TA的每日心情 | 慵懒 2020-9-24 12:04 |
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发表于 2007-7-24 15:45:41
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变压器并列运行最理想的运行情况是:当变压器已经并列起来,但还没有带负荷时,各台变压器之间应没有循环电流;同时带上负荷后各台变压器能合理地分配负荷,即应该按照它们各自的容量比例来分担负荷。因此,为了达到理想的运行情况,变压器并列运行时必须满足下面一个条件:
. r" i3 B4 ?$ Y: P1 w (1)各台变压器的电压比(变比)应相同 , P+ z! b9 P' d
(2)各台变压器的阻抗电压应相等
9 u+ m/ J. F l8 r ^ (3)各台变压器的接线组别应相同。 7 x" Q) K$ O- {3 m! g
下面分析变压器并列运行条件中某一条件不符合时产生的不良后果: ( S5 F2 R' \& W
(一)电压比(变比)不相同的变压器并列运行:
6 y* L0 G: v1 E9 ? 由于三相变压器和单相变压器的原理是相同的,为了便于分析,以两台单相变压器并列运行为例来分析。由于两台变压器原边电压相等,电压比不相等,副边绕组中的感应电势也就不相等,便出现了电势差△E。在△E的作用下,副边绕组内便出现了循环电流IC。当两台变压器的额定容量相等时,即SNI=SNII。循环电流为: : I5 K" ?0 @- N
IC=△E/(ZdI+ZdII)
( w. ?4 d- t4 t0 M' O8 F 式中ZdI--表示第一台变压器的内部阻抗 + j! x8 w5 l. Z5 m: y; u
ZdII--表示第二台变压器的内部阻抗 * `+ d1 Q3 k J+ L# a! W
如果Zd用阻抗电压UZK表示时,则
6 U4 n# Q- a! X+ h S Zd=UZK*UN/100IN
% U6 x; _5 |6 a/ J2 n 式中UN表示额定电压(V),IN表示额定电流(A) 1 B) E8 L) C. |3 f& B
当两台变压器额定容量不相等时,即SNI≠SNII,循环电流IC为:
0 _% V9 T$ o# V IC=á*II/[UZKI+(UZKII/â)] ; v2 K: F, L8 C% U: j! _
式中:UZKI--表示第一台变压器的阻抗电压 ( ? l- @0 v+ C+ L% u8 w0 T
UZKII--表示第二台变压器的阻抗电压 7 `' u5 I) C, H, M& { \
INI<INII ( L; f6 |! ^3 B0 _$ W
á--用百分数表示的二次电压差 1 j' |1 N6 ^/ v/ k& k
II--变压器I的副边负荷电流
& F1 K4 L6 i1 k* W 根据以上分析可知:在有负荷的情况下,由于循环电流Ic的存在,使变比小的变压器绕组的电流增加,而使变比大的变压器绕组的电流减少。这样就造成并列运行的变压器不能按容量成正比分担负荷。如母线总的负荷电流为I时(I=INI+INII),若变压器I满负荷运行,则变压器II欠负荷运行;若变压器II满负荷运行,则变压器I过负荷运行。由此可见,当变比不相等的变压器并列运行时,由于循环电流Ic的存在,变压器不能带满负荷,使总容量不能充分利用。
: z7 m! l8 L3 u+ f. m1 a F, S 又由于变压器的循环电流不是负荷电流,但它却占据了变压器的容量,因此降低了输出功率,增加了损耗。当变比相差很大时,可能破坏变压器的正常工作,甚至使变压器损坏。为了避免因变比相差过大产生循环电流Ic过大而影响并列变压器的正常工作,规定变比相差不宜大于0.5% 2 Z2 Q8 j0 z6 {5 ]. r9 K
(二)阻抗电压不等时变压器并列运行:
