變壓器短路阻抗測試儀是測量變壓器短路阻抗的儀器,也是電力部門(mén)對于變壓器檢測*的檢測設備之一,那么我們?yōu)槭裁匆欢ㄒ獧z測變壓器短路阻抗呢?其實(shí)變壓器短路阻抗大小對變壓器運行是有一定影響的。
變壓器短路阻抗也稱(chēng)阻抗電壓,在變壓器行業(yè)是這樣定義的:當變壓器二次繞組短路(穩態(tài)),一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱(chēng)阻抗電壓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(mǎn)載運行時(shí),短路阻抗的高低對二次側輸出電壓的高低有一定的影響,短路阻抗小,電壓降小,短路阻抗大,電壓降大。當變壓器負載出現短路時(shí),短路阻抗小,短路電流大,變壓器承受的電動(dòng)力大。短路阻抗大,短路電流小,變壓器承受的電動(dòng)力小。
(一)電壓比(變比)不相同的變壓器并列運行:
由于三相變壓器和單相變壓器的原理是相同的,為了便于分析,以?xún)膳_單相變壓器并列運行為例來(lái)分析。由于兩臺變壓器原邊電壓相等,電壓比不相等,副邊繞組中的感應電勢也就不相等,便出現了電勢差△E。在△E的作用下,副邊繞組內便出現了循環(huán)電流IC。當兩臺變壓器的額定容量相等時(shí),即SNI=SNII。循環(huán)電流為:
IC=△E/(ZdI+ZdII)
式中ZdI--表示*臺變壓器的內部阻抗
ZdII--表示第二臺變壓器的內部阻抗
如果Zd用阻抗電壓UZK表示時(shí),則
Zd=UZK*UN/100IN
式中UN表示額定電壓(V),IN表示額定電流(A)
當兩臺變壓器額定容量不相等時(shí),即SNI≠SNII,循環(huán)電流IC為:
IC=á*II/[UZKI+(UZKII/?)]
式中:UZKI--表示*臺變壓器的阻抗電壓
UZKII--表示第二臺變壓器的阻抗電壓
INI<INII
á--用百分數表示的二次電壓差
II--變壓器I的副邊負荷電流
根據以上分析可知:在有負荷的情況下,由于循環(huán)電流Ic的存在,使變比小的變壓器繞組的電流增加,而使變比大的變壓器繞組的電流減少。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(xiàn)總的負荷電流為I時(shí)(I=INI+INII),若變壓器I滿(mǎn)負荷運行,則變壓器II欠負荷運行;若變壓器II滿(mǎn)負荷運行,則變壓器I過(guò)負荷運行。由此可見(jiàn),當變比不相等的變壓器并列運行時(shí),由于循環(huán)電流Ic的存在,變壓器不能帶滿(mǎn)負荷,使總容量不能充分利用。
又由于變壓器的循環(huán)電流不是負荷電流,但它卻占據了變壓器的容量,因此降低了輸出功率,增加了損耗。當變比相差很大時(shí),可能破壞變壓器的正常工作,甚至使變壓器損壞。為了避免因變比相差過(guò)大產(chǎn)生循環(huán)電流Ic過(guò)大而影響并列變壓器的正常工作,規定變比相差不宜大于0.5%
(二)阻抗電壓不等時(shí)變壓器并列運行:
因為變壓器間負荷分配與其額定容量成正比,而與阻抗電壓成反比。也就是說(shuō)當變壓器并列運行時(shí),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,設兩臺變壓器并列運行,其容量為SNI,SNII,阻抗電壓為UZI、UZII,則各臺變壓器的負荷按下式計算:
SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNI/UZKI)
SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]*(SNII/UZKII)
即S△I/SII=(SNI*UZKII)/(SNII*UZKI)
根據以上分析可知:當兩臺阻抗電壓不等的變壓器并列運行時(shí),阻抗電壓大的分配負荷小,當這臺變壓器滿(mǎn)負荷時(shí),另一臺阻抗電壓小的變壓器就會(huì )過(guò)負荷運行。變壓器長(cháng)期過(guò)負荷運行是不允許的,因此,只能讓阻抗電壓大的變壓器欠負荷運行,這樣就限制了總輸出功率,能量損耗也增加了,也就不能保證變壓器的經(jīng)濟運行。所以,為了避免因阻抗電壓相差過(guò)大,使并列變壓器負荷電流嚴重分配不均,影響變壓器容量不能充分發(fā)揮,規定阻抗電壓不能相差10%。
(三)接線(xiàn)組別不同的變壓器并列運行:
變壓器的接線(xiàn)組別反映了高低側電壓的相應關(guān)系,一般以鐘表法來(lái)表示。當并列變壓器電壓比相等,阻抗電壓相等,而接線(xiàn)組別不同時(shí),就意味著(zhù)兩臺變壓器的二次電壓存在著(zhù)相角差á和電壓差△U,在電壓差的作用下產(chǎn)生循環(huán)電流Ic:
Ic=△E/(ZdI+ZdII)
如果以á角表示繞組組別不同的變壓器線(xiàn)電壓之間的夾角,而Zd用UZK表示時(shí),循環(huán)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?yōu)?br />Ic=100sin(á/2)/UZK
式中In、UZK可用任一臺變壓器額定電流和阻抗電壓。
假設兩臺變壓器變比相等,阻抗電壓相等,而其接線(xiàn)組別分別為Y/Y0-12和Y/△-11,則由接線(xiàn)組別可知,當á=360°-330°=30°,UZK%=(5~6)%Ic=100sin(á/2)/UZK得IC=(4~5)In,即循環(huán)電流時(shí)額定電流的4~5倍,分析可知接線(xiàn)組別不同的兩臺變壓器并列運行,引起的循環(huán)電流有時(shí)與額定電流相當,但其差動(dòng)保護、電流速斷保護均不能動(dòng)作跳閘,而過(guò)電流保護不能及時(shí)動(dòng)作跳閘時(shí),將造成變壓器繞組過(guò)熱,甚至燒壞。
由以上分析可知,如果電壓比(變比)不相同,兩臺變壓器并列運行將產(chǎn)生環(huán)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器的容量成比例分配,阻抗小的變壓器帶的負荷大,阻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)、百分阻抗不*相同的情況,可以采用改變變壓器分接頭的方法來(lái)調整變壓器阻抗值。若第三個(gè)條件不滿(mǎn)足將引起相當于短路的環(huán)流,甚至燒毀變壓器;因此,接線(xiàn)組別不同的變壓器不能并列運行。一般情況下,如果需將接線(xiàn)組別不同的變壓器并列運行,就應根據接線(xiàn)組別差異不同,采取將各相異名、始端與末端對換等方法,將變壓器的接線(xiàn)化為相同接線(xiàn)組別才能并列運行。
根據運行經(jīng)驗,兩臺變壓器并列,其容量比不應超過(guò)3:1。因為不同容量的變壓器阻抗值較大,負荷分配不平衡;同時(shí)從運行角度慮,當運行方式改變、檢修、事故停電時(shí),小容量的變壓器將起不到備用的作用。
由此可見(jiàn),變壓器短路阻抗大小對變壓器運行起到了決定性的作用,所以變壓器短路阻抗測試儀測量短路阻抗就顯得非常重要了。
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