【正文】 和恒等于 0，因而不能在 d 中形成環(huán)流。 310 試分析為什么三相組式變壓器不能采用 Y/Y0 接線，而小容量的三相心式變壓器卻可以？答：三相組式變壓器由于三相磁路彼此獨(dú)立，有三次諧波磁通通路。如果采用 Y，y 接線，三次諧波電流將不能流通，電流為正弦波，由于磁路具有飽和特性，主磁通是平頂波，其中含有較大的三次諧波磁通，相繞組將感應(yīng)較大的三次諧波電動(dòng)勢(shì)，它與基波電動(dòng)勢(shì)疊加使相電動(dòng)勢(shì)呈尖頂波形，繞組承受過電壓，從而危及絕緣。如果采用 Y，yn 接線，負(fù)載時(shí)二次側(cè)可以為三次諧波電流提供通路，但由于受到負(fù)載阻抗的影響，三次諧波電流不可能大，因而對(duì)主磁通波形的改善甚微，也就不能改善電動(dòng)勢(shì)波形。 心式變壓器由于磁路彼此不獨(dú)立，沒有三次諧波磁通通路，三次諧波磁通只能從鐵軛中散發(fā)出去，經(jīng)由變壓器油及油箱壁構(gòu)成回路，因磁阻很大，三次諧波磁通很小，因此主磁通近似為正弦波形，相電動(dòng)勢(shì)波形也就基本為正弦波。但是由于三次諧波磁通頻率為基波頻率的 3 倍，將在經(jīng)過的箱壁及其它結(jié)構(gòu)件中產(chǎn)生較大的渦流損耗，引起局部過熱，并降低變壓器效率，因此這兩種接線只適用于小容量的三相心式變壓器。 第四章 變壓器運(yùn)行41 41 變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想條件是什么？試分析當(dāng)某一條件不滿足時(shí)的變壓器運(yùn)行情況。 答：① 變比相等② 組別相同③短路阻抗的標(biāo)么值相等，短路阻抗角相等29具體分析：（一） （一） 變比不等時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行（1）（1）空載運(yùn)行時(shí)的環(huán)流因?yàn)樽儽?KⅠ ≠K Ⅱ， 所以變壓器二次電動(dòng)勢(shì) ???KU1，在電動(dòng)勢(shì)差的作用下，兩臺(tái)變壓器之間產(chǎn)生環(huán)流，其為 ?????KCZUI1...，因短路阻抗甚小，故即使變比 K 相差不大，它也能引起較大環(huán)流。（2）（2）負(fù)載運(yùn)行負(fù)載運(yùn)行時(shí)，變比小的變壓器所分擔(dān)的電流大，而變比大的變壓器所分擔(dān)的電流小，因此，變比不等影響變壓器的負(fù)荷分配，若變比小的變壓器滿載，則變比大的變壓器就達(dá)不到滿載，故總?cè)萘烤筒荒艹浞直焕?。（二?（二） 連接組別不同時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行 連接組別不同時(shí)，二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)的相位差最小為 300，二次繞組電動(dòng)勢(shì)差為 ??，它為線電動(dòng)勢(shì)的 52%，相電動(dòng)勢(shì)的 ?352%=90%，如此大的電動(dòng)勢(shì)差作用在由兩副繞組構(gòu)成的回路上，因?yàn)樽儔浩鞫搪纷杩股跣?，必然產(chǎn)生很大環(huán)流，它將燒毀變壓器繞組，故連接組別不同的變壓器絕對(duì)不允許并聯(lián)運(yùn)行。（三） （三） 短路阻抗標(biāo)么值不等時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行 經(jīng)過分析，此時(shí) *1::????Kz?，式中 ???,分別為兩臺(tái)變壓器的負(fù)載系數(shù)。因此，短路阻抗標(biāo)幺值不等的結(jié)果，使短路阻抗標(biāo)幺值大的變壓器所分配的負(fù)載小，而使短路阻抗標(biāo)幺值小的變壓器所分配的負(fù)載大，致使總有一臺(tái)變壓器的容量不能被充分利用。為使各臺(tái)變壓器所承擔(dān)的電流同相，還要求各臺(tái)變壓器的短路阻抗角相等。 42 一臺(tái) Y，d11(Y/Δ11) 和一臺(tái) D,y11(Δ/Y11)連接的三相變壓器能否并聯(lián)運(yùn)行，為什么？答： 可以，因?yàn)樗鼈兌蝹?cè)線電動(dòng)勢(shì)（線電壓）具有相同的相位。 43 如圖 422 所示，欲從 35 千伏母線上接一臺(tái) 35/3 千伏的變壓器 B，問該變壓器就是哪一種連接組別？答：采用 Y，y10 或 D，d10 組別。由圖示可知， 母線電壓超前 35KV 母線電壓 30176。，3KV 母線電壓又超前于 母線電壓 30176。因此，3KV 母線電壓超前 35KV 母線電壓 60176。, 故 B3 應(yīng)采用 10 號(hào)組別。 