YNd和Yd變壓器接線組別對(duì)發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行電流的影響

戈寶軍， 殷繼偉， 陶大軍， 辛鵬， 趙洪森

(哈爾濱理工大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

YNd和Yd變壓器接線組別對(duì)發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行電流的影響

戈寶軍， 殷繼偉， 陶大軍， 辛鵬， 趙洪森

(哈爾濱理工大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行時(shí)定子電流中會(huì)出現(xiàn)負(fù)序分量，如對(duì)負(fù)序電流影響判斷不盡合理，可能導(dǎo)致重大的電網(wǎng)系統(tǒng)事故，為了準(zhǔn)確分析YNd和Yd變壓器接線組別對(duì)發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行電流的影響，首先給出了YNd和Yd接線的各組別變壓器高低壓側(cè)電壓和電流的相量關(guān)系。然后采用解析法分別對(duì)YNd和Yd接線變壓器高壓側(cè)一相和兩相斷開(kāi)的物理過(guò)程進(jìn)行研究，建立了故障后發(fā)電機(jī)定子三相電流的數(shù)學(xué)模型，給出了定子三相電流的相量圖，揭示出變壓器采用這兩種連接情況下，其高壓側(cè)一相和兩相斷開(kāi)后發(fā)電機(jī)定子電流的變化規(guī)律。最后以一臺(tái)1 407 MVA汽輪發(fā)電機(jī)為例，仿真計(jì)算了YNd1接線變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)情況下發(fā)電機(jī)定子三相電流，計(jì)算結(jié)果與解析法分析結(jié)果相一致，驗(yàn)證了分析的正確性。

非全相；發(fā)電機(jī)；定子電流；變壓器；接線組別

0 引 言

發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，根據(jù)對(duì)稱分量法，發(fā)電機(jī)定子繞組中的電流可分成正序、負(fù)序和零序電流分量[1-2]。其中負(fù)序電流產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)會(huì)以2倍于基波的角速度切割轉(zhuǎn)子[3-4]，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，引起轉(zhuǎn)子表面的附加損耗增加，可導(dǎo)致轉(zhuǎn)子各部件溫度升高，轉(zhuǎn)子部件機(jī)械性能降低，會(huì)使得電機(jī)轉(zhuǎn)子各部件受到破壞甚至燒毀[5-7]。而發(fā)電機(jī)組非全相運(yùn)行是不對(duì)稱運(yùn)行的特殊情況，指一相或兩相斷開(kāi)的不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)，屬于一種較為嚴(yán)重故障狀態(tài)，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)采取措施，運(yùn)行超過(guò)允許限度，會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)以及電網(wǎng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害。所以如何準(zhǔn)確及時(shí)的判斷出發(fā)電機(jī)是否發(fā)生非全相運(yùn)行就顯得尤為重要。在發(fā)變機(jī)組中，發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行后，定子三相電流之間的關(guān)系，與變壓器的連接方式以及其中性點(diǎn)接地與否有著密切的關(guān)系。由此可見(jiàn)，準(zhǔn)確給出不同變壓器接線組別下發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行時(shí)定子三相電流之間的關(guān)系對(duì)系統(tǒng)非全相故障的預(yù)判以及整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)能否安全運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

在變壓器接線組別研究方面，文獻(xiàn)[8]提出了一種適用于Yd和YNd接線方式的變壓器兩側(cè)故障量分析的方法。文獻(xiàn)[9]對(duì)比分析了用于石化系統(tǒng)110kV變壓器三種接線方式在制造成本、供電質(zhì)量及可靠性三方面的不同，給出了所應(yīng)采取的最優(yōu)接線組別。文獻(xiàn)[10]對(duì)低壓配電變壓器兩種不同形式的接線組別進(jìn)行分析，提出在公共配電網(wǎng)中Dyn11接線組別的變壓器具有很大的優(yōu)越性。

關(guān)于非全相運(yùn)行，學(xué)者們進(jìn)行了一定的研究，在發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行時(shí)定子三相電流研究方面，采用對(duì)稱分量法對(duì)YNd11接線變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)不對(duì)稱斷路情況下發(fā)電機(jī)定子電流向量關(guān)系進(jìn)行了分析[11-12]。在非全相實(shí)際故障處理方面，文獻(xiàn)[13-14]對(duì)一起發(fā)電機(jī)組非全相運(yùn)行事故進(jìn)行了分析計(jì)算，為非全相事故的現(xiàn)場(chǎng)處理提供了理論方法和解決辦法。

