變壓器短路阻抗測(cè)試儀是測(cè)量變壓器短路阻抗的儀器,也是電力部門對(duì)于變壓器檢測(cè)*的檢測(cè)設(shè)備之一,那么我們?yōu)槭裁匆欢ㄒ獧z測(cè)變壓器短路阻抗呢?其實(shí)變壓器短路阻抗大小對(duì)變壓器運(yùn)行是有一定影響的。
變壓器短路阻抗也稱阻抗電壓,在變壓器行業(yè)是這樣定義的:當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài)),一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示,即uz=(Uz/U1n)*100%
當(dāng)變壓器滿載運(yùn)行時(shí),短路阻抗的高低對(duì)二次側(cè)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(dāng)變壓器負(fù)載出現(xiàn)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(yùn)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,以兩臺(tái)單相變壓器并列運(yùn)行為例來(lái)分析。由于兩臺(tái)變壓器原邊電壓相等,電壓比不相等,副邊繞組中的感應(yīng)電勢(shì)也就不相等,便出現(xiàn)了電勢(shì)差△E。在△E的作用下,副邊繞組內(nèi)便出現(xiàn)了循環(huán)電流IC。當(dāng)兩臺(tái)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(tái)變壓器的內(nèi)部阻抗
ZdII--表示第二臺(tái)變壓器的內(nèi)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(dāng)兩臺(tái)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(tái)變壓器的阻抗電壓
UZKII--表示第二臺(tái)變壓器的阻抗電壓
INI<INII
á--用百分?jǐn)?shù)表示的二次電壓差
II--變壓器I的副邊負(fù)荷電流
根據(jù)以上分析可知:在有負(fù)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(yùn)行的變壓器不能按容量成正比分擔(dān)負(fù)荷。如母線總的負(fù)荷電流為I時(shí)(I=INI+I(xiàn)NII),若變壓器I滿負(fù)荷運(yùn)行,則變壓器II欠負(fù)荷運(yùn)行;若變壓器II滿負(fù)荷運(yùn)行,則變壓器I過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。由此可見,當(dāng)變比不相等的變壓器并列運(yùn)行時(shí),由于循環(huán)電流Ic的存在,變壓器不能帶滿負(fù)荷,使總?cè)萘坎荒艹浞掷谩?br />又由于變壓器的循環(huán)電流不是負(fù)荷電流,但它卻占據(jù)了變壓器的容量,因此降低了輸出功率,增加了損耗。當(dāng)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(guī)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(yùn)行:
因?yàn)樽儔浩鏖g負(fù)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(dāng)變壓器并列運(yùn)行時(shí),如果阻抗電壓不同,其負(fù)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(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行,其容量為SNI,SNII,阻抗電壓為UZI、UZII,則各臺(tái)變壓器的負(fù)荷按下式計(jì)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(jù)以上分析可知:當(dāng)兩臺(tái)阻抗電壓不等的變壓器并列運(yùn)行時(shí),阻抗電壓大的分配負(fù)荷小,當(dāng)這臺(tái)變壓器滿負(fù)荷時(shí),另一臺(tái)阻抗電壓小的變壓器就會(huì)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行是不允許的,因此,只能讓阻抗電壓大的變壓器欠負(fù)荷運(yùn)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(jì)運(yùn)行。所以,為了避免因阻抗電壓相差過(guò)大,使并列變壓器負(fù)荷電流嚴(yán)重分配不均,影響變壓器容量不能充分發(fā)揮,規(guī)定阻抗電壓不能相差10%。
(三)接線組別不同的變壓器并列運(yùn)行:
變壓器的接線組別反映了高低側(cè)電壓的相應(yīng)關(guān)系,一般以鐘表法來(lái)表示。當(dāng)并列變壓器電壓比相等,阻抗電壓相等,而接線組別不同時(shí),就意味著兩臺(tái)變壓器的二次電壓存在著相角差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(tái)變壓器額定電流和阻抗電壓。
假設(shè)兩臺(tái)變壓器變比相等,阻抗電壓相等,而其接線組別分別為Y/Y0-12和Y/△-11,則由接線組別可知,當(dāng)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,分析可知接線組別不同的兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行,引起的循環(huán)電流有時(shí)與額定電流相當(dāng),但其差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)均不能動(dòng)作跳閘,而過(guò)電流保護(hù)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(tái)變壓器并列運(yùn)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(fù)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(fù)荷大,阻抗大的變壓帶的負(fù)荷反而小,也影響變壓器的出力。變壓器并列運(yùn)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(diào)整變壓器阻抗值。若第三個(gè)條件不滿足將引起相當(dāng)于短路的環(huán)流,甚至燒毀變壓器;因此,接線組別不同的變壓器不能并列運(yùn)行。一般情況下,如果需將接線組別不同的變壓器并列運(yùn)行,就應(yīng)根據(jù)接線組別差異不同,采取將各相異名、始端與末端對(duì)換等方法,將變壓器的接線化為相同接線組別才能并列運(yùn)行。
根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),兩臺(tái)變壓器并列,其容量比不應(yīng)超過(guò)3:1。因?yàn)椴煌萘康淖儔浩髯杩怪递^大,負(fù)荷分配不平衡;同時(shí)從運(yùn)行角度慮,當(dāng)運(yùn)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,變壓器短路阻抗大小對(duì)變壓器運(yùn)行起到了決定性的作用,所以變壓器短路阻抗測(cè)試儀測(cè)量短路阻抗就顯得非常重要了。
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