電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則

1、K 41 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GBT 134992002idt IEC 60076-8：1997 電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則 Power transformersApplication guide  2002-02-28發(fā)布2003-03-01實(shí)施   目次 前言IEC前言1 總則2 不同的三相繞組組合和磁路設(shè)計(jì)的特性3 自耦變壓器的特性和應(yīng)用4 零序特性中性點(diǎn)負(fù)載電流和接地故障條件、磁飽和及涌流5 中性點(diǎn)接地的三相三繞組變壓器（獨(dú)立繞組變壓器和自耦變壓器）中短路電流的計(jì)算6 三相系統(tǒng)中的變壓器并聯(lián)

2、運(yùn)行7 規(guī)定負(fù)載的電壓降計(jì)算、三繞組變壓器負(fù)載損耗8 額定參數(shù)和分接參數(shù)的規(guī)定9 標(biāo)準(zhǔn)變壓器的變流使用10 電力變壓器損耗測(cè)量導(dǎo)則附錄A（提示的附錄）單相和兩相接地故障的基本關(guān)系式 前言 本標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC 60076-8：1997電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則，是對(duì)GBT 134991992電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則的修訂。本標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)內(nèi)容和編寫規(guī)則上與IEC 60076-8：1997等同，但對(duì)其印刷錯(cuò)誤作了更正，詳見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)中的采用說(shuō)明注。 IEC 60076-8：1997電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則是取代IEC 60606：1978電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則的技術(shù)修訂版。GBT 134991992是等同采用

3、IEC 60606：1978制定的。本標(biāo)準(zhǔn)與GBT 134991992相比，增加了大量技術(shù)內(nèi)容，主要有： 1）不同的變壓器聯(lián)結(jié)和磁路設(shè)計(jì)的基本特性，特別是關(guān)于零序現(xiàn)象； 2）具有YNynd和類似聯(lián)結(jié)的變壓器的系統(tǒng)故障電流； 3）變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，負(fù)載條件下電壓降或電壓升的計(jì)算方法，以及三繞組負(fù)載組合下的負(fù)載損耗計(jì)算方法； 4）定貨時(shí)，如何根據(jù)預(yù)期的負(fù)載條件選擇額定參數(shù)和分接參數(shù)； 5）按常規(guī)設(shè)計(jì)的變壓器如何應(yīng)用于變流負(fù)載； 6）有關(guān)損耗測(cè)量的測(cè)量技術(shù)和準(zhǔn)確度。本標(biāo)準(zhǔn)自實(shí)施之日起代替GBT 134991992。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是提示的附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)變壓器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

4、委員會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：沈陽(yáng)變壓器研究所、國(guó)家電力公司、武漢高壓研究所、中國(guó)電力科學(xué)研究院。本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：遼寧電力科學(xué)研究院、沈陽(yáng)變壓器有限責(zé)任公司、華東電力試驗(yàn)研究院。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：韓慶恒、付錫年、李光范。本標(biāo)準(zhǔn)參加起草人：王世閣、徐子宏、馬仁明。本標(biāo)準(zhǔn)1992年首次發(fā)布，2002年第一次修訂。本標(biāo)準(zhǔn)委托沈陽(yáng)變壓器研究所負(fù)責(zé)解釋。 IEC 前言  1）國(guó)際電工委員會(huì)（簡(jiǎn)寫為IEC）是所有國(guó)家電工委員會(huì)（又稱IEC國(guó)家委員會(huì)）組成的一個(gè)世界性的標(biāo)準(zhǔn)化組織。IEC的宗旨是推動(dòng)電工和電子領(lǐng)域內(nèi)的全部標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題的國(guó)際合作。為了此目的以及其他活動(dòng)的需要，IEC出版

5、了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEC標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂任務(wù)是委托給各技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)。任何一個(gè)國(guó)家電工委員會(huì)，若對(duì)此表示特別關(guān)心，可以參加該標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂工作。與IEC有聯(lián)系的國(guó)際組織，政府機(jī)構(gòu)和非政府組織也可參加這些標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂工作。IEC與世界標(biāo)準(zhǔn)化組織（簡(jiǎn)寫為ISO）已按它們之間的協(xié)議條件進(jìn)行緊密的合作。 2）國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的各技術(shù)委員會(huì)是由對(duì)該技術(shù)問(wèn)題表示特別關(guān)心的各國(guó)家委員會(huì)組成的。它所作出的決定或協(xié)議，最大限度的反映了國(guó)際上對(duì)此技術(shù)問(wèn)題的一致意見(jiàn)。 3）這些決定和協(xié)議，以標(biāo)準(zhǔn)的形式供國(guó)際上使用，在這意義上已為各國(guó)家委員會(huì)所承認(rèn)。 4）為了促進(jìn)國(guó)際上的統(tǒng)一，IEC希望各國(guó)家委員會(huì)在其國(guó)內(nèi)條件許可

6、下，盡量采用IEC標(biāo)準(zhǔn)作為本國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如果國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的IEC標(biāo)準(zhǔn)有不同之處時(shí)，應(yīng)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中盡可能明確地指出。 5）IEC 尚未制定任何有關(guān)認(rèn)可標(biāo)志的程序，因此，當(dāng)某一臺(tái)設(shè)備被宣布為符合某一IEC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，IEC對(duì)此不承擔(dān)任何責(zé)任。 6）要注意本標(biāo)準(zhǔn)的一些內(nèi)容有可能涉及專利權(quán)的問(wèn)題，但I(xiàn)EC沒(méi)有責(zé)任要將任何一個(gè)或所有這樣的專利權(quán)給以驗(yàn)明。本標(biāo)準(zhǔn)由IEC TC14技術(shù)委員會(huì)“電力變壓器”負(fù)責(zé)制定。本標(biāo)準(zhǔn)是第一版并取代1978年發(fā)布的IEC 60606。本版本（構(gòu)成）是一個(gè)技術(shù)修訂版。本標(biāo)準(zhǔn)是以下述兩個(gè)文件為基礎(chǔ)編制的：最終表決文件表決報(bào)告14260FDIS14297RVD本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)的詳細(xì)情

7、況見(jiàn)上表列出的表決報(bào)告?？倶?biāo)題電力變壓器下，IEC 60076包括下列部分：第1部分：總則（1993）第2部分：溫升（1993）第3部分：絕緣水平和絕緣試驗(yàn)（1980）第5部分：承受短路的能力（1976）第8部分：應(yīng)用導(dǎo)則（1997）附錄A僅是提供信息的參考件。 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GBT 134992002idt IEC 60076-8：1997代替GBT 134991992 電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則 Power transformersApplication guide  中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2002-02-28批

8、準(zhǔn)2002-03-01實(shí)施  1 總則 范圍和目的本標(biāo)準(zhǔn)適用于符合GB 1094系列標(biāo)準(zhǔn)和GB 6450等標(biāo)準(zhǔn)的電力變壓器。本標(biāo)準(zhǔn)的目的是為用戶提供如下信息：不同的變壓器聯(lián)結(jié)和磁路設(shè)計(jì)的基本運(yùn)行特性，特別是關(guān)于零序現(xiàn)象；具有YNynd和類似聯(lián)結(jié)的變壓器內(nèi)的系統(tǒng)故障電流；變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，負(fù)載條件下電壓降或電壓升的計(jì)算方法，以及三繞組負(fù)載組合下的負(fù)載損耗計(jì)算方法；定貨時(shí)，如何根據(jù)預(yù)期的負(fù)載條件選擇額定參數(shù)和分接參數(shù)；按常規(guī)設(shè)計(jì)的變壓器，如何適用于變流負(fù)載；有關(guān)損耗測(cè)量的測(cè)量技術(shù)和準(zhǔn)確度。本標(biāo)準(zhǔn)中有一部分內(nèi)容具有通用性的性質(zhì)并適用于各種容量的電力變壓器。然而，有幾章僅

