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變壓器接線組別對發(fā)電機非全相運行電流的影響

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)電機非全相運行時定子電流中會出現(xiàn)負序分量，如對負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變壓器接線組別對發(fā)電機非全相運行電流的影響，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YNd和Yd接線變壓器高壓側(cè)一相和兩相斷開的物理過程進行研究，建立了故障后發(fā)電機定子三相電流的數(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)一相和兩相斷開后發(fā)電機定子電流的變化規(guī)律。最后以一臺1 407 MVA汽輪發(fā)電機為例，仿真計算了YNd1接線變壓器高壓側(cè)A相斷開情況下發(fā)電機定子三相電流，計算結(jié)果與解析法分析結(jié)果相一致，驗證了分析的正確性。

非全相；發(fā)電機；定子電流；變壓器；接線組別

0 引 言

發(fā)電機不對稱運行時，根據(jù)對稱分量法，發(fā)電機定子繞組中的電流可分成正序、負序和零序電流分量[1-2]。其中負序電流產(chǎn)生的負序旋轉(zhuǎn)磁場會以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)子部件機械性能降低，會使得電機轉(zhuǎn)子各部件受到破壞甚至燒毀[5-7]。而發(fā)電機組非全相運行是不對稱運行的特殊情況，指一相或兩相斷開的不對稱運行狀態(tài)，屬于一種較為嚴(yán)重故障狀態(tài)，如不及時發(fā)現(xiàn)采取措施，運行超過允許限度，會對發(fā)電機以及電網(wǎng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害。所以如何準(zhǔn)確及時的判斷出發(fā)電機是否發(fā)生非全相運行就顯得尤為重要。在發(fā)變機組中，發(fā)電機非全相運行后，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接地與否有著密切的關(guān)系。由此可見，準(zhǔn)確給出不同變壓器接線組別下發(fā)電機非全相運行時定子三相電流之間的關(guān)系對系統(tǒng)非全相故障的預(yù)判以及整個電網(wǎng)系統(tǒng)能否安全運行會產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

在變壓器接線組別研究方面，文獻[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[9]對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[10]對低壓配電變壓器兩種不同形式的接線組別進行分析，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)于非全相運行，學(xué)者們進行了一定的研究，在發(fā)電機非全相運行時定子三相電流研究方面，采用對稱分量法對YNd11接線變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)不對稱斷路情況下發(fā)電機定子電流向量關(guān)系進行了分析[11-12]。在非全相實際故障處理方面，文獻[13-14]對一起發(fā)電機組非全相運行事故進行了分析計算，為非全相事故的現(xiàn)場處理提供了理論方法和解決辦法。

由上面的研究可以看出，目前對發(fā)電機非全相運行相關(guān)問題的研究較少，在發(fā)電機非全相運行時定子三相電流的研究中，變壓器都是采用YNd11一種接法，而沒有對多種接法變壓器下，發(fā)電機非全相運行時定子三相電流關(guān)系進行研究，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YNdk和Ydk接法變壓器，其高壓側(cè)一相或者兩相斷開時發(fā)電機定子三相電流之間關(guān)系進行研究，給出三相電流之間的通用性規(guī)律，為發(fā)電機非全相運行提供判斷依據(jù)，具有一定的工程實際價值。

1 YNd和Yd接線變壓器運行的物理過程

1.1 YNd11接線組別變壓器運行的物理過程

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，發(fā)電機一般通過變壓器組和輸電線系統(tǒng)與無窮大系統(tǒng)相連，發(fā)電機電壓、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，而對于大型發(fā)變機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，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)負序電壓作用系統(tǒng)時

(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)

對式(5)進行整理可得

(6)

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

(7)

同理可得負序分量作用系統(tǒng)時，變壓器兩側(cè)負序電流關(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連接變壓器運行的物理過程

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，其高低壓側(cè)電壓和電流的相量關(guān)系表示為[15]：

(9)

(10)

對于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。下面就對各六種接線變壓器，其高壓側(cè)一相或者兩相斷開時發(fā)電機定子三相電流之間關(guān)系進行研究。

2 非全相運行時發(fā)電機定子電流的解析分析

2.1 發(fā)變組高壓側(cè)一相斷開的數(shù)學(xué)模型

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

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

由圖4可知，A相斷開邊界條件為

(11)

由對稱分量法可知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相斷開時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式為：

(14)

將上式進行整理可得：

(15)

2.2 發(fā)變組高壓側(cè)一相斷開定子電流規(guī)律研究

由式(15)可知，如果忽略整個系統(tǒng)的電阻，而只考慮系統(tǒng)的電抗，則可以認為A相負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)電機定子繞組中只考慮正序和負序電流，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相斷路器斷開時發(fā)電機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相斷開時定子電流相量圖Fig. 6 Stator current phasor diagram of YNdk transformer high voltage side A phase open

從圖中可以看出無論變壓器采用哪種組別的連接方式，此種情況下發(fā)電機定子電流中均會出現(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)于最大相電流延長線方向?qū)ΨQ。根據(jù)圖6中給出的各組別下發(fā)電機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相斷開情況下，發(fā)電機三相電流具體關(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，發(fā)電機三相電流關(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)電機同相電流相位之間會出現(xiàn)相同的規(guī)律。