44 有四組組別相同的單相變壓器，數(shù)據(jù)如下：100KVA，3000/230V，U kI=155V，I KI=，P KI=1000W；100KVA，3000/230V，U kII=201V，I KII=，P KII=1300W；200KVA，3000/230V，U kIII=138V，I KIII=，P KIII=1580W；300KVA，3000/230V，U kIV=172V，I KIV=，P KIV=3100W；問哪兩臺(tái)變壓器并聯(lián)最理想？答： 四臺(tái)變壓器變比相同，均為 K=3000/230。計(jì)算短路阻抗標(biāo)么值和短路阻抗角：30Ⅰ：短路阻抗???? 短路電阻??? 短路電抗 ?????? 4138..4922KKrzx 基準(zhǔn)阻抗???0132NIINISU 短路阻抗標(biāo)么值.*??IKz短路阻抗角)(1?????Ⅱ: 短路阻抗?? 短路電阻?? 短路電抗 ???2IIIrzx基準(zhǔn)阻抗????01322NIINISU 短路阻抗標(biāo)么值*IKIz 短路阻抗角oKIKIrxtg.)(1???III. 短路阻抗?短路電阻??短路電抗 ????2IIIrzx基準(zhǔn)阻抗 ???1032NIINISU31短路阻抗標(biāo)么值.*??NIKIz短路阻抗角oKIIKtgrxt )18.()(1???IV：短路阻抗???短路電阻短路電抗 ?????.22IIIrzx基準(zhǔn)阻抗??01332NIVINIVSU短路阻抗標(biāo)么值.*??IVKIz短路阻抗角oKIVKIVtgrxt )()(1???由于 IIIz??,*，根據(jù)變壓器并聯(lián)運(yùn)行條件，Ⅰ，Ⅲ變壓器并聯(lián)運(yùn)行最理想。 45 試說明為什么三相組式變壓器不能采用 Y，yn（Y/Y 0）接線，而三相小容量心式變壓器卻可采用？答：(1) 從電壓波形來看，組式變壓器三相磁路彼此獨(dú)立，有三次諧波磁通通路，而采用 Y，yn 接線時(shí)，雖然二次側(cè)可以為三次諧波電流提供回路，但是三次諧波電流要流經(jīng)負(fù)載阻抗，受負(fù)載阻抗的影響，其值不可能大，因而對(duì)主磁通波形的改善程度甚微，即主磁通呈平頂波，相電動(dòng)勢(shì)呈尖頂波。心式變壓器磁路彼此不獨(dú)立，沒有三次諧波磁通通路，三次諧波磁通只能經(jīng)過變壓器油和油箱壁閉合，因?yàn)榇怕反抛璐螅渲岛苄?，因此，繞組中三次諧波電動(dòng)勢(shì)很小，相電動(dòng)勢(shì)波形基本為正弦波，但是，由于三次諧波磁通的頻率為基波磁通頻率的三倍，鐵心損耗較大，引起局部過熱，降低變壓器效率，因此這種接線只適用于小容量的心式變壓器（見 310 題） ②Y，yn 接線的組式變壓器接單相負(fù)載時(shí)，由于零序阻抗大（ mZ?0） ，負(fù)載電流將很小，因此根本不能帶單相負(fù)載；而心式變壓器，由于零序阻抗很小 （ 很小） ，單相負(fù)載電流的大小主要由負(fù)載阻抗決定，因此它可以帶一定的單相負(fù)載。 綜上，電力系統(tǒng)中組式變壓器不能采用 Y，yn 接線，而小容量的心式變壓器可以采用。 46 試分析 Y，yn（Y/Y 0）接線的三相變壓器，在不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生中性點(diǎn)位移的原因？答：Y，yn 接線變壓器不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)有正序、負(fù)序和零序分量電流，而一次側(cè)由于 Y 接無中32線，故只有正序和負(fù)序分量電流，沒有零序分量電流。這樣一、二次側(cè)的正序和負(fù)序分量電流所建立的正序和負(fù)序磁動(dòng)勢(shì)恰好互相平衡。而惟獨(dú)由二次側(cè)零序分量電流所建立的零序磁動(dòng)勢(shì)得不到平衡。它就起了勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的作用，在變壓器鐵心中激勵(lì)零序磁通 Ф。 ，它在各相繞組中產(chǎn)生零序電動(dòng)勢(shì)E。 ，疊加在各相電壓上，結(jié)果使帶負(fù)載相的端電壓下降。而不帶負(fù)載相的端電壓升高。此時(shí)盡管外加線電壓對(duì)稱，但是三相電壓不再對(duì)稱。在相量圖中表現(xiàn)為相電壓中點(diǎn)偏離了線電壓三角形的幾何中心，稱為“中性點(diǎn)位移” 。 4—7 變壓器短路阻抗大小與短路電流大小有何關(guān)系，為什么大容量變壓器把短路阻抗設(shè)計(jì)得小一點(diǎn)？答： 因?yàn)?KNzUI?，所以短路電流大小與短路阻抗大小成反比。因?yàn)?** 1KNNKzII?，所以為了限制短路電流，應(yīng)將 *Kz設(shè)計(jì)得較大。 4—8 變壓器在什么情況下發(fā)生短路，線圈中不存在瞬變分量，而又在哪種情況下突然短路，其瞬變分量的初值最大，經(jīng)過多久出現(xiàn)沖擊電流，大致為額定電流的多少倍？ 