9、涉及大型高壓變壓器的規(guī)范和應(yīng)用問(wèn)題。本標(biāo)準(zhǔn)所述的一些建議不具有強(qiáng)制性，因而，它不是規(guī)范要求。關(guān)于電力變壓器負(fù)載能力的信息，對(duì)于油浸式變壓器，見(jiàn)GBT 15164；對(duì)于干式變壓器，見(jiàn)GBT 17211。有關(guān)電力變壓器沖擊試驗(yàn)的導(dǎo)則，見(jiàn)GBT 7449。引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。1996 電力變壓器第1部分總則（eqv IEC 60076-1：1993）1985 電力變壓器第3部分絕緣水平和絕緣試驗(yàn)（neq IEC 60076-3：1980） GB19

10、97 電工術(shù)語(yǔ)變壓器、互感器、調(diào)壓器和電抗器（neq IEC 60050（421）：1990、IEC 50（321）：1986） GBT 74491987 電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)導(dǎo)則（eqv IEC 60722：1982） GBT 102291988 電抗器（eqv IEC 60289：1987） GBT 151641994 油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則（idt IEC 60354：1991） GBT 155441995 三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算（eqv IEC 60909：1988） GBT 172111998 干式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則（eqv IEC 60905：1987）

11、GB2001 變流變壓器第l部分工業(yè)用變流變壓器（idt IEC 61378-l：1997） GBT 190012000 質(zhì)量管理體系要求（idt ISO 9001：2000） 2 不同的三相繞組組合和磁路設(shè)計(jì)的特性 本章對(duì)所涉及的內(nèi)容作一概述性的說(shuō)明。在第4章中給出了有關(guān)零序特性的補(bǔ)充信息。 Y、D和Z聯(lián)結(jié)繞組變壓器繞組的三相聯(lián)結(jié)主要有下述兩種形式：星形（Y）和三角形（D）。對(duì)于特殊用途，特別是對(duì)小容量變壓器，也采用曲折形或稱Z形聯(lián)結(jié)。歷史上，曾用過(guò)其他一些聯(lián)結(jié)（例如，截頂三角形、外延三角形、T形和V形等）。但是，這些聯(lián)結(jié)主要用于特殊用途的變壓器，在通常的電力輸電系統(tǒng)中，

12、已不再采用。 Y（形）聯(lián)結(jié)繞組的優(yōu)點(diǎn)具有這種形式的繞組：對(duì)高壓繞組更經(jīng)濟(jì)實(shí)用；可提供中性點(diǎn)；允許中性點(diǎn)直接接地或通過(guò)阻抗接地；允許降低中性點(diǎn)的絕緣水平（分級(jí)絕緣）；允許在每相中性點(diǎn)端設(shè)置繞組分接和安裝分接開(kāi)關(guān)；允許帶具有中性點(diǎn)電流的單相負(fù)載（見(jiàn)和）。 D（形）聯(lián)結(jié)繞組的優(yōu)點(diǎn)具有這種形式的繞組：對(duì)大電流、低電壓繞組更經(jīng)濟(jì)實(shí)用；與星形聯(lián)結(jié)繞組相組合，可降低該繞組的零序阻抗。 Z（形）聯(lián)結(jié)繞組的優(yōu)點(diǎn)具有這種形式的繞組：允許帶具有固有零序阻抗低的中性點(diǎn)電流負(fù)載（它用于接地變壓器，以建立系統(tǒng)的人為中性點(diǎn)端子）；當(dāng)相間負(fù)載不平衡時(shí)，可減少系統(tǒng)中電壓的不平衡。繞組聯(lián)結(jié)組的特性對(duì)整臺(tái)變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)，按

13、1996中第6章。本條是對(duì)不同的繞組聯(lián)結(jié)組合的中性點(diǎn)電流特性作一扼要的敘述。這些情況涉及電流和電壓的零序分量。這個(gè)概念將在第4章和第5章中論及。本條也適用于由單相變壓器組成的三相變壓器組。 YNyn和YNauto在安匝平衡條件下，零序電流可以在繞組之間傳輸，從而得到變壓器的低零序短路阻抗，具備這種聯(lián)結(jié)組的系統(tǒng)變壓器，可附加提供具有三角形聯(lián)結(jié)的穩(wěn)定繞組（見(jiàn)和）。 YNy和Yyn具有中性點(diǎn)接地的繞組中的零序電流，不能使與其對(duì)應(yīng)的且中性點(diǎn)不接地的另一個(gè)繞組具有平衡的安匝。由此構(gòu)成鐵心的勵(lì)磁電流是受零序勵(lì)磁阻抗控制。這個(gè)阻抗與磁路設(shè)計(jì)有關(guān)，可以比較高甚至很高（見(jiàn)）。各相對(duì)中性點(diǎn)電壓的對(duì)稱性將受影響，此

14、外，由于雜散磁通發(fā)熱，允許的零序電流也將受到限制（見(jiàn)）。 YNd，Dyn，YNyd（帶負(fù)載的第三繞組）或YNyd（不帶負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)的穩(wěn)定繞組）具有接地中性點(diǎn)的星形繞組中的零序電流將被三角形聯(lián)結(jié)繞組中的環(huán)流補(bǔ)償。其零序阻抗較小，大約等于繞組間的正序短路阻抗。如果兩個(gè)星形繞組的中性點(diǎn)均接地（包括具有公共中性點(diǎn)的自耦聯(lián)結(jié)的情況），對(duì)零序電流而言，這是三繞組負(fù)載的情況。關(guān)于這部分，將在和及第5章中論及。 Yzn或ZNy曲折形聯(lián)結(jié)繞組中的零序電流，將使每心柱上的繞組的兩個(gè)半部分之間產(chǎn)生自動(dòng)的安匝平衡，從而提供一個(gè)低零序短路阻抗。大型單相變壓器的三相組采用三角形聯(lián)結(jié)的第三繞組用于聯(lián)絡(luò)高電壓系統(tǒng)的變壓器

15、通常是用單相變壓器聯(lián)結(jié)成三相組。這種三相變壓器組的成本、重量和損耗要比相應(yīng)的三相變壓器高（只要能制造出）。三相組的優(yōu)點(diǎn)是：由于可將第四臺(tái)作為備品，從而費(fèi)用相當(dāng)?shù)汀４送?，相?yīng)的三相變壓器還可能出現(xiàn)其重量超過(guò)運(yùn)輸極限的情況。三臺(tái)單相變壓器具有獨(dú)立的磁路，從而對(duì)零序電壓分量提供高勵(lì)磁阻抗。三相變壓器組可能需要一個(gè)具有三角形聯(lián)結(jié)的穩(wěn)定繞組，或者，也可能需要一個(gè)第三繞組以提供電壓低的輔助電源。這一點(diǎn)，可以用外部母線將電站中的變壓器逐臺(tái)地相連接來(lái)達(dá)到。外部連接有可能增加三相變壓器組的第三繞組接地故障或短路的危險(xiǎn)。各種磁路的設(shè)計(jì)對(duì)三相變壓器，最普通的磁路設(shè)計(jì)是三柱心式（見(jiàn)圖1）。三個(gè)相互平行、垂直放置的柱分

