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行業資訊

變壓器短路阻抗大小對變壓器運行影(yǐng)響

發布時間:2019/04/03

變(biàn)壓器短路阻抗也稱阻抗(kàng)電壓,在變壓器行業是(shì)這樣定(dìng)義的:當變壓器二次繞組短路(穩态(tài)),一(yī)次繞組流通額定電流(liú)而施加的電壓稱阻抗(kàng)電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分數表示,即uz=(Uz/U1n)*100%

當變壓器滿載運行時,短路阻抗的高低對二次側輸出電壓的高低有一(yī)定的影響,短路阻抗小,電壓降小,短路阻抗大(dà),電壓降大。當變壓器(qì)負載出現短路時,短路阻抗小,短路(lù)電流大,變壓器承受的電動力大。短(duǎn)路阻抗大,短路電流小,變壓器(qì)承受(shòu)的電動力小。

(一(yī))電壓比(變(biàn)比)不相同(tóng)的變壓器并列運行:

由于三相變壓器和單相變壓器的原理是相同的,為了便于分析,以兩台單相變壓(yā)器并列運行為例來分析。由于兩台變(biàn)壓器原邊電壓相等(děng),電壓比不相等,副邊繞組(zǔ)中的感應電勢(shì)也就不相等,便出現了電勢(shì)差△E。在△E的作用下,副(fù)邊繞組内便出現了循環電流IC。當兩台變壓器(qì)的額定容量相等時,即(jí)SNI=SNII。循(xún)環電(diàn)流為:

IC=△E/(ZdI+ZdII)

式中ZdI--表示第一台變壓器的内部阻抗

ZdII--表示第二台變壓(yā)器的内部阻抗

如果Zd用阻抗電壓UZK表示時(shí),則

Zd=UZK*UN/100IN

式中UN表示額定電(diàn)壓(V),IN表示額定電流(A)

當兩台變壓器額定(dìng)容量不相等(děng)時,即SNI≠SNII,循環電流IC為:

IC=á*II/[UZKI+(UZKII/?)]

式中:UZKI--表示第一台(tái)變壓器的阻抗(kàng)電(diàn)壓

UZKII--表示第二台變(biàn)壓器的阻抗電壓

INI<INII

á--用百分數表(biǎo)示的二(èr)次電壓差

II--變壓器I的副(fù)邊負荷電(diàn)流

根據以上分析可知:在有負荷的情況下,由于循(xún)環電流Ic的(de)存在,使變比小的變壓器繞組(zǔ)的電流增加,而(ér)使(shǐ)變比大的變壓器繞組的電流減少。這樣就造成并列運行的變壓器(qì)不能按容量成正比分擔負荷(hé)。如母(mǔ)線總的負荷(hé)電流為I時(I=INI+INII),若變壓器I滿負荷運行,則變(biàn)壓器II欠負荷運行;若(ruò)變壓器II滿負荷運行,則變壓器I過負荷運行。由此可見,當變比不相等的變(biàn)壓器(qì)并列運行時,由于循環(huán)電流Ic的存(cún)在,變壓器不能帶滿(mǎn)負荷,使總(zǒng)容量不能充分利用。

又由于變壓器(qì)的循環電流不是負荷電流,但它卻占據了變壓器的容量,因此降低了輸出功率,增加了損耗。當變比相差(chà)很大時,可能破壞變壓器的正常工作,甚至使變壓器損壞。為了避免(miǎn)因(yīn)變比相差過大産(chǎn)生循環電流Ic過大而影響并列變壓器的正(zhèng)常工作,規(guī)定變比相(xiàng)差不宜大于0.5%

(二)阻抗電壓不等時變壓器(qì)并列運行:

因為變壓器間負荷分配與其(qí)額定容量(liàng)成正(zhèng)比(bǐ),而與阻抗電(diàn)壓(yā)成反比。也就是說當變壓(yā)器并(bìng)列運行(háng)時,如果阻抗電(diàn)壓不同,其(qí)負荷(hé)并不按額定容量成比例分配(pèi),并列變壓器所帶的電流與阻(zǔ)抗電壓成反比,即II/III=UZKII/UZKI或UZKIIII=UZKIIIII,設兩台變(biàn)壓器(qì)并列運行,其(qí)容量為SNI,SNII,阻抗(kàng)電壓(yā)為UZI、UZII,則各台變壓器的(de)負荷按下式計算:

SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNI/UZKI)

SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNII/UZKII)

即S△I/SII=(SNI*UZKII)/(SNII*UZKI)

根據以上分析可知:當兩台阻抗電壓不等的(de)變壓器并列運行時,阻抗電壓大的分配負荷小,當這台(tái)變壓器滿負(fù)荷時,另一台阻抗電壓(yā)小的變壓器就會過負(fù)荷運行。變壓器長期(qī)過負荷運行是不允許的,因(yīn)此,隻能讓阻抗電壓大的變壓(yā)器欠負荷運行,這樣(yàng)就(jiù)限制了總輸出功率,能(néng)量損耗也增加了,也就不能保(bǎo)證變(biàn)壓器的經濟運行。所以(yǐ),為了避免因阻抗電壓(yā)相(xiàng)差過大,使并(bìng)列變(biàn)壓(yā)器負荷電流嚴(yán)重分配(pèi)不均,影響變壓器容量不能充(chōng)分發揮,規定阻(zǔ)抗電(diàn)壓不能相差10%。

(三)接線組别(bié)不同的變壓器(qì)并列運行:

變壓器的接線組别反映了高低側(cè)電壓的相應關系,一般以鐘表法來表示(shì)。當并(bìng)列變壓器電壓比相等,阻抗電壓相等,而接線(xiàn)組别不同時,就意味着兩台變壓器的二次電壓存在着相角差á和電壓差△U,在(zài)電壓差的作用下産生循環電流Ic:

Ic=△E/(ZdI+ZdII)

如果以á角表示繞(rào)組組别不同的變壓(yā)器線電(diàn)壓之間的夾角,而Zd用UZK表示時,循環電流可用(yòng)下式表示(shì):

Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]

如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,則上式變為(wéi)

Ic=100sin(á/2)/UZK

式中In、UZK可用任一台(tái)變壓器額定電流和阻(zǔ)抗電壓。

假設兩台變壓器變比相等,阻抗電壓相等,而其接線組(zǔ)别分别為Y/Y0-12和Y/△-11,則由接線組别可知,當á=360°-330°=30°,UZK%=(5~6)%Ic=100sin(á/2)/UZK得IC=(4~5)In,即循環電(diàn)流(liú)時額定電流的4~5倍,分析可(kě)知接線組别不同的兩台(tái)變壓器并列運行,引起的(de)循環電流有時(shí)與額定電流相當,但其差動保護、電流速斷保護均不能(néng)動作(zuò)跳閘,而過電(diàn)流保護不能及時(shí)動作跳閘時,将造成變壓器繞(rào)組過(guò)熱,甚至燒壞。

由以上分析可知,如果(guǒ)電壓比(變比)不相同(tóng),兩台變壓器并(bìng)列運行将産生(shēng)環流,影響變壓器的出力。如(rú)果百分阻(zǔ)抗不相等,則變壓(yā)器所帶的負荷不能按變壓器的容量成比例分配,阻抗小的變壓器帶的負荷大,阻抗大的變壓(yā)帶的負荷(hé)反而小,也影響(xiǎng)變壓器的出力。變壓器并列運行常常(cháng)遇到電壓比(變比)、百分阻抗不完全(quán)相同的情況,可以采用改變(biàn)變壓器分接頭的方法來(lái)調整變壓器阻抗值。若第三個(gè)條件(jiàn)不滿足将引(yǐn)起(qǐ)相當于短路的環流,甚至(zhì)燒毀變壓器;因(yīn)此,接線組别不同的變(biàn)壓器不能并(bìng)列運行。一般情況下,如果需将接線組别不同的變壓器并列運行,就(jiù)應根據接線組别(bié)差異不同,采取将各相異名、始(shǐ)端(duān)與末端對換等方法,将變壓器的接線化為相同接線組别才能并(bìng)列運行。

根據運行經驗,兩台變壓器并列,其容量比不應超過3:1。因為不(bú)同容量的變壓(yā)器阻抗值(zhí)較大,負荷分配極不(bú)平衡;同時從運行角度慮,當運(yùn)行方式改變、檢修、事故停電時,小容量的變壓器将起不到備(bèi)用的作用。?

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