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变压器高次谐波及其对单相接地电流的影响

发布日期:2016-08-02

 变压器主要是通过磁路系统进行电能传递,但由于磁路系统存在铁磁饱和现象,当配电系统中存在谐波以及系统发生单相接地短路时,不同连接组别的变压器对配电系统的影响是不同的。

  下面就配电系统中三相变压器的全Y型和Y-A型接线方式所产生的谐波对供电系统的影响进行分析。

  1不同接线的变压器对谐波的影响1.1Y/Yn型联接的三相变压器当三相配电系统中含有高次谐波电流时(以3次谐波为主),因3次谐波在各相中的电流大小相等、方向相同,且同时流入或流出中性点;又因变压器一次侧为Y型接线,无引出中性点,3次谐波电流无法流通,因此在励磁电流中也就不含有3次谐波,基本上可以认为是正弦波。由于变压器磁路系统的非线性,当励磁电流的曲线为正弦波时,相应的磁通曲线则为一平顶波,如。

  根据富氏级数,此波形的磁通可分解为1次、3次、5次等局次谐波,其中1次和3次谐波影响**,其它的高次谐波的影响可忽略不计。

  当三相变压器为三相变压器组或三相五柱式时,各相磁路系统彼此独立,1次和3次磁通可沿各自的磁路形成闭合流通回路,此时1次和3次磁通会分别在各自的原、副绕组中产生相应的感应电势和,并分别滞后磁通90*,其波形如。

  由可知,£,和63的波峰刚好相互叠加,其合成电势e的幅值将高出其基波幅值的40%~60%,这种相电势的升篼是很危险的。

  而三相三柱式变压器,每相的磁路系统并不独立,3次谐波磁通由于其大小、相位相同,只能在3个铁芯中同时向上或向下流动,并且不能在铁芯中形成闭合回路,只能通过非磁性介质(如空气、油以及变压器箱体等)构成闭合回路,由于此闭合回路的磁阻很大,使得3次谐波磁通大大减弱,主磁通基本接近正弦波,感应电势也接近正弦波。

  由于3次谐波磁通的存在,在Y/Y*型闭合回路的构件中将产生涡流损耗,引起局部发热,降低效率。


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