16、別在頂部和底部通過(guò)水平的鐵軛連接在一起。  圖1 三柱心式磁路 五柱心式磁路（見(jiàn)圖2）有三個(gè)套有繞組的心柱和兩個(gè)截面較小的不套繞組的旁軛柱。連接所有5個(gè)柱的鐵軛，其截面也比套繞組的心柱小。  圖2 五柱心式磁路 常規(guī)的殼式三相磁路設(shè)計(jì)是一個(gè)框架形的結(jié)構(gòu)，它具有公共中心線的：二個(gè)水平放置的套繞組的心柱（見(jiàn)圖3）。繞組內(nèi)的鐵心柱實(shí)際上是矩形截面，并且，包圍繞組的磁路鄰接成一個(gè)外殼的形狀。  圖3 三相常規(guī)型殼式磁路 一種新型的三相殼式磁路具有7個(gè)柱，其套繞組的心柱是用另一種方式排列（見(jiàn)圖4）。 &#

17、160;圖4 三相七柱殼式磁路 在此，在總和不等于0，即有零序電壓分量的非對(duì)稱三相電壓條件下，對(duì)各種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的主要特性差別進(jìn)行討論。這種情況也可從其他任何一個(gè)繞組中安匝不平衡時(shí)的零序電流來(lái)敘述。對(duì)磁路而言，此電流就是勵(lì)磁電流并且由勵(lì)磁阻抗來(lái)控制，在該阻抗上將產(chǎn)生零序電壓降。常用的各種類型磁路的特點(diǎn)見(jiàn)和。三柱心式磁路在三柱心式變壓器中，各套繞組心柱中的正序和負(fù)序磁通分量會(huì)通過(guò)鐵軛相互抵消，（在任何瞬間，它們的總和為0），但是剩下的零序磁通卻必須在勵(lì)磁繞組的外部找到一條從鐵軛到鐵軛的磁回路。這種外部鐵軛漏磁將通過(guò)很高的磁阻，對(duì)于給定的磁通量（已知的零序電壓）來(lái)說(shuō)，需要相當(dāng)大的磁勢(shì)，從電路

18、上看，這種現(xiàn)象可表示為一個(gè)相當(dāng)?shù)偷牧阈颍▌?lì)磁）阻抗。這個(gè)阻抗，隨零序分量的大小而呈非線性變化。相反地，非補(bǔ)償?shù)牧阈螂娏鞅愠蔀橛闪阈騽?lì)磁阻抗控制的勵(lì)磁電流。其結(jié)果是增加了相中性點(diǎn)電壓的非對(duì)稱性，即有零序電壓分量。零序鐵軛漏磁通將會(huì)在夾緊結(jié)構(gòu)和油箱中感應(yīng)出環(huán)流和渦流電流，從而在這些元件中產(chǎn)生額外的雜散損耗。此異常的雜散磁通也會(huì)使繞組中的渦流損耗增加。在運(yùn)行中，需對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的中性點(diǎn)電流的幅值限制在許可值內(nèi)。關(guān)于這方面的考慮，見(jiàn)。五柱心式或殼式磁路在五柱心式或殼式磁路變壓器中，有供零序磁通通過(guò)的磁路中的不套繞組心柱部分的磁回路（即五柱鐵心中的二旁柱，殼式鐵心中的所有外側(cè)部分以及七柱殼式鐵心中的兩個(gè)旁

19、軛柱和兩個(gè)不套繞組的心柱）。零序磁通經(jīng)過(guò)低磁阻（相當(dāng)于一個(gè)非常高的零序勵(lì)磁阻抗），這與正常的正序電壓的情況很相似。這僅適用于磁路內(nèi)的未套繞組的心柱內(nèi)磁通沒(méi)有達(dá)到飽和時(shí)的情況。當(dāng)飽和后，零序勵(lì)磁阻抗便降低，由此便產(chǎn)生畸變的尖峰電流。由單相變壓器組成的三相組也有類似的情況，在任何外加的運(yùn)行電壓下，磁路都是分開(kāi)且獨(dú)立的。由于上述的原因，這類三相變壓器或三相變壓器組通常是提供一個(gè)具有三角形聯(lián)結(jié)的穩(wěn)定繞組（見(jiàn)第4章）。 3 自耦變壓器的特性和應(yīng)用 根據(jù)定義，自耦變壓器是指至少有兩個(gè)繞組具有公共部分的變壓器（見(jiàn)1996中）自耦變壓器的“單線”圖見(jiàn)圖5。變壓器的高壓部分（圖中用U1、I1

20、標(biāo)志）由串聯(lián)繞組和公共繞組組成。低壓部分（U2、I2）由公共繞組單獨(dú)組成。其高、低壓系統(tǒng)有電氣連接。 U1I1U2I2S  圖5 自耦變壓器的“單線”圖 采用說(shuō)明： 1原文為“I1I2”有誤，改為“I2I1”。 降低因數(shù)或自耦因數(shù)，在相同的通過(guò)容量下，自耦變壓器同獨(dú)立繞組變壓器相比，具有體積小和損耗低的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)電壓比愈接近于1時(shí)，節(jié)省也愈明顯。兩個(gè)繞組（串聯(lián)和公共）具有相同的等值容量額定值，或者說(shuō)它們具有平衡的安匝特性。圖5所示的關(guān)系式直接闡明了自耦聯(lián)結(jié)的降低因數(shù)如果S表示自耦繞組標(biāo)注在銘牌上的額定容量，則從實(shí)際尺寸和重量來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于額定容量為

21、的獨(dú)立繞組變壓器。通常又可表示為固有額定容量或等值雙繞組額定容量。例：一臺(tái)500220 kV，360 MVA的自耦變壓器是與一臺(tái)額定容量（500220）500）×360201.6 MVA的獨(dú)立繞組變壓器相當(dāng)。如果還帶有一個(gè)額定容量為120MVA的非自耦連接的第三繞組（YNautod 360360120 MVA），那么，它的等值雙繞組額定容量為：（120）2261.6 MVA短路阻抗和漏磁效應(yīng)變壓器的短路阻抗可以用漏磁場(chǎng)中的無(wú)功功率來(lái)描述。它也與繞組的形狀及其外形尺寸有關(guān)。由于自耦變壓器可降低外形尺寸，漏磁場(chǎng)中的無(wú)功功率自然要比具有相同額定容量的獨(dú)立繞組變壓器要小。因此，其阻抗百分?jǐn)?shù)相

22、應(yīng)地要低些。自耦因數(shù)。也是阻抗百分?jǐn)?shù)的一個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記。然而，也應(yīng)看出，如果自耦變壓器的阻抗百分?jǐn)?shù)規(guī)定的高一些（從限制二次側(cè)系統(tǒng)中故障電流幅值來(lái)考慮）,那么，從設(shè)計(jì)角度而言，它將是一臺(tái)尺寸小但漏磁場(chǎng)很高的變壓器。這會(huì)帶來(lái)較高的附加損耗（除結(jié)構(gòu)部件中的雜散損耗外，還有繞組的渦流損耗）并且由于漏磁通將部分地通過(guò)磁路（即鐵心），甚至還可能出現(xiàn)飽和效應(yīng)。這種效應(yīng)將使變壓器在高于額定條件下的負(fù)載能力受到限制，且不能用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)表示出來(lái)。在區(qū)分大型和中型電力變壓器時(shí)，GBT 15164已考慮到上述這些現(xiàn)象。對(duì)于自耦變壓器，應(yīng)根據(jù)等值容量和相應(yīng)的阻抗百分?jǐn)?shù)來(lái)劃分，而不應(yīng)按銘牌上的額定數(shù)據(jù)。系統(tǒng)限制，絕緣配合當(dāng)一次

