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: 1 [: v4 W! k! o e6 W3 F
(1)各台变压器的电压比(变比)应相同
: X% j9 D, `4 P/ }% a6 G. a (2)各台变压器的阻抗电压应相等 % N D1 f6 ?& a7 ?) i1 ?
(3)各台变压器的接线组别应相同。 3 X$ K. B6 P0 b, E
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:
- k$ c6 I+ K7 e+ q1 W9 m/ O (一)电压比(变比)不相同的变压器并列运行: % Q5 b1 {7 U v" Y
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:
9 m& F$ a5 h3 v) H2 Y4 l- n1 ` IC=△E/(ZdI+ZdII) ' d4 i/ g: m( e( Q
式中ZdI--表示第一台变压器的内部阻抗 7 Y' n/ x# }3 y2 _
ZdII--表示第二台变压器的内部阻抗
6 J* T. H% W6 \5 W, Q1 @& U7 _9 P 如果Zd用阻抗电压UZK表示时,则
1 N- M2 e# B% X4 H; v: N Zd=UZK*UN/100IN 2 _1 D* K" W# r
式中UN表示额定电压(V),IN表示额定电流(A)
: P$ J6 d5 Z7 {8 o 当两台变压器额定容量不相等时,即SNI≠SNII,循环电流IC为:
7 t4 N8 ]) _. G IC=á*II/[UZKI+(UZKII/â)]
; n2 T8 H1 d6 y 式中:UZKI--表示第一台变压器的阻抗电压 ! u, r2 k3 u( z
UZKII--表示第二台变压器的阻抗电压
* U* T! a9 u. U r INI<INII
, T, g0 v" Q: o# ~, | á--用百分数表示的二次电压差
' I3 H/ e4 ?5 T8 V0 s8 p* }" c II--变压器I的副边负荷电流
& P( c2 {8 d/ ?# w1 R8 o 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。 7 A7 Z) e& T0 ^6 h9 {2 K
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% 5 N( r8 L6 F$ {% H5 r, t
(二)阻抗电压不等时变压器并列运行:
- \2 r. e! ^0 I- C# B9 u 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:
* k- }/ I4 z0 g' Z2 s* b5 h SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNI/UZKI) % `/ P7 j9 E& k9 _
SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNII/UZKII) 3 b% ~9 Q: {; z- f" `) M
即S△I/SII=(SNI*UZKII)/(SNII*UZKI) 8 a! d4 f0 Z* P' ^# H/ R
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%。
: A7 t& s3 |$ _, \ (三)接线组别不同的变压器并列运行: 7 c+ k8 C) z o4 _3 y
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:
2 l3 x. i3 T5 A. } @6 A+ | Ic=△E/(ZdI+ZdII) . F. h- I2 {% P- M
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:
. P8 ~8 ^% v$ [" t1 l Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]
/ n5 {: p! o; c; ~8 `* a+ B# v 如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,则上式变为
4 K7 V& E$ f$ T3 _2 z R$ ~: {$ _ Ic=100sin(á/2)/UZK * P: k6 ]1 s5 V% V, y9 ~0 w
式中In、UZK可用任一台变压器额定电流和阻抗电压。 - i. Q! C! c4 T* a1 j/ r
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。
3 t. \" A3 W' ?8 W$ B 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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