Yy型连接变压器中的三次谐波电压

Question

现变压器为Yy0型连接的三相三心柱变压器，无中线，假定一次侧三相有且只有三次谐波电压，那么此时二次侧会产生对应的三次谐波电压么？
我在想既然是一个心式变压器，那么根据楞次定律，三个心柱上面的磁通也是三次谐波磁通，则只能通过空气和变压器外壁闭合，那应该可以在二次侧产生对应的三次谐波电压（因为此时磁通已经形成，根据楞次定律，二次侧应该有感应电压）。但是由于此时磁路是空气，可以看成是线性磁路，那么应该会在一次侧产生三次谐波励磁电流，但是一次侧是Y连接，这个励磁电流无法产生。既然没有励磁电流，那就应该不会产生磁场。但是由于我假定外界给的恒定三次谐波电压，那就应有磁场……
我就在这里想不通了，召唤达人。

有加分！！
哦，错了，不是楞次定律，是法拉第电磁感应定律

Answer 1

因为铁芯磁化曲线为非线性曲线，当外施电压为正弦波时，励磁电流的无功分量却呈非正弦波，所以有三次谐波磁通产生。三次谐波电流和绕组接线组别有关，而三次谐波磁通和铁芯构造有关。Y/Y接绕组中无法流通三次谐波电流，因此无法抵消三次谐波磁通，那么就有三次谐波电压产生。

追问

可是励磁电流中的三次谐波分量由于YY连接无法流通，那便无法建立起三次谐波的磁场，那也有三次谐波磁通吗？

追答

三次谐波电流在无中线的Y/y接线中无法流通，励磁电流仍近似为正弦波，但铁芯磁化曲线为非线性曲线，在铁芯中产生三次谐波磁通，这是由铁芯的材料特点决定的。
如果三次谐波电流能流通，如角接时，则在角接绕组中建立该电流的三次谐波磁通，它要抵消原来铁芯中的三次谐波磁通，则线路外就没有三次谐波电压及电流了（因为它在三相绕组内部形成了环流，能量消耗在绕组内了）。

Answer 2

由于一次侧是Y型连接的变压器，磁路饱和时，励磁电流会畸变为含有三次谐波的尖顶波，Y型连接不能为三次谐波电流提供回路，所以励磁电流仍旧为正弦波；但是由于受磁路饱和的影响，变压器主磁通此时变为含有三次谐波分量的平顶波，若是变压器的结构为组式则会在二次侧感生出三次谐波电势的尖顶波，若结构为芯式，磁路的相会影响消弱，三次谐波磁通消弱明显，此时主磁通基本仍为正弦波。

Answer 3

在这种磁路结构中，各相大小相等，相位相同的3次谐波磁通不能在主磁路中闭合，只能沿铁芯周围的油箱劈等形成闭路。由于该磁路磁阻大，故3次谐波磁通很小，可以忽略不计，主磁通及相电动势仍可近似地看做正弦波，三相芯式变压器可以接成Y,y连接(包括Y,yn连接)。但因3次谐波磁通经过油箱壁及其他铁夹件时会在其中产生涡流,引起局部发热，增加损耗。