23、和二次（三相）系統(tǒng)之間有直接的電氣聯(lián)系時(shí)，就意味著它們有共同的中性點(diǎn)，并且，自耦變壓器的三相聯(lián)結(jié)為星形。實(shí)際上，系統(tǒng)通常是有效接地，通常規(guī)定自耦變壓器的中性點(diǎn)具有降低的絕緣水平。如果變壓器中性點(diǎn)直接接地，則所需的絕緣水平是非常低的（見(jiàn)1985中）。另外，亦可預(yù)計(jì)電站中有幾臺(tái)變壓器時(shí)，其中性點(diǎn)并不都是直接接地。這樣做是為了降低預(yù)期的接地故障電流。但是，不接地的中性點(diǎn)通常要接上一只避雷器以進(jìn)行暫態(tài)沖擊保護(hù)。避雷器的額定電壓和中性點(diǎn)的絕緣水平應(yīng)與系統(tǒng)接地故障時(shí)的不接地中性點(diǎn)上所出現(xiàn)的工頻電壓相配合。在具有很長(zhǎng)的架空線的特高壓系統(tǒng)中，可以用特殊調(diào)諧電抗器接地來(lái)增加其單相重合閘成功概率。此時(shí)，通過(guò)調(diào)諧電

24、抗器接地的變壓器中性點(diǎn)需要具有相當(dāng)高的絕緣水平。自耦變壓器串聯(lián)繞組兩端之間的絕緣有時(shí)存在著設(shè)計(jì)上的困難。當(dāng)高壓側(cè)線端施加暫態(tài)過(guò)電壓時(shí)，通常假定X端和低壓側(cè)線端均處于低電位。此時(shí)，高壓側(cè)所承受的全部沖擊絕緣水平便只沿串聯(lián)繞組分布。這表明串聯(lián)繞組上所出現(xiàn)的匝間電壓，與沿公共繞組分布的低壓側(cè)過(guò)電壓相比，相應(yīng)地要高。聯(lián)絡(luò)自耦變壓器的電壓調(diào)節(jié)自耦變壓器中的電壓比改變可以用各種方法來(lái)進(jìn)行。其中有些應(yīng)遵循1996中中的基本原則。另外一些，則不必遵循，這是因?yàn)閮蓚€(gè)繞組中的有效匝數(shù)是同時(shí)變化的。分接匝數(shù)既可位于中性點(diǎn)端；也可位于公共繞組與串聯(lián)繞組之間的連接點(diǎn)處（公共點(diǎn)）（見(jiàn)圖6）。  在中性

25、點(diǎn)處的調(diào)壓，雖然將同時(shí)增加或同時(shí)減少高壓繞組和低壓繞組的匝數(shù)，但繞組之間的匝數(shù)比也在變化。對(duì)于規(guī)定的電壓比變化范圍需要很多調(diào)壓匝數(shù)時(shí)的情況，本類型的調(diào)壓是無(wú)法滿足的。因此，在分接范圍內(nèi)的變壓器每匝電壓將會(huì)有顯著的變化（變磁通）。當(dāng)變壓器變比愈接近1（低值）時(shí)，此現(xiàn)象愈明顯。必須用一個(gè)適當(dāng)加大的磁路尺寸來(lái)達(dá)到。這也將會(huì)導(dǎo)致每級(jí)電壓不相等。中性點(diǎn)調(diào)壓最明顯的優(yōu)點(diǎn)是分接繞組和分接開(kāi)關(guān)更接近中性點(diǎn)電壓，因而，僅需較低的對(duì)地絕緣水平。圖6 在公共中性點(diǎn)處的分接匝 在中性點(diǎn)處的分接匝在X端處的分接匝在自耦變壓器內(nèi)的自耦聯(lián)結(jié)處（低壓側(cè)線端）配置的調(diào)壓，要求分接繞組和分接開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)成具有X端的絕緣水平

26、。它們將直接受到雷電或操作沖擊波的波前暫態(tài)電壓的作用。圖7示出一組不同的配置。   a）公共繞組中的匝數(shù)保持不變。如果高壓系統(tǒng)電壓變化較大，低壓系統(tǒng)電壓保持相對(duì)恒定，則這種選擇是合理的。 b）本方式與a）相反，其低壓側(cè)的有效匝數(shù)是在變化，而相對(duì)于高壓系統(tǒng)電壓的匝數(shù)保持恒定。 c）高壓側(cè)的匝數(shù)恒定，但對(duì)于一定的再接入匝數(shù)而言，其匝數(shù)比的變化比b）還大。然而。從另一方面看,情況b）允許用圖示的極性轉(zhuǎn)換方式得到正或負(fù)的分接繞組使用。圖7 低壓線端處的分接匝 4 零序特性中性點(diǎn)負(fù)載電流和接地故障條件、磁飽和及涌流 本章論述了在不對(duì)稱三相運(yùn)行條件下的三相變壓器和單

27、相變壓器三相組的一些特性。有些差別是與磁路的幾何形狀和繞組的三相聯(lián)結(jié)組有關(guān)。不對(duì)稱情況包括暫態(tài)擾動(dòng)和連續(xù)運(yùn)行下引起的不對(duì)稱，它會(huì)引起：三相電壓對(duì)稱性暫時(shí)變差，從而，也使鐵心勵(lì)磁對(duì)稱性受到暫時(shí)影響。負(fù)載電流暫時(shí)或永久性不對(duì)稱，特別是中性點(diǎn)電流對(duì)電壓穩(wěn)定性、漏磁和鐵心勵(lì)磁將產(chǎn)生影響。三相系統(tǒng)的對(duì)稱分量在中簡(jiǎn)要地?cái)⑹隽艘环N在電力系統(tǒng)分析中經(jīng)常涉及的并被稱之為對(duì)稱分量的通用分析方法。關(guān)于這種方法和應(yīng)用方面的更多信息請(qǐng)參閱電力系統(tǒng)分析方面的教科書(shū)。在中則進(jìn)一步闡述了系統(tǒng)通過(guò)變壓器中性點(diǎn)接地的實(shí)際狀況。電壓和電流的對(duì)稱分量原理和術(shù)語(yǔ)作為常規(guī)使用的方法，假定具有同步的正弦波電壓和電流是用恒定的阻抗或?qū)Ъ{的線

28、路元件聯(lián)系的，其在三個(gè)相的數(shù)值是相等的。這種假定意味著所有電路方程式是線性的，并且變量可以用線性變換進(jìn)行變化。對(duì)稱分量就是這樣一種變換。在一般的非對(duì)稱情況下，三個(gè)相電壓或相電流的幅值不相等并且時(shí)間間隔也不相等（不是相隔120°）。瞬時(shí)值之和可能不為0。相量圖是一個(gè)非對(duì)稱的星形。三個(gè)相量的矢量和不構(gòu)成一個(gè)封閉的三角形（總和不為0）。但是，原有的三個(gè)非對(duì)稱變量總有可能用下述的三個(gè)分量組合來(lái)代替：一個(gè)具有完全對(duì)稱的正序分量，通常為一組三相電壓或電流；一個(gè)具有另一種對(duì)稱形式的負(fù)序分量，此時(shí)，其相序相反；在所有的三個(gè)相中存在著無(wú)相位移的相量值相同的零序分量。前兩個(gè)分量，各在每一瞬間的總和為0。

