jí)輸出 * 聯(lián)絡(luò)三種電壓等級(jí)的線路。 ? 繞組安排 * 一般原則： ? 送電距離的遠(yuǎn)近 —— 損耗最小 ? 高壓繞組在外，低壓在內(nèi) —— 絕緣方便。 * 升壓變：高－低－中（由外到內(nèi)） * 降壓變：高－中－低（由外到內(nèi)） 第一節(jié) 三繞組變壓器 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1271 ? 以各繞組的自感、各繞組間的互感為參數(shù)。 ? 設(shè)一相三繞組的 * 自感為 * 互感為： （互感對(duì)稱） 電壓方程： 二、電壓方程 321 LLL312312 MMM1 1 1 1 1 1 2 2 1 3 32 2 2 2 2 2 1 1 2 3 33 3 3 3 3 3 1 1 3 2 2U r I j L I j M I j M IU r I j L I j M I j M IU r I j L I j M I j M I? ? ?? ? ?? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1281 折算 得到初級(jí)，變比： 考慮電流（磁勢(shì)）方程 最終得到 11221133132233 12NkNNkNkNkNk?? ????? ????? ???039。339。2101332211IIIIININININ??????????????或：1 2 1 1 1 2 2 2 1 1 2 21 3 1 1 1 3 3 3 1 1 3 3( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )U U r jx I r jx I Z I Z IU U r jx I r jx I Z I Z I? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1291 其中 為組合電抗 為組合阻抗 注意：組合電抗 不是原來(lái)的漏電抗 ，是計(jì)算產(chǎn)生的， 可 能為負(fù)值。 四、組合阻抗 39。339。21 xxx39。339。21 ZZZ? ?? ?? ??????????????????39。1239。2339。1339。339。339。1339。2339。1239。239。239。2339。1339。1211MMMLxMMMLxMMMLx???2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1301 由此得到等值電路 注意： 等值電路是指 同一相 三個(gè)繞組之間的關(guān)系 ，不是 A、 B、 C相間關(guān)系 。 三、等效電路與相量圖 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1311 第二節(jié) 自耦變壓器 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1321 ? 只有一個(gè)繞組 ? 也可理解為：普通雙繞組變壓器原副方串聯(lián) * 串聯(lián)繞組 * 公共繞組 一、結(jié)構(gòu) 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1331 ? 基本方程如下： ? ? 自耦變壓器的變比是 ? 最終得到 ? 式中 為自耦變壓器的 短路阻抗 ，并且是歸算到高壓測(cè)的值。 二、 基本方程 1 2 1 2 12212A a A a axaxU U U E E I Z I ZU E I ZI I I? ? ? ? ? ? ?????122A a a xAaxNNEEkEN????21 2 1 1[ ( 1 ) ]A a A ax k AU U I Z k Z I Z?? ? ? ? ?kAZ2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1341 其簡(jiǎn)化電路如下： 短路阻抗 可由短路試驗(yàn)求得 設(shè)串聯(lián)繞組和公共繞組的變比為 關(guān)系： 三、簡(jiǎn)化電路 kAZ11A a A a a x Aa x a xN N NkkNN?? ? ? ? ?22( 1 )k A A a A ax A a ax kZ Z k Z Z k Z Z? ? ? ? ? ?k2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1351 四、電磁容量、標(biāo)稱容量 ? 普通雙繞組變壓器： * 額定容量即電磁容量 ? 自耦變壓器：額定容量 ≠電磁容量 * 額定容量 ：通過(guò)容量 * 電磁容量 （繞組容量）：繞組上電壓與電流之積 ? 串聯(lián)繞組： ? 公共繞組： NNNNNNNN SSIUSIUS 21222111 ???? ?? ? NANNANANa x NNa x NNANNANANNA a NA a NSkIUkIkUIUSSkIUkIkUIUS??????????????????????????????????????????????????????????????11111111111122222111112022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1361 ? 所以：串聯(lián)部分與公共部分的電磁容量相等， ? 通過(guò)容量 與 電磁容量 之差稱 傳導(dǎo)容量 ： NAax NNA aNN SkSSSS1????2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1371 ? 優(yōu)點(diǎn)： * 因?yàn)楣膊糠蛛娏鳒p小 ? 所以： 使用較細(xì)的導(dǎo)線 （省材料） ? 用同樣的材料 （ S變大） * 效率高 * 使 可變，可造成調(diào)壓器。 * 較小的電壓變化率和較大的短路電流。 ? 缺點(diǎn)：安全問(wèn)題，原副方有電的聯(lián)系，需保護(hù)措施。 四、自耦變壓器的有缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍 2N2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1381 第三節(jié) 電壓互感器和電流互感器 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1391 類似 Tr原理 作用：測(cè)量、保護(hù)、隔離 目的：大電流 小電流 CT 高電壓 低電壓 PT (與 Tr完全一樣） 使用： a、副方接地。 b、 PT副方不能短路。加保險(xiǎn)絲（ puse） c、 CT副方不能開路，可短路 （課上用可變負(fù)載解釋） 。 d、 CT檢修電流表，先短路，再拆表。 e、 CT不允許加保險(xiǎn)絲（ puse） 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1401 本章習(xí)題 ? 思考題 5－ 2， 5－ 4， 5－ 5， ? 習(xí)題： 5－ 4， 5－ 6 2022/2/16 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 1411 本章完