答：當(dāng) 112Uu?（最大值）時(shí)發(fā)生突然短路。繞組中不存在暫態(tài)分量短路電流。當(dāng) 01?u時(shí)發(fā)生突然短路，繞組中暫態(tài)分量短路電流初始值最大。經(jīng)過半個(gè)周期（ ???t）時(shí)出現(xiàn)沖擊電流，其值約為額定電流的 24—36 倍。4—9 有一臺(tái) 60000 千伏安，220/11 千伏，Y，d（Y/Δ）接線的三相變壓器，072.,**?kkxr，求：（1） （1） 高壓側(cè)穩(wěn)態(tài)短路電流值及為額定電流的倍數(shù)；（2） （2） 在最不得的情況發(fā)生突然短路，最大的短路電流是多少？解： 一次側(cè)額定電流 ???短路阻抗標(biāo)么值 22** ???KKxrz短路電流標(biāo)么值和短路電流有名值 ** ??KNKNKzIzI *??6000KV 屬大容量變壓器 1??y33最大短路電流：***max1KyyKIzi?AIii NyN ).71(2*1axax ????? 410 試分別分析短路試驗(yàn)和突然短路時(shí)變壓器鐵心的飽和情況？答：短路試驗(yàn)時(shí)，一次側(cè)所加電壓很低，由于漏阻抗壓降的存在，導(dǎo)致 ???，于是，主磁通很小，磁路不飽和；突然短路時(shí)，電流很大，漏阻抗壓降很大，因此二次側(cè)主感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) )(22.. jxrIE?? 比短路試驗(yàn)時(shí)大，主磁通相比也大，因此磁路比短路試驗(yàn)時(shí)飽和，但是主磁通比正常運(yùn)行時(shí)小，因此磁路飽和程度比正常運(yùn)行時(shí)低。 411 變壓器空載電流很小，為什么空載合閘時(shí)會(huì)很大（即出現(xiàn)激磁涌流）？為什么激磁涌流的衰減較突然短路電流要慢？答：空載合閘時(shí)磁通出現(xiàn)瞬變過程。由于暫態(tài)分量的存在，使鐵心磁通大約可達(dá)穩(wěn)態(tài)磁通的 2 倍。于是磁路過于飽和，根據(jù)磁化曲線的飽和特性，此時(shí)的激磁電流將達(dá)正常穩(wěn)態(tài)空載電流的數(shù)十至近百倍，稱為勵(lì)磁涌流。 由于一次繞組電阻 1r比短路電阻 Kr小，而總電感 1L又比短路電感 KL大，所以空載合閘的時(shí)間常數(shù) 1rL??比突然短路的時(shí)間常數(shù)L??大很多，因此空載合閘電流衰減要較突然短路電流慢得多。 412 412 將額定電壓為 10KV 的變壓器，空載合閘到 3KV 的交流電源上，問空載合閘電流比額定電流大還是小，能否產(chǎn)生激磁涌流，為什么？答：空載合閘電流比額定電流小。不能產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。因?yàn)榭蛰d合閘到 3KV 電源上，最嚴(yán)重情況時(shí)，磁通將達(dá)穩(wěn)態(tài)磁通的 2 倍左右，即對(duì)應(yīng) 6kV 電壓的磁通。根據(jù) mfNEU???114.可知，此時(shí)的磁通必定小于對(duì)應(yīng) 10kV 電壓的磁通，勵(lì)磁電流比加 10 kV 電壓時(shí)的空載穩(wěn)態(tài)電流還小，因此它一定比額定電流小很多，不可能產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。 413 試分析比較變壓器突然短路和空載合閘兩種瞬變過程的相同和不同之處，畫出它們電流的變化曲線？答：突然短路和空載合閘，從表面上看是截然不同的兩種瞬變過程，但它們?cè)诤艽蟪潭壬蠀s十分相似，均是 r、L 線圈在正弦激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)。不同的是前者是 kLr和 空心線圈（漏磁通）的瞬變過程，而后者是 01Lr和 鐵心線圈（主磁通）的瞬變過程。前者短路電流 ?1??i，故直接反映短路電流的瞬變過程，而后者空載電流 0i不與主磁通 0?成正比，故反映的是主磁通的瞬變過程。34不管怎樣，它們均是 r、L 線圈在正弦激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)，所以反映它們瞬變過程的數(shù)學(xué)表達(dá)式結(jié)構(gòu)形式完全相同： 0)sin()sin(00 Ttmm tkkk etIIi k????????????1） 1） 當(dāng) 9,t（即 u1 為最大）時(shí)，最不嚴(yán)重，此時(shí)自由分量為零。2） 2） 當(dāng) 0（即 u1=0）時(shí)，最嚴(yán)重，此時(shí)自由分量最大。突然短路的沖擊電流可達(dá)額定電流的二、三十倍，空載合閘可能由于磁路飽和而出現(xiàn)的激磁涌流可達(dá)額定電流的數(shù)倍。 （電流變化曲線見教材）