由上面的研究可以看出，目前對(duì)發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行相關(guān)問(wèn)題的研究較少，在發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行時(shí)定子三相電流的研究中，變壓器都是采用YNd11一種接法，而沒(méi)有對(duì)多種接法變壓器下，發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行時(shí)定子三相電流關(guān)系進(jìn)行研究，給出通用性的規(guī)律。

本文在考慮變壓器容量較大以及高壓側(cè)電壓等級(jí)較高情況下，變壓器一般高壓側(cè)采用星形連接，而低壓側(cè)選擇角形連接的基礎(chǔ)上，采用解析法對(duì)YNdk和Ydk接法變壓器，其高壓側(cè)一相或者兩相斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流之間關(guān)系進(jìn)行研究，給出三相電流之間的通用性規(guī)律，為發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行提供判斷依據(jù)，具有一定的工程實(shí)際價(jià)值。

1 YNd和Yd接線變壓器運(yùn)行的物理過(guò)程

1.1 YNd11接線組別變壓器運(yùn)行的物理過(guò)程

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)一般通過(guò)變壓器組和輸電線系統(tǒng)與無(wú)窮大系統(tǒng)相連，發(fā)電機(jī)電壓、電流各分量經(jīng)變壓器后，其大小與變壓器變比有關(guān)，而相位則與變壓器的連接組別有關(guān)。在電力系統(tǒng)中，變壓器的基本連接方式有多種，而對(duì)于大型發(fā)變機(jī)組主變壓器一般采用YNd11的接線組別，所以先以YNd11連接的變壓器為例，分析其高低壓側(cè)電壓和電流的相量關(guān)系，然后由此得到Y(jié)Ndk連接下，變壓器電壓和電流的相量關(guān)系。

1.1.1 變壓器高低壓側(cè)電壓關(guān)系

當(dāng)系統(tǒng)加載正序電壓時(shí)，由于變壓器采用YNd11的連接方式，可得

(1)

式中n為變壓器變比。

圖1 YNd11變壓器接線圖Fig.1 Wiring diagram of YNd11 transformer

由變壓器三角側(cè)的連接方式可知

(2)

由此可得

(3)

同理可得當(dāng)負(fù)序電壓作用系統(tǒng)時(shí)

(4)

由式(3)和式(4)可得采用Yd11連接方式的變壓器高低壓側(cè)各序電壓的相量關(guān)系如圖2所示。

圖2 各序電壓相量關(guān)系Fig.2 Each sequence voltage phasor relationships

1.1.2 變壓器高低壓側(cè)電流關(guān)系

由節(jié)點(diǎn)電流關(guān)系和變壓器一次側(cè)二次側(cè)電流關(guān)系可知：

(5)

對(duì)式(5)進(jìn)行整理可得

(6)

當(dāng)系統(tǒng)中通入正序電流時(shí)，變壓器兩側(cè)電流關(guān)系為

(7)

同理可得負(fù)序分量作用系統(tǒng)時(shí)，變壓器兩側(cè)負(fù)序電流關(guān)系為

(8)

由式(7)和式(8)可得變壓器兩側(cè)電流對(duì)稱分量相量關(guān)系如圖3所示。

圖3 各序電流相量關(guān)系Fig.3 Each sequence current phasor relationships

1.2YNdk連接變壓器運(yùn)行的物理過(guò)程

YNd接線變壓器的所有接線組別可表示為YNdk，其中k=1，3，5，7，9，11。根據(jù)YNd11連接變壓器高低壓側(cè)電壓和電流之間的相位關(guān)系，可推斷出變壓器采用YNdk連接時(shí)，其高低壓側(cè)電壓和電流的相量關(guān)系表示為[15]：

(9)

(10)

對(duì)于YNdk和Ydk接線變壓器而言，其高低壓側(cè)電壓和電流的相量關(guān)系是相同的。

對(duì)于YNdk接線，存在YNd1、YNd3、YNd5、YNd7、YNd9、YNd11六種接線方式，同樣Ydk接線變壓器，同樣有六種奇數(shù)次接線方式。下面就對(duì)各六種接線變壓器，其高壓側(cè)一相或者兩相斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流之間關(guān)系進(jìn)行研究。

2 非全相運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)定子電流的解析分析

2.1 發(fā)變組高壓側(cè)一相斷開(kāi)的數(shù)學(xué)模型

下面分析發(fā)變組高壓側(cè)一相斷開(kāi)情況下，發(fā)電機(jī)定子電流關(guān)系，為便于分析假設(shè)變壓器高壓側(cè)A相斷路器斷開(kāi)，此時(shí)電路圖如圖4所示。

