变压器的并联运行

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zkI
由此可知:负载系数和短路阻抗标幺值(或短 路电压)成反比。 若为多台变压器并联,则
& II
zkII
& I
1 1 1 βⅠ βⅡ∶β Ⅲ∶…… = * ∶ * ∶ * ∶…… ∶ zkⅠ zkⅡ zk Ⅲ
& U1 k
& I II
& U2
变压器的并联运行
§5-3变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
kⅡ
变压器的并联运行
§5-4变比不相等的变压器并联运行时的负载分配
变比不相等的变压器并联运行时,空载时就有环流。故各台变压 器的电流分配不仅取决于短路阻抗,而且还受到环流的影响。 以两台变压器并联为例来说明(变压器空载运行) 设 k1 < kⅡ 所以原边电压归算到副边数值U1/k1> UⅡ/kⅡ zkI 空载时变压器内部便有环流
变压器的并联运行
§5-1 概述
变压器的并联运行 把变压器的原、副绕组相同标号 的出线端连在一起,直接或者经 过一段线路接到母线上,这种运 行方式就叫做变压器的并联运行。
A B C A B C
K1
电源
高 压 母 线
A
B
C
K2
I
II
变压器并联运行的意义 由于现代的发电厂和变电所的容 量很大,一台变压器往往不能担 负起全部容量的升压或降压任务, c b 于是要采用多台变压器并联运行。 a
互感器的用途
互感器除了用于测量电流、电压外,还用于各种继电保护装置的 测量系统
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-3 电流互感器和电压互感器
电流互感器 工作原理:它的原绕组由一匝或几匝截 & & I1 I1 面较大的导线构成,并串入需要测量电 w1 流的电路。副边的匝数较多,导线截面 & Φ 较小,并与阻抗很小的仪表(如电流表、 w2 功率表的电流线圈等)接成闭路 。 由于电流互感器要求误差较小,所 & I2 A 以激磁电流愈小愈好。因此铁心磁密较 低。一般在0.08~0.1O韦/米范围。利 图4-15 电流互感器原理图 用原、副绕组不同的匝数关系,可将线 路上的大电流变为小电流来测量。
§4-3 电流互感器和电压互感器 电流互感器
测量精度:由于互感器内总有一定的激磁电流,因此测量出 来的电流总是有一定误差,按照误差的大小,分为0.2,0.5, 1.0,3.0和10等五个标准等级。例如,0.5级准确度就表示在 额定电流时,原、副边电流变比的误差不超过0.5%。
& I1 & I1 & Φ
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变压器的并联运行
§5-2 变压器的理想并联条件
并联运行理想条件: 1)各变压器的额定电压应相等,若为单相变压器,则各变压器 的变比应相等 ; 2)各变压器的联结组相同; 3)各变压器的短路阻抗标么值(或短路电压)应相等,而且短路 电抗和短路电阻之比也应相等。
变压器的并联运行
§5-2 变压器的理想并联条件
上式等号右边分子、分母除以额定电压 U N 1 = U N 2 = U N IⅡ 并令 IⅠ 所以 βⅠ 又因
* zkⅡI NⅡ U NⅡ zkⅡ ukⅡ = = * = βⅡ zkⅠI NⅠ U NⅠ zkⅠ ukⅠ
I NⅠ
= βⅠ
I NⅡ
= βⅡ
zkI
& II
zkII
& I
βⅠ I S = = S βⅡ I
* Ⅰ * Ⅱ
* Ⅰ * Ⅱ
& U1 k
& I II
& U2
变压器的并联运行
§5-3变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配 分析:忽略激磁电流,采用简化等效电路,而且把原边归算到副边。 最后可得:
* * * βⅠ IⅠ SⅠ zkⅡ ukⅡ = * = * = * = βⅡ IⅡ SⅡ zkⅠ ukⅠ
1 S aN 是通过电路直接传递的。由于通过电磁感应关系传递的 ka
ka
aN
