发电厂电气主系统 教学课件 作者 许珉 电气主系统第九章电力变压器的运行2版g.ppt

2．自耦变压器的效益系数 标准容量与额定容量之比，称为自耦变压器的效益系数Kb，即 ? Sa =Kb SN SN ，即自耦变压器与同容量的普通变压器相比，有较小的绕组容量，因此所用铁心材料省，尺寸小，重量轻，造价较低，极限制造容量大，具有较好的经济效益。 ?电压比k12越小，Kb越小，绕组容量越小，采用自耦变压器经济效益越显著。为保证自耦变压器的经济效益， 应使其变比k12≤3。 3．自耦变压器的过电压 问题的提出:高压与中压绕组有电路的直接连接，当高压侧发生过电压时，它可以通过串联绕组进入公共绕组和中压系统，当中压侧发生过电压时，它可以进入串联绕组和高压系统。 (显然Kb 1) k12越大，过电压倍数越大，例如220/110kV自耦变的中压侧的过电压倍数为2.64，过电压值为 1)为使其绝缘免遭损坏，自耦变压器高压和中压侧出口端都必须装设避雷器进行保护。避雷器必须装设在自耦变压器和连接自耦变压器的隔离开关之间，当自耦变压器某侧断开时，该侧避雷器仍与自耦变压器保持连接。 2)自耦变压器的中性点必须直接接地或经小电抗接地，以避免高压侧电网发生单相接地时，在非接地相的中压绕组出现过电压。中性点不接地，当高压电网发生a相接地时中性点发生偏移，非接地的b、c相中压侧相电压为 自耦变压器的高压和中压电压等级必须是500kV?、330kV、220kV和110kV中之一。 4．三绕组自耦变压器 原因：与普通星—星联结变压器相同，双绕组自耦变压器由于铁心饱和使主磁通呈平顶波形，绕组的感应电动势呈现尖顶波形，含有三次谐波电动势。使电压畸变。 ?第三绕组的作用： 1) 消除三次谐波； 2) 减小自耦变压器的零序阻抗； 3) 单独供电，用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂用备用电源等。 自耦变压器一般还增设一个接成三角形的第三绕组，它与串联绕组和公共绕组之间只有电磁联系。 ?第三绕组的电压： 一般为6 ~ 35kV。 ?第三绕组的容量： 1) 如果仅用来消除三次谐波，其容量一般为标准容量的1/3左右(为满足低压侧短路时的热稳定和电动力稳定的要求，容量不能太小)。 2) 如果还用来连接发电机、调相机或引接发电厂厂用备用电源等，其容量最大等于自耦变压器的标准容量。 二、自耦变压器的运行方式 ｛ 运行方式 自耦运行方式(第三绕组空载) 联合运行方式(三个绕组均有功率通过，情况复杂) 最典型的联合运行方式有以下两种方式： 1．运行方式一 高压侧同时向中压和低压侧（或中压和低压侧同时向高压侧）传输功率，如图9-9a 所示。 (1) 串联绕组 1)串联绕组电流为自耦方式与变压方式之和，即 由 取电压为参考量可求得 由低压侧功率 得归算到高压侧的电流为 2) 功率 当中、低压侧功率因数相等时，有 (2) 公共绕组 1) 电流 由磁势平衡得 公共绕组中的电流为自耦方式与变压方式之差，即 2) 功率 当中、低压侧功率因数相等时，有 显然SsSc，串联绕组负荷较大，最大传输功率受到串联绕组容量的限制，运行中应注意监视串联绕组负荷。 2．运行方式二 中压侧同时向高压和低压侧（或高压和低压侧同时向中压侧）传输功率，如图9-9b所示。 (1) 串联绕组 1) 电流只有自耦分量，为 2) 功率 (2) 公共绕组 1)公共绕组电流为自耦方式与变压方式之和，即 由磁势平衡可以求出 公共绕组中的电流为 2) 功率 当高、低压侧功率因数相等时，有 显然Sc Ss，公共绕组负荷较大，最大传输功率受到公共绕组容量的限制，运行中应注意监视公共绕组负荷。在此运行方式下运行时，自耦变压器的容量不能得到充分利用。 三、自耦变压器的有功功率损耗(教材中有详细的证明,选学内容) 3. 低压侧同时向高压和中压侧传输功率或相反 限制条件为低压绕组容量，通过容量最大为标准容量，这时自耦变压器的效益最低。 【例9-6】已知容量为150MVA的三相三绕组自耦变压器，额定电压为242/121/11kV，容量比为100/100/50，低压侧接有60MW，功率因数为0.8的发电机一台，各侧功率因数相等。试求: 如果220kV系统向110kV系统传输功率75MVA，低压侧的发电机还可以向110kV系统传输多少功率？ 解 属高、低压侧同时向中压侧送电的运行方式，此运行方式下应监视公共绕组不能过负荷，公共绕组负荷最大为75MVA。 串联绕组负荷为 由 得 低压绕组负荷为 即低压侧的发电机还可以向110kV系统传输的功率为37.5MVA。自耦变压器的输出功率达不到其额定容量。 第六节 变压器的并列运行 ?变压器并列运行的优点