29、第三個(gè)分量則表示原變量的非0和之剩余值，每相各占l3。計(jì)算電壓和電流的對(duì)稱分量方法的優(yōu)點(diǎn)是：原來(lái)用三個(gè)未知變數(shù)的三個(gè)聯(lián)合方程組，對(duì)每個(gè)分量而言，可用三個(gè)獨(dú)立的、只有一個(gè)未知數(shù)的單相方程式來(lái)代替。每個(gè)方程使用與各分量相對(duì)應(yīng)的阻抗或?qū)Ъ{。然后，將各獨(dú)立對(duì)稱分量方程式的解，按各相進(jìn)行復(fù)原性疊加，便得到實(shí)際系統(tǒng)的相電壓或相電流。關(guān)于各相原始參數(shù)值變換到各對(duì)稱分量以及其相反變換過(guò)程之算法，可從相應(yīng)的教科書(shū)中查出。實(shí)際狀況電流和電壓各分量的特性具有下列實(shí)際結(jié)論。在一個(gè)沒(méi)有接地回路或中性點(diǎn)導(dǎo)線的系統(tǒng)中，其三個(gè)線電流的總和為0。將其變換成對(duì)稱分量后，只包括正序和負(fù)序分量，但無(wú)零序分量。從系統(tǒng)流入到三角形聯(lián)結(jié)繞

30、組的電流亦具有這種特性。如果有中性點(diǎn)電流流入地中或通過(guò)中性線（第四線），那么，相電流中就有一個(gè)零序分量。在相與中性點(diǎn)之間施加單相負(fù)載的四線配電系統(tǒng)，便是這樣一種正常的情況。高壓輸電線通常沒(méi)有中性點(diǎn)負(fù)載電流通過(guò)。即使在一定程度上出現(xiàn)不對(duì)稱的負(fù)載時(shí)，也只是使兩相之間的負(fù)載特性產(chǎn)生一個(gè)負(fù)序分量，而無(wú)零序分量。零序分量以每相之值來(lái)定義，且所有三個(gè)相均具有相同的幅值。因此，零序分量電流正好為中性點(diǎn)電流的13。三角形繞組上的一組線間電壓，由于是閉合的角形聯(lián)結(jié)，故其和為0。因此，不含有任何零序電壓分量。但在角接繞組的內(nèi)部，可能存在著零序電流，它是從其他繞組感應(yīng)出來(lái)的，而在該角接繞組內(nèi)部形成短路的環(huán)流。對(duì)稱分

31、量的阻抗特性系統(tǒng)中不同元件的阻抗（或?qū)Ъ{）特性對(duì)三種分量而言可能也是不同的。在實(shí)際應(yīng)用中，像變壓器和電抗器一類元件的正序和負(fù)序阻抗分量具有相同的參數(shù)值。對(duì)于變壓器，其值便是例行試驗(yàn)時(shí)的測(cè)試值。然而，變壓器的零序特性就不同了。根據(jù)磁路的類型、不同繞組的聯(lián)結(jié)和位置以及漏磁通通過(guò)的路徑等，具有相同的正序電抗值的不同的變壓器，其零序阻抗特性有可能是不同的。在某些情況下，零序阻抗可能是非線性的。關(guān)于這一點(diǎn)將在下列各條涉及變壓器的物理現(xiàn)象時(shí)來(lái)敘述。同時(shí)，也提出了一些近似計(jì)算值，以作為一般的指導(dǎo)，如果對(duì)某臺(tái)特定變壓器要求有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，可按要求進(jìn)行零序特性測(cè)量的特殊試驗(yàn)（見(jiàn)1996中）。變壓器零序現(xiàn)象的“單線

32、”等效圖對(duì)稱分量法的原理已在、和中敘述了。一般認(rèn)為不對(duì)稱、線性、正弦現(xiàn)象是以單相的聯(lián)立方程式來(lái)處理，每個(gè)分量均各有一個(gè)方程式。對(duì)于正序和負(fù)序，變壓器是用正常的空載和短路阻抗來(lái)表示，但對(duì)于零序，則與變壓器設(shè)計(jì)有關(guān)，其等效圖有時(shí)可能不同。關(guān)于零序特性的量值信息可見(jiàn)本條。三相雙繞組變壓器的零序等效圖由一個(gè)串聯(lián)阻抗和一個(gè)并聯(lián)支路構(gòu)成。在圖8中，兩個(gè)串聯(lián)阻抗元件ZA和ZB之和等于正常正序電流的短路阻抗。ZA和ZB值之間的劃分是任意的，并且，其中一個(gè)阻抗還可以為0。  圖8 雙繞組變壓器的零序阻抗圖 采用說(shuō)明： 1原文為“Zc”有誤，改為“Zm”。Zm為勵(lì)磁阻抗，其數(shù)量級(jí)與磁

33、路的設(shè)計(jì)有關(guān)。五柱心式或殼式結(jié)構(gòu)的三相磁路，對(duì)零序電壓（見(jiàn)）來(lái)說(shuō)，具有很高的勵(lì)磁阻抗。另一方面，三柱鐵心結(jié)構(gòu)對(duì)零序電壓具有中等的勵(lì)磁阻抗值。這種阻抗是隨著電流或電壓的大小呈非線性變化，并且不同的設(shè)計(jì)，其值也不同。由于鐵軛漏磁通（見(jiàn)）將在整個(gè)油箱體中感應(yīng)出渦流電流，因此，用薄鋼板做成的波紋油箱的變壓器與由厚鋼板做成平滑表面油箱的變壓器之間存在著差別。當(dāng)中性點(diǎn)電流等于繞組的額定電流時(shí)，對(duì)于用厚鋼板做成油箱的變壓器，其零序阻抗標(biāo)幺值一般在之間。此阻抗隨電流變化的一般情況見(jiàn)圖9。  圖9 三柱心式無(wú)角接繞組變壓器的零序勵(lì)磁阻抗隨電流的變化圖 對(duì)于新變壓器，制造廠將按要求進(jìn)

34、行零序阻抗的測(cè)量（見(jiàn)1996中和）。就所述的特定的變壓器繞組聯(lián)結(jié)情況而得出的一些結(jié)論見(jiàn)和。沒(méi)有輔助三角形連接繞組的YNyn變壓器當(dāng)兩個(gè)繞組中性點(diǎn)均與有效接地系統(tǒng)相連接時(shí)，只要變壓器呈低阻抗，零序電流可能在系統(tǒng)之間傳輸。此時(shí)，系統(tǒng)阻抗則不大于變壓器串聯(lián)阻抗值。對(duì)于三柱鐵心，中等值的勵(lì)磁阻抗是不能忽略的。它使變壓器的有效通過(guò)阻抗大約降低到正序短路阻抗的9095。對(duì)于五柱鐵心或殼式變壓器，就不存在這種降低情況。如果對(duì)側(cè)的繞組系統(tǒng)不接受零序電流，任一繞組的輸入阻抗就是勵(lì)磁阻抗，它與上述的磁路設(shè)計(jì)有關(guān)。如果對(duì)側(cè)的繞組系統(tǒng)的中性點(diǎn)是通過(guò)一個(gè)阻抗元件Zn接地，在其零序線路圖中要補(bǔ)入一個(gè)其值等于3Zn的串聯(lián)阻

