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:
' X7 \. n. r; n, _3 O4 I1 v( } (1)各台变压器的电压比(变比)应相同
1 Q, D4 F+ ?" c. w0 X# M) w3 y; [. d (2)各台变压器的阻抗电压应相等
4 F [+ W, |# ^! Y) ?: { (3)各台变压器的接线组别应相同。
4 Z- V5 I' j& C0 T& W 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: 4 G# l& Q: X) N$ b1 X: f3 ^
(一)电压比(变比)不相同的变压器并列运行:
; @ ?) D$ l u- V0 h( U% X& T 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:
7 C6 o8 b3 b* d+ G- R, O: w+ @& q5 @ IC=△E/(ZdI+ZdII)
, E9 Q0 {# T I! Q8 Q* q: { 式中ZdI--表示第一台变压器的内部阻抗 & l5 f. S+ K/ I0 J( `$ e
ZdII--表示第二台变压器的内部阻抗
2 O% s4 K+ v& S! `( c6 \ 如果Zd用阻抗电压UZK表示时,则 . T8 w9 R/ X; j7 {8 z$ A x
Zd=UZK*UN/100IN
W x; T1 ~7 }& F; Q 式中UN表示额定电压(V),IN表示额定电流(A)
# l) R* M% w+ b5 [4 S- T; y& W2 Z 当两台变压器额定容量不相等时,即SNI≠SNII,循环电流IC为: 5 e- p! [+ R5 H2 b S8 q K9 b
IC=á*II/[UZKI+(UZKII/â)] * m7 m) g- y+ c x5 m% D1 H# G
式中:UZKI--表示第一台变压器的阻抗电压 3 l8 m0 W2 L$ a% J& }8 T2 h
UZKII--表示第二台变压器的阻抗电压
( r: m' E% v/ y: K INI<INII
! B# h1 u/ b7 k0 S7 ]/ O1 ]( ` á--用百分数表示的二次电压差
( d; }9 f2 A/ e X II--变压器I的副边负荷电流 " Y5 N& t+ e" e# C! E4 _
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。 2 o" P) n- N4 j# |
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%
) S: r! _6 H1 F2 A (二)阻抗电压不等时变压器并列运行: w' H+ T( d2 l3 q0 A9 z" 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:
" t- v; u: C' s8 _! j, b$ X SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNI/UZKI)
$ H+ M6 T1 g) n" `& ~ SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNII/UZKII) 9 l3 h& E7 o. c& k2 X& q
即S△I/SII=(SNI*UZKII)/(SNII*UZKI)
( q/ `0 q1 N% T/ y s: j 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%。 8 n, O) ~1 E, k' J1 O, j
(三)接线组别不同的变压器并列运行:
0 [& T" [4 q3 p% |6 Q 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:
& }8 l8 y9 _% A" I4 m' F Ic=△E/(ZdI+ZdII) . U$ G- B, Z5 A9 L
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: , R& U' @) M/ b9 N- ^; E" B
Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]
' w h7 _2 y0 C 如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,则上式变为 ( }3 l4 t* Z. K8 @: m4 ]
Ic=100sin(á/2)/UZK + I+ }: \( q. x
式中In、UZK可用任一台变压器额定电流和阻抗电压。
) X' @* ^* W0 m$ z- F 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。
" O- J2 V3 ^$ h/ e 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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