9 B' F# K5 W( H3 @* P# P 因为变压器间负荷分配与其额定容量成正比,而与阻抗电压成反比。也就是说当变压器并列运行时,如果阻抗电压不同,其负荷并不按额定容量成比例分配,并列变压器所带的电流与阻抗电压成反比,即II/III=UZKII/UZKI或UZKIIII=UZKIIIII,设两台变压器并列运行,其容量为SNI,SNII,阻抗电压为UZI、UZII,则各台变压器的负荷按下式计算:
1 f& b9 z5 j0 j4 `1 f SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNI/UZKI)
- g# p. K3 D$ H, b7 p6 X4 K8 o SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNII/UZKII) : q( r# H) i9 A; V+ E
即S△I/SII=(SNI*UZKII)/(SNII*UZKI) ' [& z4 L( p" {* ^8 V
根据以上分析可知:当两台阻抗电压不等的变压器并列运行时,阻抗电压大的分配负荷小,当这台变压器满负荷时,另一台阻抗电压小的变压器就会过负荷运行。变压器长期过负荷运行是不允许的,因此,只能让阻抗电压大的变压器欠负荷运行,这样就限制了总输出功率,能量损耗也增加了,也就不能保证变压器的经济运行。所以,为了避免因阻抗电压相差过大,使并列变压器负荷电流严重分配不均,影响变压器容量不能充分发挥,规定阻抗电压不能相差10%。
% D& n4 K* n5 o8 D. v (三)接线组别不同的变压器并列运行:
! Z. c6 ~4 L4 I6 j 变压器的接线组别反映了高低侧电压的相应关系,一般以钟表法来表示。当并列变压器电压比相等,阻抗电压相等,而接线组别不同时,就意味着两台变压器的二次电压存在着相角差á和电压差△U,在电压差的作用下产生循环电流Ic:
6 i+ W+ Z! u, X. t* d$ K$ ^ Ic=△E/(ZdI+ZdII) 9 g. K1 l1 D8 f) O! X( K
如果以á角表示绕组组别不同的变压器线电压之间的夹角,而Zd用UZK表示时,循环电流可用下式表示:
% X+ @( I/ F& `7 e Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2] & K& ?6 p% x) `' m$ B/ [* L. ~
如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,则上式变为
* N5 k( L1 g8 z0 Q6 Z Ic=100sin(á/2)/UZK + V! Y" H! X0 K, D4 p
式中In、UZK可用任一台变压器额定电流和阻抗电压。
! Y& E5 f0 v+ X7 b$ {" b9 H 假设两台变压器变比相等,阻抗电压相等,而其接线组别分别为Y/Y0-12和Y/△-11,则由接线组别可知,当á=360°-330°=30°,UZK%=(5~6)%Ic=100sin(á/2)/UZK得IC=(4~5)In,即循环电流时额定电流的4~5倍,分析可知接线组别不同的两台变压器并列运行,引起的循环电流有时与额定电流相当,但其差动保护、电流速断保护均不能动作跳闸,而过电流保护不能及时动作跳闸时,将造成变压器绕组过热,甚至烧坏。 8 f" @* G' o4 ~& ^# ?* A2 y, S
由以上分析可知,如果电压比(变比)不相同,两台变压器并列运行将产生环流,影响变压器的出力。如果百分阻抗不相等,则变压器所带的负荷不能按变压器的容量成比例分配,阻抗小的变压器带的负荷大,阻抗大的变压带的负荷反而小,也影响变压器的出力。变压器并列运行常常遇到电压比(变比)、百分阻抗不完全相同的情况,可以采用改变变压器分接头的方法来调整变压器阻抗值。若第三个条件不满足将引起相当于短路的环流,甚至烧毁变压器;因此,接线组别不同的变压器不能并列运行。一般情况下,如果需将接线组别不同的变压器并列运行,就应根据接线组别差异不同,采取将各相异名、始端与末端对换等方法,将变压器的接线化为相同接线组别才能并列运行。 |
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