35、抗（見(jiàn)圖10）。  圖10 帶有中性點(diǎn)接地阻抗的YNyn變壓器零序阻抗圖  YNynd或YNynd變壓器這是一個(gè)三繞組的組合，具有一個(gè)由串聯(lián)阻抗元件和零序勵(lì)磁阻抗構(gòu)成的星形連接。在圖11中，ZAZC是繞組A和角接第三繞組C之間的短路阻抗，零序電流在其內(nèi)流過(guò)（見(jiàn)）。此阻抗是零序電流從系統(tǒng)I進(jìn)入繞組A的輸入阻抗。同理，ZBZC是零序電流從系統(tǒng)進(jìn)入繞組B的阻抗。圖11也表示出勵(lì)磁阻抗Zm，在這種繞組組合的計(jì)算中，它通常是忽略不計(jì)。通常認(rèn)為這種等效圖中的零序阻抗與用正序電流測(cè)量時(shí)所得到的值是有些不同的。一般此差別在1015以內(nèi)，它與各繞組之間的排列布置有關(guān)。 &

36、#160;圖11 YNynd變壓器零序阻抗圖 非對(duì)稱條件下的勵(lì)磁阻抗零序電壓和磁路的幾何形狀由于多種原因，使得在正常運(yùn)行條件下的輸電系統(tǒng)中的三相電壓的對(duì)稱性可以保持良好的狀態(tài)，因此，一般不必?fù)?dān)心變壓器的運(yùn)行問(wèn)題。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)非對(duì)稱接地故障時(shí)，相對(duì)地的電壓中便含有一個(gè)零序分量。非對(duì)稱的程度與系統(tǒng)接地方式有關(guān)。系統(tǒng)接地狀態(tài)是用接地故障因數(shù)來(lái)表征的，它簡(jiǎn)要地表示為故障時(shí)的非故障相上的相對(duì)地交流電壓與故障前的對(duì)稱的相對(duì)地電壓之比。此故障因數(shù)對(duì)絕緣配合來(lái)說(shuō)是很重要的。如果變壓器的三個(gè)心柱均受到一組含有零序分量的感應(yīng)電壓（即電壓的總和不為0）作用，那么，其反應(yīng)與磁路結(jié)構(gòu)和繞組的聯(lián)結(jié)方式有關(guān)。在一個(gè)

37、三柱心式變壓器中（見(jiàn)圖12），由三個(gè)心柱出來(lái)的不相等量磁通不會(huì)在鐵軛中抵消。剩余的零序磁通將通過(guò)鐵心外部路徑閉合。對(duì)于零序電壓而言，它便表現(xiàn)為高磁阻和低勵(lì)磁阻抗的特性。關(guān)于其數(shù)值方面的信息見(jiàn)。在變壓器合閘瞬間，亦可能出現(xiàn)相當(dāng)多的磁通離開(kāi)鐵心而通過(guò)其外部空間閉合的現(xiàn)象。  圖12 三柱和五柱式鐵心的零序磁化狀態(tài) 在五柱式變壓器中（見(jiàn)圖12），無(wú)繞組的旁軛柱是一個(gè)低磁阻路徑，故零序磁通可從該處通過(guò)。與此相應(yīng)的勵(lì)磁阻抗，像正常正序磁通產(chǎn)生的勵(lì)磁阻抗那樣，是比較高的。對(duì)于三相殼式變壓器和由三臺(tái)單相變壓器組成的三相變壓器組，情況均與上述相同。然而，施加的零序電壓和電流也受繞

38、組三相聯(lián)結(jié)方式的影響，見(jiàn)以下各條。零序和角接繞組由于角接是一個(gè)閉合的三角形連接，故角接繞組上的三個(gè)相對(duì)相電壓之和自然等于0。此外，角接繞組對(duì)零序電壓而言，可看成是短路的。零序電流不能在角接繞組的三個(gè)端子與外部系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但是，可以由其他（YN聯(lián)接）繞組（見(jiàn)圖13）感應(yīng)出短路環(huán)流。從其他繞組看去，變壓器的零序阻抗具有此繞組與該角接繞組之間的短路阻抗特征。有關(guān)其值的信息見(jiàn)。  圖13 在角接繞組中感應(yīng)出的零序短路電流 零序和曲折聯(lián)結(jié)繞組在曲折聯(lián)結(jié)繞組中（見(jiàn)圖14），變壓器的每個(gè)心柱上套有兩個(gè)分別屬于兩個(gè)不同相的部分繞組，且其方向彼此相反。每個(gè)心柱上的零序電流分量

39、安匝數(shù)相互抵消，不產(chǎn)生勵(lì)磁效應(yīng)。該電流僅通過(guò)一個(gè)與每柱兩個(gè)部分繞組之間漏磁通相聯(lián)系的低短路阻抗（見(jiàn)）。  圖14 曲折聯(lián)結(jié)繞組對(duì)零序電流的固有平衡情況 不同變壓器聯(lián)結(jié)組的零序阻抗特性上述各條已敘述了變壓器中特定磁路和各特定繞組的零序特性。本條將概述具有正常的繞組聯(lián)結(jié)組變壓器的零序特性。表1給出了當(dāng)一個(gè)繞組接到系統(tǒng)進(jìn)行勵(lì)磁時(shí)，各種雙繞組和三繞組的聯(lián)結(jié)組下的零序阻抗近似值。本表中所列值適用于同心式繞組結(jié)構(gòu)，其中，編號(hào)（1）、（2）、（3）順序是以（1）為最外側(cè)的繞組。第一欄中的繞組標(biāo)號(hào)是按與上述相同的順序列出。至于哪個(gè)是高壓繞組，則并不重要。下列各條將作進(jìn)一步的敘述。

40、表l中，標(biāo)號(hào)YN表示繞組的中性點(diǎn)直接接地或通過(guò)一個(gè)低阻抗接地。標(biāo)號(hào)Y則表示中性點(diǎn)不接地。當(dāng)給出百分?jǐn)?shù)時(shí)，通常是以阻抗U2S為基準(zhǔn)。有些聯(lián)結(jié)組用星號(hào)（*）標(biāo)出。此時(shí)，勵(lì)磁繞組中的零序電流不被任一其他繞組中的電流所平衡。零序阻抗便是比較高或很高的勵(lì)磁阻抗，這與磁路特點(diǎn)有關(guān)。在所有其他場(chǎng)合下，由于繞組之間的電流平衡，故零序阻抗等于或至少接近于相關(guān)繞組之間的正常短路阻抗。本表僅表示變壓器結(jié)構(gòu)對(duì)零序阻抗的影響。對(duì)所連接的系統(tǒng)阻抗均已忽略不計(jì)。這就是說(shuō)，在零序阻抗圖表中，一個(gè)YN接輸出繞組被看成是所有三個(gè)相均短路接地。 表1 零序阻抗的典型值 繞組標(biāo)注符號(hào) （1）（2）（3）

41、阻抗條款號(hào)勵(lì)磁繞組，3柱鐵心 （1）（2）（3）勵(lì)磁繞組，5柱鐵心（或殼式） （1）（2）（3）YN Y *50 104 ，Y YN *60 104 ，YN YNalzl2a2z12 z12z12 YN Dalzl2 Z12 D YNa2z12   YN Y Y*50104 ，Y YN Y*60104 ，Y Y YN*70104，YN YN Ya1zl2（a2z12z12z12YN Y YN a3z13z13z13Y YN YN

