變壓器短路阻抗也稱阻(zǔ)抗電壓,在變壓器行業是這樣定義的:當(dāng)變壓器(qì)二次繞組短路(穩态),一次(cì)繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗(kàng)電(diàn)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(zǎi)運行時,短路(lù)阻抗的高低對二次側輸出電壓的高低有一定的(de)影響,短路阻抗小,電壓降小,短路阻抗大,電壓降大。當變壓器負載出現(xiàn)短路時,短(duǎn)路阻抗小,短路電流大,變壓器承受的電動力大。短路阻抗大,短路電流小,變壓器承受的電動力小。
(一)電(diàn)壓比(變(biàn)比)不相同(tóng)的變壓器并列運行:
由于三相變壓(yā)器和(hé)單(dān)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(háng)為例(lì)來(lái)分析。由于兩台變(biàn)壓器原邊電壓相等,電壓比不相等,副邊繞組(zǔ)中的感應電勢也就不相等,便出現了(le)電勢差△E。在△E的作用下,副邊繞組内便出現了循環電流IC。當兩(liǎng)台變壓器的額定容量相等時,即(jí)SNI=SNII。循環電流為:
IC=△E/(ZdI+ZdII)
式中ZdI--表示第一台變壓器(qì)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(biǎo)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)
當兩台變壓器額定容量不相等(děng)時(shí),即SNI≠SNII,循環電流IC為:
IC=á*II/[UZKI+(UZKII/?)]
式中:UZKI--表示第一台變壓器的阻抗電壓
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(de)二次電壓(yā)差
II--變壓器I的副(fù)邊負荷(hé)電流
根據以上分析可(kě)知:在有負荷的情況下,由于循(xún)環電流Ic的存在(zài),使變比小的變壓器繞組的電流增加,而使變(biàn)比大的變壓器繞組的(de)電流減(jiǎn)少。這樣就造成并列運行的變壓器不能按容量成正比分擔負荷。如母線總的負荷電流為I時(I=INI+INII),若變壓器I滿(mǎn)負荷運行,則變(biàn)壓(yā)器II欠負荷運行;若變壓器II滿負荷運行,則變壓器I過負(fù)荷運行。由此可見,當變比不相等的變壓器并列運行(háng)時,由于循環(huán)電流(liú)Ic的存(cún)在,變壓器(qì)不(bú)能帶滿負荷,使總(zǒng)容量不能(néng)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(què)占(zhàn)據了變(biàn)壓器的容量,因(yīn)此降低了輸出功率,增加了損(sǔn)耗。當變比相差很大時,可能(néng)破壞(huài)變壓器的正(zhèng)常工作,甚至使變壓(yā)器損壞。為了避免因(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常工(gōng)作,規定變比相(xiàng)差不宜(yí)大于0.5%
(二)阻抗(kàng)電壓(yā)不等時變壓器并列運行:
因為變壓(yā)器間負荷分配與其額定容量成正比,而與阻抗電壓(yā)成反比。也就是說當變壓器并列運行時,如果阻抗電壓不同,其負荷并不按額定容量成比例分配,并列變壓器所帶的電流與阻抗電壓成反比,即II/III=UZKII/UZKI或UZKIIII=UZKIIIII,設兩台變壓器(qì)并列運行,其容量為SNI,SNII,阻抗電(diàn)壓為UZI、UZII,則各台變壓(yā)器的負荷(hé)按下式計(jì)算:
SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNI/UZKI)
SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNII/UZKII)
即(jí)S△I/SII=(SNI*UZKII)/(SNII*UZKI)
根據以上分(fèn)析可知:當兩台阻抗電壓不等的變壓器并(bìng)列運行時,阻(zǔ)抗電壓(yā)大的分配負荷小,當(dāng)這台變壓器滿負荷時,另一台阻抗電壓小的變壓器就會(huì)過負(fù)荷運行。變壓器長期過負荷運行是不允許的,因(yīn)此,隻能讓阻抗電壓大的變壓器欠負荷運行,這樣(yàng)就限制了總輸出功(gōng)率,能量損耗也增加(jiā)了,也就不能保證變(biàn)壓器的經濟運行。所以,為了避免因阻抗(kàng)電壓相差過大,使并列變壓器負荷電流嚴(yán)重分配不均,影響變壓器容量(liàng)不能充(chōng)分發揮,規定阻(zǔ)抗電壓不能相差10%。
(三)接線(xiàn)組别不同的變壓器并列運行:
變壓器的接線組别反映了高低側電壓的相應關系,一般以鐘表法來表示(shì)。當并(bìng)列變(biàn)壓器電壓比相等,阻抗電壓相等,而接線組别不同時,就意味着兩台變壓器的二次(cì)電壓存在着相角差á和電壓差△U,在電壓(yā)差的(de)作用下産生循環電流Ic:
Ic=△E/(ZdI+ZdII)
如果以á角表示繞組組别不同的變壓器線電壓之間的夾角,而(ér)Zd用UZK表示時,循環電流可用下式表示:
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
Ic=100sin(á/2)/UZK
式中In、UZK可用任一台變壓器額定電流和阻(zǔ)抗電壓。
假設兩台變壓(yā)器變(biàn)比相等,阻抗電壓相等,而(ér)其接線組别分别為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(é)定電流的4~5倍,分析可(kě)知接(jiē)線組别不同的兩台變壓器并列運行,引(yǐn)起的循環電流有時與額定電流相當,但(dàn)其差動保護、電流速斷保護均不能動作跳閘,而過電流保護(hù)不能及時(shí)動作跳閘(zhá)時,将造成(chéng)變壓器繞組過熱(rè),甚至燒壞。
由以(yǐ)上分析可知,如果(guǒ)電壓比(變比)不相同,兩台變壓器并(bìng)列運行将産生環流,影響變壓器的出力。如果百分阻抗不相等,則變壓器所帶的負荷不能按變壓(yā)器的容量成比例分配,阻抗(kàng)小的變壓(yā)器帶的負荷大(dà),阻(zǔ)抗大的變壓帶的負荷反而小,也影響變壓器的出力。變壓器并列運行常常遇到電壓比(變比(bǐ))、百分阻抗不完全(quán)相同的情況,可以采用改變變壓器分接頭的方法來調整變壓器阻抗值。若第三個條件不滿足将引起相當于(yú)短(duǎn)路的環流,甚至(zhì)燒毀變壓器;因此,接線組别不同的(de)變(biàn)壓器不能并列運(yùn)行。一般情(qíng)況下,如果(guǒ)需将接線組别不同的變壓器并列運行(háng),就應(yīng)根據接線組别(bié)差異不同,采取将(jiāng)各相異名、始端與(yǔ)末端(duān)對換等方法,将變壓器的接線化為相同接線組别才能并列運行(háng)。
根據運行經驗,兩台變壓器并列,其(qí)容量比不應超過3:1。因為(wéi)不同容量的變壓器阻抗值(zhí)較大,負荷分配(pèi)極不平衡;同時(shí)從運行(háng)角度慮,當運行方(fāng)式改變、檢(jiǎn)修、事故停電時,小容量的變壓器(qì)将起不到(dào)備用的作用。?
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