圖4 變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)電路圖Fig.4 Circuit diagram of the transformer high voltage side A phase open

由圖4可知，A相斷開(kāi)邊界條件為

(11)

由對(duì)稱分量法可知A相各序分量電壓與各相電壓之間的關(guān)系為：

(12)

由式(11)和式(12)可得A相斷開(kāi)后變壓器高壓側(cè)A相各序電壓和電流之間關(guān)系為：

(13)

由式(13)可得，A相各序電路為并聯(lián)關(guān)系，由此得到復(fù)合序網(wǎng)圖，如圖5所示。

圖5 A相斷開(kāi)時(shí)A相的復(fù)合序網(wǎng)圖Fig.5 A phase recombination sequence network diagram of A phase open

根據(jù)圖5可以求出A相各序電流的向量表達(dá)式為：

(14)

將上式進(jìn)行整理可得：

(15)

2.2 發(fā)變組高壓側(cè)一相斷開(kāi)定子電流規(guī)律研究

由式(15)可知，如果忽略整個(gè)系統(tǒng)的電阻，而只考慮系統(tǒng)的電抗，則可以認(rèn)為A相負(fù)序和零序電流與正序電流之間相差180°，由于YNdk連接組別的變壓器高壓側(cè)接地，低壓側(cè)為角接，所以零序電流不可能經(jīng)變壓器流出，所以發(fā)電機(jī)定子繞組中只考慮正序和負(fù)序電流，再根據(jù)前面得到的YNdk連接組別的變壓器高低壓側(cè)電流向量關(guān)系，可畫(huà)出采用YNdk(k=1，3，5，7，9，11)組別連接的變壓器情況下，其高壓側(cè)A相斷路器斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子各相電流以及各序電流分量相量關(guān)系，如圖6所示。

圖6 YNdk變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)時(shí)定子電流相量圖Fig. 6 Stator current phasor diagram of YNdk transformer high voltage side A phase open

從圖中可以看出無(wú)論變壓器采用哪種組別的連接方式，此種情況下發(fā)電機(jī)定子電流中均會(huì)出現(xiàn)一相電流較大而另外兩相電流大小相等的情況，并且該兩相電流關(guān)于最大相電流延長(zhǎng)線方向?qū)ΨQ。根據(jù)圖6中給出的各組別下發(fā)電機(jī)定子三相電流相量關(guān)系，可以給出變壓器采用YNdk接線下，其高壓側(cè)A相斷開(kāi)情況下，發(fā)電機(jī)三相電流具體關(guān)系如表1所示。

從表1中可以看出，當(dāng)變壓器采用Yd1和Yd7組別連接時(shí)，發(fā)電機(jī)三相電流關(guān)系相一致，但從圖6中可以看出，兩種連接方式下，同相電流之間的相位相差180°。同樣Yd3和Yd9連接以及Yd5和Yd11連接中發(fā)電機(jī)同相電流相位之間會(huì)出現(xiàn)相同的規(guī)律。

表1 YNdk接變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)情況下定子 三相電流關(guān)系Table 1 Stator three-phase currents relationships under the YNdk wiring group transformer high voltage side A phase open condition

當(dāng)變壓器采用Ydk組別連接時(shí)，即變壓器中性點(diǎn)不接地，此時(shí)變壓器高壓側(cè)的零序阻抗為無(wú)窮大，由式(15)可得，變壓器高壓側(cè)零序電流為零，正序電流與負(fù)序電流大小近似相等，方向相反，所以，變壓器高壓側(cè)斷路器A相斷開(kāi)時(shí)，發(fā)電機(jī)定子電流以及各序電流相量關(guān)系，如圖7所示。

從圖7中可以看出，變壓器中性點(diǎn)接地與否對(duì)發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行時(shí)定子電流之間關(guān)系是有影響的，即出現(xiàn)了無(wú)論變壓器采用Ydk何種連接，均會(huì)出現(xiàn)最大相電流大小等于另外兩相電流值和，方向與另外兩相相反，而另外兩相電流大小相等，方向相同。根據(jù)圖7中給出的發(fā)電機(jī)定子三相電流關(guān)系，相量可以得出在采用Ydk接線變壓器下，變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)時(shí)，發(fā)電機(jī)三相電流關(guān)系如表2所示。