42、0;a3z23z23z23YN YN Da1（z1z2z3）a2（z2z1z3）zlz1z3z2z1z3YN D Da1（z1z2z3）z1十z2z3YN Y D z13D YN YNa2（z2zlz3）a3（z3zlz2）z2z1z3z3z1z2D YN Ya2z12z12D Y YNa3z13z13D YN Da2（z2zlz3）z2十z1z3注 l z12、z13和z23是短路正序阻抗。 2 z2和z3有相似的表達(dá)式。 3 z1z2和z2z3有相似的表達(dá)式。4 a1、a2和a3是倍數(shù)，通常其范圍為：a1a2a31。 5 零序阻抗的特殊性見(jiàn)、和條。 6 帶有號(hào)的聯(lián)結(jié)組，其零序阻抗

43、值是比較高或非常高的勵(lì)磁阻抗，它與磁路結(jié)構(gòu)有關(guān)。 無(wú)角接繞組的YNyn或YNauto只要變壓器的中性點(diǎn)接地，它便接受和傳遞兩個(gè)系統(tǒng)之間的零序電流。對(duì)此電流，它表現(xiàn)為正常的短路阻抗。如果一臺(tái)自耦變壓器的中性點(diǎn)不接地，仍有可能傳輸零序電流，但它表現(xiàn)的阻抗值與短路阻抗不同。如果從一個(gè)系統(tǒng)來(lái)的零序電流可能不傳遞到對(duì)方系統(tǒng)時(shí)，那么，對(duì)此電流來(lái)說(shuō)，變壓器便是一個(gè)勵(lì)磁阻抗。對(duì)于五柱心式和殼式變壓器以及由三臺(tái)單相變壓器組成的三相變壓器組，此勵(lì)磁阻抗值是非常高的。 YNd或Dyn或YNynd或YNynd（穩(wěn)定繞組）對(duì)于從一個(gè)有效接地系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)yn聯(lián)結(jié)繞組的零序電流而言，變壓器便表現(xiàn)為一個(gè)低阻抗（屬短

44、路阻抗的性質(zhì)）。角接繞組內(nèi)的環(huán)流提供了補(bǔ)償安匝（見(jiàn)圖15）。  圖15 穩(wěn)定繞組的作用 這就是在Yy聯(lián)結(jié)變壓器（或由三臺(tái)單相變壓器組成的三相組）中要用輔助的角接穩(wěn)定繞組降低連接系統(tǒng)的零序阻抗的原因，由此，也降低了接地故障因數(shù)（見(jiàn)）。此時(shí)，將導(dǎo)致接地故障電流增大。在任一連接系統(tǒng)中出現(xiàn)接地故障時(shí)，重要的是要確保角接第三繞組或穩(wěn)定繞組的承受短路能力足以滿足最大的感應(yīng)零序電流?；蛘撸部稍诮墙永@組內(nèi)部接入限流電抗器，以使故障電流降低到容許值。 Yzn或ZNy對(duì)于從與Z接繞組相連接的系統(tǒng)來(lái)的零序電流而言，變壓器便表現(xiàn)為低阻抗（即短路阻抗特性）。對(duì)于零序電流來(lái)說(shuō)，Z接繞組本來(lái)

45、存在著安匝的平衡。這就是當(dāng)主變壓器的繞組是角接繞組時(shí)，要用一臺(tái)ZN聯(lián)結(jié)組變壓器提供一個(gè)中性點(diǎn)，以使中性點(diǎn)接地阻抗與系統(tǒng)相連接的原因。因此，Z接變壓器便稱為接地變壓器或中性點(diǎn)耦合器，見(jiàn)GBT 102291988中第6章。接地變壓器用YNd聯(lián)結(jié)組的繞組也可獲得同樣的功能。如果Y側(cè)具有中性點(diǎn)接地（YNzn），大致與前述的YNyn一樣，變壓器對(duì)來(lái)自這一側(cè)的零序電流便表現(xiàn)為一個(gè)勵(lì)磁阻抗。對(duì)零序電流具有固有平衡的Z接繞組，不能為對(duì)方Y(jié)接繞組中的零序電流提供補(bǔ)償?shù)陌苍?。連續(xù)零序負(fù)載（中性點(diǎn)電流）三相變壓器的單相負(fù)載既可位于相間也可位于相與中性點(diǎn)之間。在第一種情況下，一次和二次側(cè)上的電流中含有正序和負(fù)序分量，

46、但沒(méi)有零序。變壓器一次側(cè)的相電流分布與三相聯(lián)結(jié)組有關(guān)。不可能采用特殊的變壓器聯(lián)接使單相負(fù)載轉(zhuǎn)換到一次側(cè)的對(duì)稱三相負(fù)載。允許的負(fù)載與各繞組的額定電流有關(guān)。如果負(fù)載位于變壓器的相與中性點(diǎn)之間，除了繞組的額定電流所引起的限制外，還可能受到其他的限制。根據(jù)1996中的要求，中性點(diǎn)端子的尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)按預(yù)期的接地故障電流和通過(guò)中性點(diǎn)的連續(xù)負(fù)載電流（如果規(guī)定了，這是配電變壓器的一個(gè)正常運(yùn)行條件）大小來(lái)進(jìn)行。在1996附錄A中，要求詢價(jià)時(shí)應(yīng)包括的信息為：與變壓器繞組相連接系統(tǒng)的預(yù)期運(yùn)行方式，特別是規(guī)定了帶有穩(wěn)定繞組時(shí)；任何預(yù)期的不平衡負(fù)載。根據(jù)以上各條所述及繞組聯(lián)結(jié)組、磁路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)接地方式，二次繞組的中性點(diǎn)一

47、般可以承受下述的連續(xù)負(fù)載：Dyn變壓器的中性點(diǎn)，可承受繞組額定電流；兩個(gè)中性點(diǎn)均接地的YNyn變壓器的中性點(diǎn)，只要系統(tǒng)接地允許（就電壓不對(duì)稱而言），可允許承受額定電流：Z接繞組中性點(diǎn)，可承受額定電流；Yynd變壓器（即帶有穩(wěn)定繞組的變壓器）的二次繞組中性點(diǎn)端子可帶有直到額定電流值的負(fù)載，只要其角接繞組的額定容量至少等于二次繞組額定容量的13。（第二繞組每相的環(huán)流是與二次繞組中的零序電流相平衡，按定義，它是中性點(diǎn)電流的13）。在帶有能承受負(fù)載的第三繞組的Yynd變壓器中，此第三繞組將具有與穩(wěn)定繞組（見(jiàn)上面所述）相同的功能。角接繞組中的任何環(huán)流電流將會(huì)與繞組外部負(fù)載電流相結(jié)合（如果在變壓器角接繞組

48、內(nèi)部裝有電流互感器，此合成電流可以測(cè)出）；沒(méi)有任何輔助角接繞組的Yyn變壓器不能提供良好的相電壓對(duì)稱（此時(shí)，一次側(cè)中性點(diǎn)不接地）；Yyn接的三柱心式配電變壓器，通常不宜在相與中性點(diǎn)之間帶有負(fù)載。如果中性點(diǎn)承受的電流約大于繞組額定電流的10，電壓非對(duì)稱性將大到不能容許。所以，對(duì)于向四線配電系統(tǒng)供電的配電變壓器，最好采用Dyn或Yzn聯(lián)結(jié)；具有這種聯(lián)接的中等容量及中等電壓的變壓器，除承受100對(duì)稱負(fù)載外，還可向消弧線圈供給2h的25額定電流負(fù)載而無(wú)發(fā)熱的危險(xiǎn)。但是，這種要求尚需特別的確認(rèn)。在異常高的工頻電壓下的磁路磁阻、勵(lì)磁阻抗和穩(wěn)態(tài)飽和電力變壓器的等值“單線圖”含有一個(gè)表示磁路的勵(lì)磁電流的分路元

