变压器“单相断线”的电压特征｜存干货

小编前言

1

基本假设和思路

为了讨论方便并忽略次要因素，假定：

1) 高压侧有电源，低压侧空载；

2) 高压侧进线A相发生断线故障；

3) 理想变压器，线电压变比为1:1。

高压侧A相断线，BC仍然和系统电源相连，UB = Eb，UC = Ec，待求的是UA，进而依变压器绕组连接关系得到低压侧Ua、Ub、Uc。

2

Y/△11变压器（Y中性点不接地）

下面是EMTP仿真电压波形：

电压特征：

1) UB、UC保持不变，UA等于(UB + UC)/2

2) Ua等于Uc，Ub保持不变，Ua幅值等于Ub/2，Ua与Ub方向相反

因 Uab + Ubc + Uca = 0 得

(UA - UN) + (UB - UN) + (UC - UN) = 0，即

UA + UB + UC = 3UN          (1)

（注：UN为高压侧中性点N的电压）

N位于BN绕组和CN绕组的“中点”，UN = (UB + UC)/2，与式(1)联立得：

UA = UN = (UB + UC)/2 = (Eb + Ec)/2 = -Ea/2

线电压变比为1:1，绕组变比为1:1.732，故：

Ua - Uc = 1.732*(UA - UN) = 0

Ub - Ua = 1.732*(UB - UN) = 1.732*(Eb - Ec)/2

Uc - Ub = 1.732*(UC - UN) = 1.732*(Ec - Eb)/2

结合 Ua + Ub + Uc = 0（低压侧无接地短路）可得：

Ua = Uc = -Ub/2

Ub = (Eb - Ec)/1.732 （等于断线前Ub）

电压相量图如下：

3

Y/△11变压器（Y中性点接地）

下面是EMTP仿真电压波形：

电压特征：

1) UA、UB、UC没有变化

2) Ua、Ub、Uc没有变化

中性点N接地有UN = 0，依据式(1)有：UA + UB + UC = 3UN = 0，故：

UA = -(UB + UC) = -(Eb + Ec) = Ea

UA等于Ea没有发生变化，UB、UC与电源相连电压也没有变化，低压侧Ua、Ub、Uc也没有变化。

4

△/y1变压器（y中性点接地）

Y/△11变压器高低压绕组“对调”得到△/y1的变压器。

下面是EMTP仿真电压波形：

电压特征：

1) UB、UC保持不变，UA等于(UB + UC)/2

2) Ua等于Ub，Uc保持不变，Ua幅值等于Uc/2，Ua与Uc方向相反

为便于观察特征，对高压侧绕组连接“拉伸”：

节点A位于BA绕组和AC绕组的“中点”，故：

UA = (UB + UC)/2 = (Eb + Ec)/2 = -Ea/2

UB = Eb

UC = Ec

线电压变比为1:1，绕组电压之比为1.732:1，故：

Ua = (UA - UC)/1.732 = (Eb - Ec)/2/1.732

Ub = (UB - UA)/1.732 = (Eb - Ec)/2/1.732

Uc = (UC - UB)/1.732 = (Ec - Eb)/1.732 （等于断线前Uc）

电压相量图如下：

－The End－