從表2和圖7中可以看出，與YNdk組別連接時(shí)相同，Yd1和Yd7、Yd3和Yd9以及Yd5和Yd11連接中發(fā)電機(jī)定子同相電流相位之間互差180°。

以上分析的是變壓器分別采用YNdk和Ydk連接時(shí)，變壓器高壓側(cè)A相斷路器斷開(kāi)情況下發(fā)電機(jī)定子三相電流之間的關(guān)系，同理可分析變壓器高壓側(cè)B相或者C相斷開(kāi)時(shí)定子三相電流之間的關(guān)系，首先給出變壓器采用YNdk連接時(shí)，其高壓側(cè)B相和C相單獨(dú)斷開(kāi)情況下，發(fā)電機(jī)定子電流關(guān)系如表3所示。

圖7 Ydk變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)時(shí)定子電流相量圖Fig. 7 Stator current phasor diagram of Ydk wiring group transformer high voltage side A phase open表2 Ydk接線組別變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)時(shí)定子 三相電流關(guān)系Table 2 Stator three-phase currents relationships Under the Ydk wiring group transformer high voltage side A phase open condition

接線組別電流最大相另外兩相Yd1C相電流值最大,等于其它兩相電流值之和A相和B相大小相等,方向相同,與C相電流方向相反Yd3A相電流值最大,等于其它兩相電流值之和B相和C相大小相等,方向相同,與A相電流方向相反Yd5B相電流值最大,等于其它兩相電流值之和A相和C相大小相等,方向相同,與B相電流方向相反Yd7C相電流值最大,等于其它兩相電流值之和A相和B相大小相等,方向相同,與C相電流方向相反Yd9A相電流值最大,等于其它兩相電流值之和B相和C相大小相等,方向相同,與A相電流方向相反Yd11B相電流值最大,等于其它兩相電流值之和A相和C相大小相等,方向相同,與B相電流方向相反

表3 變壓器YNdk連接時(shí)高壓側(cè)B相和C相單獨(dú) 斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子電流關(guān)系Table 3 Stator three-phase currents relationships under the YNdk wiring group transformer high voltageside B phase and C phase separately open condition

然后給出變壓器采用Ydk連接時(shí)B相和C相單獨(dú)斷開(kāi)情況下，發(fā)電機(jī)定子電流關(guān)系如表4所示。

表4 變壓器Ydk連接時(shí)高壓側(cè)B相和C相單獨(dú) 斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子電流關(guān)系Table 4 Stator three-phase currents relationships under the Ydk wiring group transformer high voltage side B phase and C phase separately open condition

2.3 發(fā)變機(jī)組高壓側(cè)兩相斷開(kāi)的數(shù)學(xué)模型

當(dāng)變壓器高壓側(cè)B相和C相斷路器斷開(kāi)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)如圖8所示，下面就對(duì)此種情況下發(fā)電機(jī)定子三相電流進(jìn)行分析，與一相斷開(kāi)一樣，兩相斷開(kāi)也可用對(duì)稱分量法進(jìn)行研究。

圖8 變壓器高壓側(cè)B、C兩相同時(shí)斷開(kāi)電路圖Fig.8 Circuit diagram of the transformer high voltage side B phase and C phase simultaneously open

由圖8可知，B相和C相斷路時(shí)的邊界條件為：

(16)

由對(duì)稱分量法可得，A相各序電流與各相電流的關(guān)系式為：

(17)

由式(15)和式(16)可得變壓器高壓側(cè)A相各序電壓和電流之間的關(guān)系為：

(18)

由式(18)可畫(huà)出B相和C相斷路時(shí)，變壓器高壓側(cè)A相的復(fù)合序網(wǎng)圖，如圖9所示。

從圖9可得A相各序電流之間的關(guān)系為

(19)

2.4 發(fā)變機(jī)組高壓側(cè)兩相斷開(kāi)定子電流規(guī)律研究

由式(18)可知，當(dāng)B、C兩相同時(shí)斷開(kāi)時(shí)，變壓器高壓側(cè)電流各序分量大小相等，方向相同，再根據(jù)前面得到的變壓器高、低壓測(cè)電流關(guān)系可得，YNdk連接組別變壓器高壓側(cè)B、C相斷路時(shí)，發(fā)電機(jī)側(cè)電流各序分量的相量圖，如圖10所示。

圖9 B、C同時(shí)相斷開(kāi)時(shí)A相的復(fù)合序網(wǎng)圖Fig.9 A phase recombination sequence network diagramof B phase and C phase simultaneously open