表1 YNdk接變壓器高壓側(cè)A相斷開情況下定子 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，即變壓器中性點不接地，此時變壓器高壓側(cè)的零序阻抗為無窮大，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相斷開時，發(fā)電機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，變壓器中性點接地與否對發(fā)電機非全相運行時定子電流之間關(guān)系是有影響的，即出現(xiàn)了無論變壓器采用Ydk何種連接，均會出現(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相斷開時，發(fā)電機三相電流關(guān)系如表2所示。

從表2和圖7中可以看出，與YNdk組別連接時相同，Yd1和Yd7、Yd3和Yd9以及Yd5和Yd11連接中發(fā)電機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，變壓器高壓側(cè)A相斷路器斷開情況下發(fā)電機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相斷開時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，其高壓側(cè)B相和C相單獨斷開情況下，發(fā)電機定子電流關(guān)系如表3所示。

圖7 Ydk變壓器高壓側(cè)A相斷開時定子電流相量圖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相斷開時定子 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連接時高壓側(cè)B相和C相單獨 斷開時發(fā)電機定子電流關(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B相和C相單獨斷開情況下，發(fā)電機定子電流關(guān)系如表4所示。

表4 變壓器Ydk連接時高壓側(cè)B相和C相單獨 斷開時發(fā)電機定子電流關(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)變機組高壓側(cè)兩相斷開的數(shù)學(xué)模型

當(dāng)變壓器高壓側(cè)B相和C相斷路器斷開時，整個系統(tǒng)如圖8所示，下面就對此種情況下發(fā)電機定子三相電流進行分析，與一相斷開一樣，兩相斷開也可用對稱分量法進行研究。

圖8 變壓器高壓側(cè)B、C兩相同時斷開電路圖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相斷路時的邊界條件為：

(16)

由對稱分量法可得，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)可畫出B相和C相斷路時，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)變機組高壓側(cè)兩相斷開定子電流規(guī)律研究

由式(18)可知，當(dāng)B、C兩相同時斷開時，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，發(fā)電機側(cè)電流各序分量的相量圖，如圖10所示。

圖9 B、C同時相斷開時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相同時斷開時，發(fā)電機定子三相電流均會出現(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)電機定子三相電流相量關(guān)系，可以給出變壓器采用YNdk接線時，其高壓側(cè)B相和C相同時斷開，發(fā)電機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相同時斷開 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

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

而當(dāng)變壓器采用Ydk連接時，即變壓器高壓側(cè)中性點不接地，此時變壓器高壓側(cè)零序阻抗為無窮大，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)電機定子各相電流也為零，等同于發(fā)電機空載狀態(tài)。

圖10 YNdk變壓器高壓側(cè)B、C兩相同時斷開時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，其高壓側(cè)B相和C相斷路器同時斷開，發(fā)電機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相同時斷開或者A相和C相同時斷開時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A、B相和B、C相分別同時斷開情況下，發(fā)電機定子電流之間關(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相同時斷開情況下定子電流關(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，由于高壓側(cè)零序阻抗為無窮大，所以與B相和C相同時斷開一樣，無論是A、B相或者A、C相同時斷開，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，定子三相電流關(guān)系不僅與斷開相有關(guān)，同時還與變壓器連接組別以及斷開的相數(shù)有關(guān)。

3 解析結(jié)果驗證

為了驗證以上分析的正確性，以一臺1407MVA汽輪發(fā)電機為例，對其并網(wǎng)運行在t=5 s時，變壓器高壓側(cè)A相斷路器突然斷開這一非全相故障狀態(tài)進行了仿真計算，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)電機定子三相電流出現(xiàn)了不對稱情況，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忽略了系統(tǒng)電阻的影響，而在實際運行過程中，電阻是真實存在的，只是相對電抗而言非常小，仿真計算時考慮了整個系統(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，可以認為與前面解析法分析得到的結(jié)果基本相同，驗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)一相或者兩相斷開時發(fā)電機定子三相電流之間的相量關(guān)系進行了分析，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)一相斷開時發(fā)電機定子三相電流的相量關(guān)系，從中可以得出，無論變壓器采用何種連接方式，定子三相電流中會有一相電流最大，但小于另外兩相電流之和，同時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)一相斷開時發(fā)電機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)兩相同時斷開時發(fā)電機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)兩相同時斷開時發(fā)電機定子三相電流情況，由于變壓器高壓側(cè)中性點不接地，導(dǎo)致其零序阻抗無窮大，使得發(fā)電機定子電流為零，此種情況相當(dāng)于發(fā)電機空載運行。

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

4)仿真計算了YNd1接線變壓器高壓側(cè)A相斷開時發(fā)電機定子三相電流，仿真結(jié)果與解析法分析結(jié)果相一致，驗證了分析方法的正確性。

[1] 董傳友. 大型核電汽輪發(fā)電機短路故障瞬態(tài)負序電流分析[J]. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報, 2015, 20(3): 97-100. DONG Chuanyou. Analysis of short-circuit fault transient negative-sequence current for large nuclear power Turbo-generator[J]. Journal of Harbin University Science and Technology, 2015, 20(3): 97-100.

