簡(jiǎn)介
分裂式繞組變壓器是指每相由一個(gè)高壓繞組與兩個(gè)或多個(gè)電壓和容量均相同的低壓繞組構(gòu)成的多繞組電力變壓器。分裂變壓器正常的電能傳輸僅在高、低壓繞組之間進(jìn)行,而在故障時(shí)則具有限制短路電流的作用。
幾個(gè)分支容量相同,額定電壓相等或接近,可以單獨(dú)運(yùn)行或并聯(lián)運(yùn)行,可以承擔(dān)相同或不同負(fù)載。當(dāng)某一個(gè)低壓繞組上所連接的負(fù)荷或電源發(fā)生故障時(shí),其余低壓繞組仍能正常運(yùn)行。各分裂繞組之間沒有電的聯(lián)系,磁的耦合也相對(duì)較弱。分裂支路之間應(yīng)具有較大的阻抗,而分裂路與不分裂繞組之間應(yīng)具有相同的阻抗。
通常把低壓繞組作為分裂繞組,分裂成兩個(gè)或三個(gè)支路,線端標(biāo)志為小寫字母加數(shù)字。不分裂的高壓繞組由兩個(gè)并聯(lián)支路組成,線端標(biāo)志不變。
各分裂繞組的總?cè)萘烤褪窃摲至炎儔浩鞯念~定容量。具有兩個(gè)低壓繞組的分裂變壓器通常稱為雙分裂變壓器,其低壓繞組的布置方式有輻(徑)向分裂和軸向分裂兩種。
參數(shù)和等值電路
當(dāng)分裂繞組的幾個(gè)分支并聯(lián)成一個(gè)總的低壓繞組對(duì)高壓繞組運(yùn)行時(shí),稱為穿越運(yùn)行,此時(shí)變壓器的短路阻抗稱為穿越阻抗。
當(dāng)?shù)蛪悍至牙@組的一個(gè)分支對(duì)高壓繞組運(yùn)行時(shí),你為半穿越運(yùn)行,此時(shí)變壓器的短路阻抗稱為半穿越阻抗。
當(dāng)分裂繞組的一個(gè)分支對(duì)另一個(gè)分支運(yùn)行時(shí),稱為分裂運(yùn)行,此時(shí)變壓器的短路阻抗稱為分裂阻抗。
分裂阻抗與穿越阻抗之比稱為分裂系數(shù),它是分裂變壓器的基本參數(shù)之一,一般為3——4。
三相雙繞組雙分裂變壓器,每相有三個(gè)繞組:一個(gè)不分裂的高壓繞組,它有兩個(gè)支路,但總是并聯(lián)的,實(shí)際上是一個(gè)繞組;兩個(gè)相同的低壓分裂繞組。故可以仿照三繞組變壓器,得到由三個(gè)等值阻抗組成的等值電路。
按照分裂阻抗的定義,分裂阻抗為兩個(gè)分支之間的阻抗,它等于兩分支短路阻抗之和,考慮到分裂繞組各分支排列的對(duì)稱性,所以各分支短路阻抗相等,等于二分之一的分裂阻抗,等于二分之一分裂系數(shù)倍的穿越阻抗。
穿越阻抗是兩分支關(guān)聯(lián)后對(duì)高壓繞組間的阻抗,即穿越阻抗等于高壓繞組的短路阻抗與分支短路阻抗的一半之和。所以有:
高壓繞組的短路阻抗等于穿越阻抗減去二分之一的分支短路阻抗;而分支短路阻抗等于二分之一分裂系數(shù)倍的穿越阻抗,所以高壓繞組的短路阻抗又等于一減去四分之一倍的分裂系數(shù),再乘以穿越阻抗。
特點(diǎn)和應(yīng)用
與普通變壓器相比,分裂變壓器有如下特點(diǎn):
(1)限制短路電流的作用顯著。當(dāng)分裂繞組一個(gè)支路短路時(shí),短路電流經(jīng)過(guò)半穿越阻抗。半穿越阻抗等于高壓繞組和一個(gè)分支短路阻抗之和,等于一加上四分之一倍的分裂系數(shù),乘以穿越阻抗。也就是說(shuō)半穿越阻抗比穿越阻抗大了四分之一分裂系數(shù)倍的穿越阻抗,也就是比普通變壓器的短路阻抗大,所以短路電流小。
(2)有利于電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件的改善。分裂變壓器的穿越阻抗比普通變壓器的短路阻抗小,所以流過(guò)起動(dòng)電流時(shí)變壓器的電壓降要小些,允許電動(dòng)機(jī)起動(dòng)容量大些。
(3)當(dāng)分裂繞組一個(gè)支路發(fā)生短路故障時(shí),另一個(gè)支路的母線電壓降很小,即殘壓較高,這是分裂變壓器的主要優(yōu)點(diǎn)。
分裂變壓器的主要缺點(diǎn)是造價(jià)較高。
分裂變壓器的主要應(yīng)用有兩個(gè):
(1)當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)通過(guò)一臺(tái)分裂變壓器向系統(tǒng)送電時(shí),分裂變壓器的分裂阻抗有效地增大了兩臺(tái)發(fā)電機(jī)之間的阻抗,從而達(dá)到減少短路電流的目的。
(2)當(dāng)采用一臺(tái)分裂變壓器分成兩個(gè)分支向兩段獨(dú)立母線供電時(shí),分裂阻抗也使兩段母線之間具有較大的阻抗,以減小母線短路時(shí)的互相影響。
分裂變壓器多用作200MW以上的大機(jī)組的廠用變壓器