從圖10中可以看出，無(wú)論采用哪種連接方式，當(dāng)變壓器高壓側(cè)B相和C相同時(shí)斷開(kāi)時(shí)，發(fā)電機(jī)定子三相電流均會(huì)出現(xiàn)一相電流為零而另外兩相電流大小相等，方向相反的情況，根據(jù)圖10中給出的各組別下發(fā)電機(jī)定子三相電流相量關(guān)系，可以給出變壓器采用YNdk接線時(shí)，其高壓側(cè)B相和C相同時(shí)斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)三相電流之間具體關(guān)系，如表5所示。

表5 YNdk接線組別變壓器高壓側(cè)B、C相同時(shí)斷開(kāi) 情況下定子電流關(guān)系Table 5 Stator three-phase currents relationships under the YNdk wiring group transformer high voltage side B、C phase simultaneously open condition

與前面一相斷開(kāi)情況相同，在變壓器采用YNd1和YNd7、YNd3和YNd9以及YNd5和YNd11各對(duì)組別連接情況下，發(fā)電機(jī)同相電流在相位上互差180°。

而當(dāng)變壓器采用Ydk連接時(shí)，即變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)不接地，此時(shí)變壓器高壓側(cè)零序阻抗為無(wú)窮大，由式(18)可以得出，高壓側(cè)各相電流為零，所以，此種情況下發(fā)電機(jī)定子各相電流也為零，等同于發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)。

圖10 YNdk變壓器高壓側(cè)B、C兩相同時(shí)斷開(kāi)時(shí)定子三相電流相量圖Fig.10 Stator current phasor diagram of YNdk transformer high voltage side B phase and phase simultaneously open

以上分析的是當(dāng)變壓器采用YNdk和Ydk連接時(shí)，其高壓側(cè)B相和C相斷路器同時(shí)斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)定子三相電流之間的關(guān)系。同理可分析變壓器高壓側(cè)A相和B相同時(shí)斷開(kāi)或者A相和C相同時(shí)斷開(kāi)時(shí)定子三相電流之間的關(guān)系，首先給出變壓器采用YNdk連接時(shí)A、B相和B、C相分別同時(shí)斷開(kāi)情況下，發(fā)電機(jī)定子電流之間關(guān)系如表6所示。

表6 YNdk接線組別變壓器高壓側(cè)A、B相或者A、 C相同時(shí)斷開(kāi)情況下定子電流關(guān)系Table 6 Stator three-phase currents relationships under the YNdk wiring group transformer high voltageside A 、B phase or A、C phase simultaneously open condition

當(dāng)變壓器采用Ydk連接時(shí)，由于高壓側(cè)零序阻抗為無(wú)窮大，所以與B相和C相同時(shí)斷開(kāi)一樣，無(wú)論是A、B相或者A、C相同時(shí)斷開(kāi)，定子側(cè)電流都為零，即等同于空載狀態(tài)。

所以，由以上的分析可以看出，變壓器高壓側(cè)一相或者兩相斷開(kāi)，定子三相電流關(guān)系不僅與斷開(kāi)相有關(guān)，同時(shí)還與變壓器連接組別以及斷開(kāi)的相數(shù)有關(guān)。

3 解析結(jié)果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證以上分析的正確性，以一臺(tái)1407MVA汽輪發(fā)電機(jī)為例，對(duì)其并網(wǎng)運(yùn)行在t=5 s時(shí)，變壓器高壓側(cè)A相斷路器突然斷開(kāi)這一非全相故障狀態(tài)進(jìn)行了仿真計(jì)算，其中變壓器采用YNd1連接，故障后定子相電流波形如圖11所示。

從圖11中可以看出，故障后發(fā)電機(jī)定子三相電流出現(xiàn)了不對(duì)稱情況，其中C相電流最大，而A相和B相電流大小近似相等，方向不同。A相和B相電流近似相等的原因在于前面解析法分析時(shí)忽略了系統(tǒng)電阻的影響，而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電阻是真實(shí)存在的，只是相對(duì)電抗而言非常小，仿真計(jì)算時(shí)考慮了整個(gè)系統(tǒng)電阻的影響，所以仿真結(jié)果顯示A相和B相只是近似相等，但從圖形中可以看出，兩相值相差很小，可以認(rèn)為與前面解析法分析得到的結(jié)果基本相同，驗(yàn)證了分析方法的正確性。