[2] BACH T, WOHNER D, TAKAHASHI K, et al. Determining negative sequence currents of turbine generator rotors[C]//Electrical Machines and Systems. ICEMS 2009, Tokyo Japan, Nov. 15-18, 2009: 1-6.

[3] 姚纓英, 劉廣. 等效時諧耦合場分析水輪發(fā)電機負序運行能力[J]. 電機與控制學(xué)報, 2011, 15(11): 33-39. YAO Yingying, LIU Guang. Analysis of negative sequence ability of hydro-generator based on equivalent time-harmonic coupled finite-element method[J]. Electric Machine and Control, 2011, 15(11): 33-39.

[4] 李偉力, 孫佳慧, 孫宏麗. 汽輪發(fā)電機穩(wěn)態(tài)與負序工況下轉(zhuǎn)子渦流損耗計算和溫度場分析[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2012, 27(9): 174-182. LI Weili, SUN Jiahui, SUN Hongli. Calculation and analysis of eddy loss and temperature field in rotor of synchronous generator under steady state and negative sequence[J]. Transactions of China Electrotechnical society, 2012, 27(9): 174-182.

[5] 王作民. 汽輪發(fā)電機承受負序電流負荷能力的探討[J]. 上海大中型電機, 2004(4): 13-16. WANG Zuomin. The discussion of endurance for negative-sequence load in the turbo-generator[J]. Shanghai Medium and Large Electrical Machines, 2004(4): 13-16.

[6] TAKAHASHI N, KAWAMURA T, NISHI M. Improvement of unbalanced current capability of large turbine generators[J]. Power Apparatus and Systems IEEE Transactions on, 1975, 94(4): 1390-1400.

[7] 沈波, 董建洋. 負序電流對發(fā)電機轉(zhuǎn)子的危害分析及防范措施[J]. 浙江電力, 2008, 26(5): 35-38. SHEN Bo, DONG Jianyang. Analysis of negative sequence current harm to rotor and preventive measures[J]. ZheJiang Electrical Power, 2008, 26(5): 35-38.

[8] 趙小妹, 丁萬新, 楊松，等. 適用于Yd接線變壓器的實用快速相量分析法[J]. 電工技術(shù), 2014, (8): 7-9. ZHAO Xiaomei, DING Wanxin, YANG Song, et al. The practical and quick phasor method applying to Yd wiring transformer[J]. Electric Engineering, 2014, (8): 7-9.

[9] 楊龍山. 石化系統(tǒng)110 kV變壓器接線組別選擇探討[J]. 電氣應(yīng)用, 2013, 32(23): 47-49. YANG Longshan. The discussion of petrochemical system 110kV transformer wiring group chossing[J]. Electrotechnical Application, 2014, (8): 7-9.

[10] 王紅霞. 配電變壓器接線組別的選擇[J]. 寧夏電力, 2005,(2): 11-13. WANG Hongxia. The choice of wire linking group for distribution transformer[J]. Ningxia Electric Power, 2005, (2): 11-13.

[11] 張蕪. 電力系統(tǒng)非全相運行時相序電流和相序電壓的關(guān)系[J]. 繼電器, 2003, 11(31): 15-19. ZHANG Wu. Relations between phase -sequence current and voltage on open phase running in electric power system[J]. Relay, 2003, 31(11): 15-19.

[12] 方應(yīng)民. 發(fā)-變組非全相運行電流分析和故障處理[J]. 湖南電力, 4(19): 9-11. FANG Yingmin. Current analysis and fault handing of generator-transformer group under open-phase operation condition[J]. Hunan Electric Power, 19(4): 9-11.

[13] 任官堂. 發(fā)電機非全相運行事故的理論分析與處理方法[J]. 電力學(xué)報, 1995, 3(10): 34-38. REN Guantang. The theoretic analysis and treatment method of the fault of the generator non-full-phase operate[J]. Journal of Electric Power, 1995, 10(3): 34-38.

[14] 寧丙炎, 李向榮. 汽輪發(fā)電機非全相運行事故的分析與計算[J]. 河南電力, 1994, 4: 11-15. NING Bingyan, Li Xiangrong. Analysis and calculation on open-phase fault of turbo-generator[J]. Henan Electric Power, 1994, (4): 11-15.

[15] 李光琦. 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M]. 北京: 中國電力出版社, 2007.

(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

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

戈寶軍(1960—)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為大型機電能量轉(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，研究方向為大型發(fā)電機磁熱問題的研究； 陶大軍(1982—)，男，博士，副教授，研究方向為大型發(fā)電機動態(tài)過渡過程及穩(wěn)定性的研究； 辛 鵬(1987—)，男，博士研究生，講師，研究方向為發(fā)電機機網(wǎng)動態(tài)過程及電機運行方面的研究； 趙洪森(1987—)，男，博士研究生，研究方向為同步發(fā)電機短路故障檢測、診斷及保護。

殷繼偉

10.15938/j.emc.2017.04.014

TM 314

A

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