功率小于变压器的额定容量,故与同容量的双绕组变压器相比,计算容量小 了,从而可节省材料、降低损耗,提高效率和缩小尺寸。但自耦变压器的短 路阻抗标么值较小,短路电流较大。 电流互感器和电压互感器的工作原理与变压器相同,使用时应注意将它们接 地,并注意电流互感器在原边接电源时,副边绝对不能开路;电压互感器在 原边接电源时,副边绝对不能短路。
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-3 电流互感器和电压互感器
互感器的作用原理
互感器是一种测量用的设备,分电流互感器和电压互感器两种。 它们的作用原理和变压器相同。
使用互感器的目的
一是为了使测量回路与高压电网隔离;二是可以使用小量程的电 流表测量大电流,用低量程电压表测量高电压。通常,电流互感 器的副边电流为5安或1安。电压互感器的副方电压为100伏。
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-3 电流互感器和电压互感器
电压互感器
使用注意事项:
1)电压互感器副边不能短路,否则会产生很大的短路电流。 2)为安全起见,电压互感器的副边必须可靠的接地。
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
本章小结
三绕组变压器的工作原理与双绕组变压器一样,同样可以利用基本方程式、 相量图、等效电路分析变压器内部电磁过程。 自耦变压器的特点在于原、副绕组之间不仅有磁的联系,而且还有电路上的 直接联系,故从原边传递给副边的功率 S aN 中, 1 − 1 S 是通过电磁感应关 系传递的,而
abII
由于变压器本身的漏阻抗很小,这样大 的电动势差将在两变压器的副绕组中产生很 大的循环电流,可能使变压器的线圈烧坏, 故联结组不同的变压器绝对禁止并联运行。
30o
变压器的并联运行
§5-3变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负 载分配
变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
联结组不同的变压器并联运行时产生的危害 如果联结组不同,当各变压器的原边接到同一电网时,它们 副边线电压的相位不同,而且至少是30度(Y,y0和Y,d11并联时, 副边线电动势的相位差就是30度)。在此情况下,如果两变压器 的变比相等,图中 E ab = E abI = E abII 是两变压器副边的线电动势,副 & ∆E & abⅠ− EabⅡ = 2 Eab sin15° = 0.518 Eab & & 边有电动势差 ∆E = E & EabI E
a
b
c
a
K3
b
c
K4
低 压 母 线
图5-1
负载 两台变压器并联运行的接线图
变压器的并联运行
§5-1 概述
变压器并联运行的优点 1)提高供电的可靠性。并联运行的变压器如有某台变压器发生 故障,可以把它从电网切除进行检修,而电网仍能继续供电; 2)可根据负荷大小调整投入并联变压器的台数,以提高运行效 率; 3)可以减少总的备用容量; 4)可以随着用电量的增加,分批安装新的变压器,以减少第一 次投资。
& II
& Ic
& I
& & U1 kⅠ − U1 kⅡ & Ic = zkⅠ + zkⅡ
& U1 kI
zkII
& U1 k II
& I II
& U2
变压器的并联运行
§5-4变比不相等的变压器并联运行时的负载分配
变比不相等的变压器并联运行时,空载时就有环流。故各台变压 器的电流分配不仅取决于短路阻抗,而且还受到环流的影响。 & 环流 I c 同时存在于两台变压器的原、副边中,对副边来说,环流 & 就是上式所计算得出的 I c ,对原边来说,因为图是原边归算到副 边的简化等效电路,因此第一台变压器原边环流为 I&c / k1 ,第二 台变压器则为 I&c / k 。显然 & II zkI 由于k1 < kⅡ ,两变压 & I & Ic 器原边的环流大小是不相 zkII & U1 等的。
变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配 结论: * * * 1)当短路阻抗标么值相等时 ……