49、件。正常運(yùn)行時(shí)，此電流非常小，從而可以忽略不計(jì)。例如，在計(jì)算電壓降時(shí)，這種等值線路圖是正確的（見(jiàn)第7章）。換句話說(shuō)，勵(lì)磁電感非常高。就勵(lì)磁特性而言，勵(lì)磁磁通所遇到的磁阻很低，即主磁通的路徑容易勵(lì)磁。如果變壓器中任一心柱的繞組上的工頻電壓異常高，在每半個(gè)周期中，鐵心出現(xiàn)飽和。在此飽和的情況下，磁阻明顯的增加。由此，從電源處得到一個(gè)急劇增加的峰值勵(lì)磁電流。在鐵心飽和現(xiàn)象出現(xiàn)期間，有相當(dāng)多的磁通在鐵心外部，如存在于鐵心與繞組之間。這可使繞組外部的金屬結(jié)構(gòu)件內(nèi)感應(yīng)出相當(dāng)大的渦流，從而，在意想不到的接觸點(diǎn)之間引起局部過(guò)熱和放電。在嚴(yán)重過(guò)載電流時(shí)，會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的漏磁通，有可能使變壓器內(nèi)局部出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。此漏

50、磁通通過(guò)兩個(gè)繞組之間的空間，且其中的一部分又通過(guò)鐵心形成回路。此外，在這種條件下，運(yùn)行電壓也很可能是異常的。由于這種綜合的結(jié)果，將在鐵心的某些部分引起預(yù)料不到的飽和情況。瞬態(tài)飽和、涌流當(dāng)一臺(tái)變壓器突然合上系統(tǒng)額定電壓時(shí)，也可能出現(xiàn)一種隨機(jī)飽和現(xiàn)象，通常稱之為涌流（見(jiàn)圖16）。  圖16 涌流瞬態(tài) 在穩(wěn)態(tài)下，施加于一個(gè)繞組相上的兩個(gè)半零點(diǎn)之間的半波單相電壓的電壓-時(shí)間積分，此乃表示相應(yīng)的磁通是由某一極性的滿磁密值變到另一極性的滿磁密值。但是，在勵(lì)磁一開(kāi)始時(shí)就出現(xiàn)了干擾的瞬態(tài)情況。根據(jù)磁路中存在的剩磁極性和電壓波形過(guò)某一點(diǎn)合閘，在施加電壓極性變化之前，瞬態(tài)磁密可能達(dá)到

51、鐵心飽和限值，甚至可能超過(guò)此限值。瞬態(tài)勵(lì)磁電流峰值可能達(dá)到比額定電流峰值還大，甚至接近于變壓器的短路故障電流值。從上述現(xiàn)象顯然可以看出這是一個(gè)隨機(jī)事件，它有時(shí)只在幾次合閘中就充分地展現(xiàn)出。來(lái)自系統(tǒng)中的涌流，在不同相中具有不同的幅值。當(dāng)角接繞組或帶有有效接地中性點(diǎn)的星接繞組合閘時(shí)，這種現(xiàn)象與單個(gè)的心柱有聯(lián)系，而在無(wú)中性點(diǎn)電流連接的星接繞組情況下，一開(kāi)始就包含兩柱繞組串聯(lián)的組合。當(dāng)發(fā)生高涌流時(shí)，總是有偏移并僅出現(xiàn)一個(gè)極性的高波幅。因此，涌流含有直流分量并在1 s內(nèi)衰減。具有低損耗鐵心材料的變壓器，此衰減時(shí)間較長(zhǎng)且大型變壓器的衰減時(shí)間還要更長(zhǎng)些。此直流分量和電流的高諧波含量對(duì)繼電保護(hù)電路是很重要的。

52、它可能使與合閘變壓器并聯(lián)的已勵(lì)磁的變壓器出現(xiàn)飽和效應(yīng)。這種現(xiàn)象伴隨著很大的砰砰聲，它可持續(xù)若干秒，或者甚至幾分鐘，此后，變壓器才恢復(fù)至正常的嗡嗡聲。用額定電流倍數(shù)表示的預(yù)期的涌流最大值，與變壓器設(shè)計(jì)時(shí)所選定的工作磁通密度有關(guān)。目前所用的鐵心材料，其工作磁密值比過(guò)去高。線圈的排列也很重要，例如，在一對(duì)同軸繞組中，究竟是對(duì)內(nèi)繞組還是對(duì)外繞組進(jìn)行勵(lì)磁。由于外繞組具有較高的空心電感，因而，從系統(tǒng)中取得較低的涌流。地磁感應(yīng)電流和直流系統(tǒng)中的寄生電流一個(gè)通過(guò)變壓器中性點(diǎn)進(jìn)行有效接地的高壓交流系統(tǒng)，將為流入地殼的直流或準(zhǔn)直流電流提供一個(gè)低電阻值的路徑。地磁感應(yīng)電流主要出現(xiàn)在具有高電阻率砂礫土壤的溫帶地區(qū)。它

53、們出現(xiàn)在變壓器中性點(diǎn)處時(shí)，有約幾十安培幅值的緩慢變化的脈動(dòng)電流（約幾分鐘）。寄生電流是來(lái)自于直流牽引系統(tǒng)、陰極保護(hù)系統(tǒng)等的地表回流電流。在變壓器中性點(diǎn)處，可達(dá)到幾個(gè)安培。當(dāng)變壓器受到在中性點(diǎn)處的這種直流電流影響時(shí)，會(huì)使磁路出現(xiàn)直流偏磁。勵(lì)磁電流變得嚴(yán)重的不對(duì)稱。為平衡施加的直流電流，此勵(lì)磁電流也含有較高的諧波含量。這些直流電流將產(chǎn)生如下幾個(gè)后果：變壓器聲級(jí)明顯增加。電流諧波可能引起繼電器功能失效或誤動(dòng)作。這些諧波甚至還會(huì)引起明顯的漏磁過(guò)熱。這種現(xiàn)象的嚴(yán)重程度是與直流電流對(duì)鐵心的磁化能力有關(guān)，也與鐵心設(shè)計(jì)有關(guān)。 5 中性點(diǎn)接地的三相三繞組變壓器（獨(dú)立繞組變壓器和自耦變壓器）中短路電流的計(jì)算 概述三相交流系統(tǒng)中的短路電流計(jì)算，見(jiàn)GBT 15544。本章提供了不同類型系統(tǒng)故障時(shí)的流過(guò)不同變壓器繞組和端子的電流計(jì)算公式。變壓器聯(lián)結(jié)組為YNynd或YNautod（如果第三繞組為不能承受負(fù)載的穩(wěn)定繞組為YNynd或 YNautod）。系統(tǒng)和繞組的符號(hào)三個(gè)繞組及與其相連接系統(tǒng)均用羅馬數(shù)字表示：指高壓繞組或系統(tǒng)；指中壓繞組或系統(tǒng)