技能培訓(xùn)專題 電氣工程師 專業(yè)基礎(chǔ) 變壓器（七）

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1、 電機學(xué) 第26章 變壓器 26.9 變壓器的并聯(lián)運行 （1）定義：幾臺變壓器的原、副繞組分別連接到原、副邊的公共母線上，共同向負(fù)載供電的運行方式。 （2）意義：①提高供電的可靠性——可靠性； ②并聯(lián)可以有效的利用變壓器避免大馬拉小車——經(jīng)濟(jì)性 ③可以減少備用容量。 （3）并聯(lián)的理想情況： ①空載時，各變壓器的所對應(yīng)的副電壓必須相等且同相位。并聯(lián)運行時變壓器繞組（內(nèi)部）間無環(huán)流； ②在負(fù)載時，各臺變壓器的負(fù)載系數(shù)相等； ③負(fù)載后各變壓器的副方電流同相位，此時總電流為各臺變壓器電流的算術(shù)和。 （4）理想條件 ①各

2、臺變壓器變比相等；即的原、副邊的額定電壓分別相等（避免環(huán)流）。 ②各臺變壓器的連接組號相同；即的原、副邊的電壓分別相位相同（避免環(huán)流）。 ③各臺變壓器的短路阻抗（短路電壓）標(biāo)么值相等，且短路阻抗角也相等。 在上述三個條件中，條件（2）必須嚴(yán)格滿足，條件（1）、（2）允許有一定誤差，允許變比的相對差值小于0.01，短路阻抗的標(biāo)么值相差不大于10%，短路阻抗角相差在10°～20°之間。 不滿足并聯(lián)條件的分析 以兩臺變壓器并聯(lián)運行為例來分析。 1.變比不等時的并聯(lián)運行 空載時運行時的環(huán)流 設(shè)（原邊向副邊折算） 由于變比不同，內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)電流，電

3、壓差。 合閘環(huán)流： 式中、分別是變壓器I、II折算到副邊的短路阻抗的實際值。 忽視阻抗角的影響： *電力系統(tǒng)中規(guī)定：，（不是絕對的必須滿足的）。 *絕對變比相等的變壓器是沒有的。 例題：兩臺變壓器并聯(lián)，，，，，求？ 2.組別不同時并聯(lián)運行 Yy0，Yd11并聯(lián) 設(shè) 還用上例求空載環(huán)流： 是額定電流的5.2倍，變壓器不能正常運行。 組別不同時，副邊線電動勢最少差300，由于短路阻抗很小，產(chǎn)生的環(huán)流很大。 **結(jié)論：組別不同，絕對不允許并聯(lián)。 問題：Yy0，Yy4，可否并聯(lián)？Yy0，Yy6？ 答：把a，b，c串一下。不能直接連但采用措

4、施可以接。Yy0，Yy6，反相的不能改。 3.短路阻抗標(biāo)么值不等時的并聯(lián)運行（） *會造成變壓器負(fù)荷分配不合理。 ——總電流 ——第一臺的電流 ——第二臺的電流 并聯(lián)運行的等效電路 兩變壓器阻抗壓降相等 故有: 和分別為復(fù)阻抗和的幅角 對于容量相差不太大的兩臺變壓器，其幅角差異不大，因此并聯(lián)運行時負(fù)載系數(shù)僅決定于短路阻抗標(biāo)幺值之模 **結(jié)論： ① 短路阻抗不同的變壓器并聯(lián)，導(dǎo)致負(fù)荷分配不合理。 ② 各變壓器所帶的

5、負(fù)荷與各自的短路阻抗標(biāo)么值成反比，短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器分擔(dān)的負(fù)載小，短路阻抗標(biāo)么值小的變壓器分擔(dān)的負(fù)載大。 ③ 系統(tǒng)規(guī)定，短路阻抗差要小于10%，并聯(lián)容量要小于3倍。 變壓器運行規(guī)程規(guī)定：電壓變比不等和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器，在任何一臺都不會過載的情況下，可以并聯(lián)運行。又規(guī)定：短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運行，應(yīng)當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓（即適當(dāng)?shù)臏p小其電壓變比），以使并聯(lián)運行的變壓器容量能得以充分利用。 26.10 變壓器的空載合閘過程 空載合閘的電磁過程 空載合閘的定義：變壓器副邊開路，將原邊接入電源稱為空載合閘。 （1）建立方程式 設(shè)電源電壓為 式

6、中：α稱合閘初相角。 Φ與原繞組交鏈的總磁通，以下認(rèn)為是主磁通。 由于電阻壓降i1R1很小，在過渡過程的初始階段忽略不計： （2）解方程 C——積分常數(shù)，由初始條件決定。 考慮到換路的邊界條件：忽略鐵心剩磁。磁通能突變。 式中 為穩(wěn)態(tài)磁通最大值。 （3）對解的分析 ①研究變壓器空載過程就是研究Φ在鐵心中的建立過程。 ②合閘磁通Φ的大小，與合閘的初相角有關(guān)。 （a）時，合閘 結(jié)論：時合閘，變壓器無過渡過程。直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，又稱理想合閘。 （b）當(dāng)時，合閘 式中——為磁通的暫態(tài)分量，或自由分量是一常數(shù)。 為磁通的穩(wěn)

7、態(tài)分量或強制分量。 從開始經(jīng)過半個周期即時，磁通Φ達(dá)到最大值： 結(jié)論：時，合閘變壓器非周期分量最大。 當(dāng)時，電流最大，該電流被稱為空載合閘電流（空載激磁電流）。由于磁路飽和的結(jié)果，其相應(yīng)的空載合閘電流將增大到正常穩(wěn)態(tài)時空載電流的數(shù)十至近百倍，或達(dá)額定電流的數(shù)倍，勵磁涌流，急劇增大到80～100倍。。由于合閘時的初相角無法控制，因此保護(hù)裝置應(yīng)按最不利的情況考慮。 （4）考慮到線圈電阻的影響 實際空載電流快速衰減，實際的。 由于電阻存在，合閘電流將逐漸衰減，如圖所示。衰減快慢由時間常數(shù)決定，是原繞組的全電感。一般小容量變壓器衰減得快，約幾個周波就達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；大型變壓器衰減慢，有的

8、甚至可延續(xù)到20秒時間才可以衰減完畢進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運行。 對三相變壓器由于各相電壓在時間相位上互差120度，故總會有一相處與空載電流達(dá)到最大或接近最大的情況。 勵磁涌流對變壓器本身無直接危害，設(shè)計時已經(jīng)計及此因素，但是他會引起繼電保護(hù)的誤動作，故須設(shè)有防誤動的措施 ，如大型的變壓器合閘時長在一次繞組串入一個附加電阻，以加速其衰減，合閘后在把電阻切除。 26.11 變壓器發(fā)熱與冷卻 26.11.1 變壓器的發(fā)熱與升溫 溫升 溫升是變壓器額定工作條件下，內(nèi)部繞組允許的最高溫度與環(huán)境溫度之差,它取決于所用絕緣材料的等級。繞組的最高允許溫度為額定環(huán)境溫度加變壓器額定溫升，如40+65=105℃，為A級絕緣的耐熱溫度。這時變壓器油面的最高溫度為40+55=95℃，一般上層油溫應(yīng)工作在85℃以下，以控制油的老化不致太快 26.11.2 變壓器的冷卻 冷卻方式 1）三相油浸自冷式 2）三相油浸風(fēng)冷式 3）三相強迫油循環(huán)風(fēng)冷式 4）三相強迫油循環(huán)水冷式 6頁