圖11 YNd1連接變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)后定子相電流Fig. 11 Statorcurrent under transformer high voltage side A phase open

4 結(jié) 論

本文采用解析法對(duì)變壓器采用YNd和Yd兩種連接方式情況下，變壓器高壓側(cè)一相或者兩相斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流之間的相量關(guān)系進(jìn)行了分析，得出以下結(jié)論：

1)給出了YNd接線變壓器分別采用6種連接組別情況下，變壓器高壓側(cè)一相斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流的相量關(guān)系，從中可以得出，無(wú)論變壓器采用何種連接方式，定子三相電流中會(huì)有一相電流最大，但小于另外兩相電流之和，同時(shí)這兩相電流大小相等，但是方向不同。另外給出了Yd接線變壓器6種連接組別情況下，變壓器高壓側(cè)一相斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流的相量關(guān)系，從中得出6種連接組別情況下，定子電流均出現(xiàn)一相電流最大并且等于另外兩相電流值和，同時(shí)這兩相電流大小相等，方相相同。

2)給出了YNd接線變壓器分別采用永6種連接組別情況下，變壓器高壓側(cè)兩相同時(shí)斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流的相量關(guān)系，從中得出6種連接組別下，定子三相電流中均會(huì)出現(xiàn)一相電流為零，而另外兩相電流大小相等，方向相反。同時(shí)給出了Yd接線變壓器6種連接組別情況下，變壓器高壓側(cè)兩相同時(shí)斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流情況，由于變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)不接地，導(dǎo)致其零序阻抗無(wú)窮大，使得發(fā)電機(jī)定子電流為零，此種情況相當(dāng)于發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行。

3)發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行時(shí)，定子三相電流關(guān)系不僅與所斷相有關(guān)，同時(shí)還與變壓器連接組別以及斷開(kāi)的相數(shù)有關(guān)。

4)仿真計(jì)算了YNd1接線變壓器高壓側(cè)A相斷開(kāi)時(shí)發(fā)電機(jī)定子三相電流，仿真結(jié)果與解析法分析結(jié)果相一致，驗(yàn)證了分析方法的正確性。

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(編輯：賈志超)

Influences of the YNd and Yd transformer wiring group on the generator open-phase operation current

GE Bao-jun， YIN Ji-wei， TAO Da-jun， XIN Peng， ZHAO Hong-sen

(College of Electrical & Electronic Engineering，Harbin University of Science and Technology，Harbin 150080，China)

Open-phase operation condition can bring about negative sequence current in stator winding. If the judgment on the stator negative sequence current is not reasonable, then the serious power system accidents may happen. To accurately analyze the influence of YNd wiring group and Yd wiring group on stator current in the generator under open-phase operation condition, firstly the phasor relationship between voltage and current of different YNd wiring group and Yd wiring group of high voltage side and low voltage side was given. Afterwards the physical processes of YNd connection transformer and Yd connection transformer of high voltage with one phase open and two phase open were studied by the analytical method. Mathematical models of three phase stator current of generator after faults above were established. Based on that, phasor diagrams of stator current were given. The variation laws of the stator current of YNd connection transformer and Yd connection transformer of high voltage with one phase open and two phase open were revealed. Finally taking a 1 407 MVA turbo-generator as an example, the stator three phase current were calculated when A phase current of generator of high voltage side of YNd1 connection was open. The simulated result agrees with analytical analysis, which verifies the correctness of analytical analysis.

open-phase；generator；stator current；transformer；wiring group

2016-03-17

國(guó)家自然科學(xué)基金(51407050)；黑龍江省博士后基金(LBH-Z15033)；國(guó)家重大科技專項(xiàng)(2009ZX06004-013-04-01)

戈寶軍(1960—)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榇笮蜋C(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置的理論與應(yīng)用技術(shù)研究； 殷繼偉(1984—)，男，博士研究生，研究方向?yàn)榇笮桶l(fā)電機(jī)磁熱問(wèn)題的研究； 陶大軍(1982—)，男，博士，副教授，研究方向?yàn)榇笮桶l(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程及穩(wěn)定性的研究； 辛 鵬(1987—)，男，博士研究生，講師，研究方向?yàn)榘l(fā)電機(jī)機(jī)網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程及電機(jī)運(yùn)行方面的研究； 趙洪森(1987—)，男，博士研究生，研究方向?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)短路故障檢測(cè)、診斷及保護(hù)。

殷繼偉

10.15938/j.emc.2017.04.014

TM 314

A

1007-449X(2017)04-0095-10