图析D，yn11变压器低压侧不对称短路穿越电流-建筑电气2012.8

建 藐电乞。
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2口 1 2年第日期 l ELECTRICI1rY
图析 D，ynll变压器低压侧不对称短路穿越电流
幸晓珂 蒋炜栋 (同济大学建筑设计研究院 (集团)有限公司，上海市 200092)
Graphical Analysis of Through—current of Asymmetric Short Circuit at
the Low Voltage Side of D，ynl l Transformer
Xing Xiaoke Jiang Weidong(Ton~i Architectural Design(Group)Co．，Ltd．，Shanghai 200092，China)
Abstract Basic knowledge of symmetrical 对称短路时，高压侧的穿越电流更是难以理解。文献嘲
component method is introduced and graphical analysis 介绍变压器穿越电流的特点，提出了针对 Y，ynO变
method of through—current distribution of asymmetric 压器穿越电流的分析方法 ，但不具有普遍性 ，对于
short circuit at the low voltage side of D，ynl 1 D，ynl1变压器穿越电流的分析不够清晰。本文 旨在
transformer is proposed， providing basis for 通过对称分量法，以向量图的形式分析 D，ynl1变压
understanding Table 7—28～Table 7— 30 in the 器低压侧发生不对称短路后，高压侧穿越短路电流分
Industrial and Civil Power Distribution Design Manual 布情况，为理解 《三版手册》表7—28一表7—30提
(the 3rd edition)． 供依据。
Key words Asymmetric short circuit at the
1 变压器穿越电流与对称分量法
low voltage side of transform er Through-current
Symmetrical component method Vector diagram 1．1 变压器穿越电流
穿越电流E3]是穿过被保护区流向该区外某一点的
摘 要 介 绍对称 分量法的基 本知识 ．提 出 电流。对变压器而言 ．变压器二次侧设备或线路故
D，ynll变压器低压侧发生不对称短路时．高压侧短 障，此时流过变压器的电流有负荷电流和故障短路电
路穿越电流分布的图析方法，为理解 《工业与民用配电 流。由于变压器的接线组别和保护的接线方式不同，
设计手册》(第三版)表7—28～表7—30提供依据。 变压器二次侧短路时流经一次侧的穿越电流与二次侧
关键词 变压器低压侧不对称短路 穿越 电流 短路电流分布不同 。
对称分量法 向量图 1．2 对称短路时的变压器穿越电流
变压器二次侧发生三相对称短路时，一次侧穿越
电流也是三相对称电流。一次侧三相短路电流与二次
0 引言
侧三相短路电流的相位关系可以采用时钟法在向量图
笔者在学习 《工业与民用配电设计手册》 (第三 中表示 ：即把一次侧绕组的相电流向量看作时钟的分
版，以下简称 《三版手册》)继电保护内容时，发现 针并固定指向 12点钟 。二次侧绕组的同名相电流向
书中的表 7—28～表 7—30 E 列出了三相变压器几种 量看作时钟的时针．它所指的小时数就是三相变压器
连接组别高压侧及继电器中的短路电流分布。但书 的连接组别。以D，ynl1变压器为例，一次侧三相短
中并没有给出推导的过程，特别是变压器低压侧产生不 路穿越电流比二次侧短路电流滞后 30。(逆时针为超
作者信息
幸晓珂，女，同济大学建筑设计研究院 (集团)有限公司，工程师。
蒋炜栋，男，同济大学建筑设计研究院 (集团)有限公司，工程师。
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前，顺时针为滞后)圈。同时二次侧短路电流 ，k归算到
Fc2=a2FA2 (3)
次侧为，(，=Jk，n 为变压器变比)Ⅲ。 对于零序分量户 。、户 。有以下关系式：
一
nT
1．3 从对称的角度分析不对称短路电流 FA0=FB0=Fco (4)
当变压器二次侧发生不对称短路时，情况就比较
式 一 ，对 三相交流电就是
复杂。以 D，ynl1变压器为例 ，如果低压侧发生 U相
单相短路时，从 《三版手册》表 7—30看出，变压器 一 组正序分量。以上关系可用如下的矩阵公式表示 ：
高压侧并不是简单地在低压侧同名相的 U相有穿越 F
l
电流，而是在 U、V两相均有穿越电流，而且其电流
● ● (5)
F B
1
值也不是简单地从低压侧除以变压器变比 rVr就可以
F● c F● c1
得到。
可以求出：
如果在低压侧发生不对称短路时 ，通过某种方
法．把不对称的短路状态 “变化”成一种或者几种对 FA1
称的状态合成．那么就可以通过上文对称短路时的方
●
FB1
法，把变压器低压侧的短路电流归算到高压侧 ，再把
●
这一种或几种归算过来的对称穿越电流合成，以求得 Fcl
高压侧的穿越电流。对称分量法就是这样一种工具 ， 1 a a
1
通过对称分量法可以把变压器低压侧发生不对称短路 1 a a (6)
3
时的电流归算到变压器高压侧。 1 1 1
1．4 对称分量法
以上具体推导过程可以参考文献 7_．本文只是给
对称分量法作为电力系统分析计算的一种独特方
出结论 ，以便下文应用。
法 ．自 1918年 Charles LeGeyt Fortescue明确提出以 ．n ． ． ． ． ．
2 D，ynl1变压器单相短路时的穿越电流
来 [61，已成为分析电力系统故障的一种基本方法。对
称分量法是基于电工基础中的叠加原理，它认为任何 计算
组不对称三相系统均是由三个对称系统组成的，即
一
由于对称分量法 的矩 阵形式 比较抽象 ，为了方
任何一组不对称的量都可以分解为三个对称的分量 ，
便大家更好地理解对称分量的分析方法 ，下面以民
即正序分量 、负序分量和零序分量 ，写成数学表达式
用建筑中常用的 D，ynl1变压器为例 ，在其低压侧
如下 ：
发生单相短路时．用向量图来分析高压侧的穿越
FA=FAl+FA2+FAo 电流。
FB= FR1+FB2+ o 2．1 发生单相短路时．电路的初始条件
Fc=Fc1+ 2+Fc0 (1) 假 设 变 压器 的 u相 发 生 单 相 短路 ，则 低压
式中： 、 。、户 。—— 一组正序分量；
侧 的初始短路电流 = k，J『 =， =0。其向量图如
户 、 ：、 ：—— 一组负序分量；
图 1(a)所示。

当然可以。"图析D, yn11变压器低压侧不对称短路穿越电流" 这篇文章发表在2012年8月的《建筑电气》期刊中，主要针对 Dyn11 接线方式（其中 'D' 可能代表Dyn11接线类型的简称，而11通常指三相四线制中的Yyn0或YNd11连接）的变压器进行研究。 内容详细分析了当yn11变压器遭遇低压侧发生不对称短路故障时的情况。在电力系统中，不对称短路可能导致非故障相电流显著增大，即所谓的"穿越电流"。这种穿越电流不仅会对变压器内部绕组造成过载和热应力影响，还可能对电力设备、线路以及整个电力系统的稳定性构成威胁。 文章通过图表的形式，展示了不同类型的不对称短路（如单相接地、两相短路等）下，yn11变压器低压侧穿越电流的变化规律、峰值大小、持续时间及其与短路类型、故障位置、变压器参数等因素的关系。同时，它还可能会探讨如何通过计算和选择合适的保护措施来应对这类不对称短路穿越电流的问题，以确保电力系统的安全运行。