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浅谈变压器短路阻抗测试仪测量短路阻抗的重要性
发布者 :扬州市尊龙凯时电气有限公司 发布时间 :2015/11/2

浅谈变压器短路阻抗测试仪测量短路阻抗的重要性

变压器短路阻抗测试仪是测量变压器短路阻抗的专用仪器 ,也是电力部门对于变压器检测不可缺少的检测设备之一 ,那么尊龙凯时为什么一定要检测变压器短路阻抗呢 ?其实变压器短路阻抗大小对变压器运行是有一定影响的 。
变压器短路阻抗也称阻抗电压 ,在变压器行业是这样定义的 :当变压器二次绕组短路(稳态) ,一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz 。通常Uz以额定电压的百分数表示 ,即uz=(Uz/U1n)*100%
当变压器满载运行时 ,短路阻抗的高低对二次侧输出电压的高低有一定的影响 ,短路阻抗小 ,电压降小 ,短路阻抗大 ,电压降大 。当变压器负载出现短路时 ,短路阻抗小 ,短路电流大 ,变压器承受的电动力大 。短路阻抗大 ,短路电流小 ,变压器承受的电动力小 。
(一)电压比(变比)不相同的变压器并列运行 :
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 :
IC=△E/(ZdI+ZdII)
式中ZdI--表示第一台变压器的内部阻抗
ZdII--表示第二台变压器的内部阻抗
如果Zd用阻抗电压UZK表示时 ,则
Zd=UZK*UN/100IN
式中UN表示额定电压(V) ,IN表示额定电流(A)
当两台变压器额定容量不相等时 ,即SNI≠SNII ,循环电流IC为 :
IC=á*II/[UZKI+(UZKII/â)]
式中 :UZKI--表示第一台变压器的阻抗电压
UZKII--表示第二台变压器的阻抗电压
INI<INII
á--用百分数表示的二次电压差
II--变压器I的副边负荷电流
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 。
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%
(二)阻抗电压不等时变压器并列运行 :
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 :
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% 。
(三)接线组别不同的变压器并列运行 :
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 :
Ic=△E/(ZdI+ZdII)
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 :
Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]
如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,则上式变为
Ic=100sin(á/2)/UZK
式中In 、UZK可用任一台变压器额定电流和阻抗电压 。
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 。
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 。
根据运行经验 ,两台变压器并列 ,其容量比不应超过3 :1 。因为不同容量的变压器阻抗值较大 ,负荷分配极不平衡 ;同时从运行角度虑 ,当运行方式改变 、检修 、事故停电时 ,小容量的变压器将起不到备用的作用 。
由此可见 ,变压器短路阻抗大小对变压器运行起到了决定性的作用 ,所以变压器短路阻抗测试仪测量短路阻抗就显得非常重要了 。