变压器短路阻抗大小对变压器运行影响..doc

变压器短路阻抗大小对变压器运行影响 戴永林 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/a)] 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=1