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: / j0 c9 k/ j6 y1 w) | J, G
(1)各台变压器的电压比(变比)应相同 , ]. P) w4 t) y6 E9 b+ m) _% l
(2)各台变压器的阻抗电压应相等 % A, z/ U6 H1 O$ o0 @1 y
(3)各台变压器的接线组别应相同。 7 z0 l) o# j! @8 l1 ?* F
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:
8 h! f# L% G$ P8 D" [% U s, U" U b8 r (一)电压比(变比)不相同的变压器并列运行: ) T7 a1 _8 A" S
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:
1 }) D- p: ]1 G, a) Q: Y1 Q/ o IC=△E/(ZdI+ZdII) 6 s! J) H3 q) j. q% d7 X, T! S+ a( q
式中ZdI--表示第一台变压器的内部阻抗 : y$ k* c( R* ^" d
ZdII--表示第二台变压器的内部阻抗 1 e" a, B4 \0 ~5 f
如果Zd用阻抗电压UZK表示时,则 + U: |: ]: r' [! n, a0 I) J) [
Zd=UZK*UN/100IN & d9 b! ]6 ]- S5 t; u
式中UN表示额定电压(V),IN表示额定电流(A) + E: H$ u' T) C5 G( i
当两台变压器额定容量不相等时,即SNI≠SNII,循环电流IC为:
1 R0 y2 u) F$ F5 H0 z IC=á*II/[UZKI+(UZKII/â)] , n: h0 s0 J3 g" ^
式中:UZKI--表示第一台变压器的阻抗电压 0 I: x, q- l' g5 F% ^2 M- h
UZKII--表示第二台变压器的阻抗电压 + X/ m5 \- U' H s2 t f
INI<INII ( I, ^3 |- w- x+ w' b1 i
á--用百分数表示的二次电压差 1 y0 p9 ~- P" T6 [6 q# C! [; ?
II--变压器I的副边负荷电流 ! m0 @! R4 E6 m
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。
3 P( @3 l4 c4 w9 Q: d4 A" b 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% $ }$ [* x! q7 s+ @* g
(二)阻抗电压不等时变压器并列运行: ! H7 t% [. d) G6 Z4 o; i6 f
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: # @) g/ V, y( g: c3 F6 S
SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNI/UZKI) " T4 r4 m2 P6 R: X: A
SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNII/UZKII) : t0 l) H; ~( {& g" p s
即S△I/SII=(SNI*UZKII)/(SNII*UZKI)
6 ~: @5 B# i$ N, m# |$ f" E. f 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%。 ) V4 s% W; k! C" p9 \8 I0 D
(三)接线组别不同的变压器并列运行:
1 f0 @9 c$ e& s& y' P 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: " a e& L, H2 \) X% ]
Ic=△E/(ZdI+ZdII) * i8 U" q8 X) s6 r
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: , P T* ]# y! B. ~: m
Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]
3 W8 w0 S- ]; n8 q" Y 如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,则上式变为 6 e* e) ?- Z4 P5 ?, o
Ic=100sin(á/2)/UZK
3 x$ L+ g3 z% R; ^( P4 G1 L& c, [/ N j 式中In、UZK可用任一台变压器额定电流和阻抗电压。 8 I' z% ~1 a0 o( e
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 j. c D* D( J- R 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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