zkⅠ = zkⅡ = zk Ⅲ =
βⅠ = βⅡ = β Ⅲ = ……
* SⅠ = 1
* * SⅡ = SⅢ = …… = 1
也就是说,当一台变压器达到满载时,与它并联的其他变压器也 同时达到满载。这是理想的负载分配情况。
§4-3 电流互感器和电压互感器
电压互感器
测量精度:为了提高电压互感器的准确度,必须减小激磁电流 和原、副边的漏阻抗,所以电压互感器一般采用性能较好的 硅钢片制成。并使铁心不饱和(磁密约0.6~0.8韦/米2)。 我国目前生产的电力系统用电压互感器,按准确度分为 0.5,1.0和3.0等三级。电压互感器有一定的额定容量。使用 时副边不宜接过多的仪表,以免电流过大引起较大的漏抗压 降。而影响互感器的准确度。
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-3 电流互感器和电压互感器
电压互感器 工作原理:图4-16是电压互感器的原理 ~ U1 图。原边直接接到被测高压电路,副边 w1 接电压表或功率表的电压线圈。由于电 & Φ 压表和功率表的电压线圈内阻抗很大, w2 所以电压互感器的运行情况相当于变压 器的空载情况。利用原、副边不同的匝 U2 数比可将线路上的高电压变为低电压来 V 测量。 图4-16 电压互感器原理图
变压器的并联运行
§5-3变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
2)若短路阻抗标幺值不相等,则短路阻抗标幺值小者先达到满 载。从运行的经济性来看,希望大容量变压器尽量能满载运行, 因此,若有短路阻抗标幺值不相等的变压器并联运行时,则希望 容量大者其短路阻抗标么值小为宜。实际运行时,为了使并联运 行时不浪费设备容量,要求各变压器的短路阻抗标么值不超过平 均值的10%。 3)为了使各并联运行的变压器副边电流同相位,各变压器的短 路电抗和短路电阻之比应相等,此时总负载电流是各变压器副边 电流的算术和。
w2
w1
A
& I2
图4-15 电流互感器原理图
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-3 电流互感器和电压互感器
电流互感器
使用注意事项:
1)为了使用安全,电流互感器的副边必须可靠的接地,以防止 由于绝缘损坏后,原边的高压传到副边,发生人身事故。 2)电流互感器的副边绝对不容许开路。 它一方面将使副边感应出很高的电压,可能使绝缘击穿。同 时对测量人员也很危险; 另一方面,铁心内磁密增大以后,铁耗会大大增加,使铁心 过热,影响电流互感器的性能,甚至把它烧坏。
IⅠzkⅠ = IⅡzkⅡ
IⅠ z kⅡ = IⅡ z kⅠ
& U1 k
& U2
变压器的并联运行
§5-3变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配
变比相同而短路阻抗标么值不相等的变压器并联运行时的负载分配 分析:忽略激磁电流,采用简化等效电路,而且把原边归算到副边。
IⅠ I NⅠ zkⅡ I NⅠ zkⅡI NⅡ = = 分别除以额定电流: IⅡ I NⅡ zkⅠ I NⅡ zkⅠI NⅠ
分析:忽略激磁电流,采用简化等效电路,而且把原边归算到副 边。设有两台变压器并联运行,而且已满足变比相等和联结组相 同两个条件。图表示这两台变压器并联时的简化等效电路。
& & IⅠzkⅠ = IⅡzkⅡ
由于一般变压器的Zk中,rk和xk的 比值很接近。简化
zkI & II zkII & I II & I

kI
& U1 k II
& I II
& U2
变压器的并联运行
§5-4变比不相等的变压器并联运行时的负载分配
变比不相等的变压器并联运行时,空载时就有环流。故各台变压 器的电流分配不仅取决于短路阻抗,而且还受到环流的影响。
讨论:1)当原边电压 一定时,空载环流的大小正比于变比倒数的
差值,反比于二变压器归算到副边的短路阻抗之和。由于一股电 力变压器的短路阻抗很小,故即使变比相差不大也能引起相当大 的环流。 & 2)为了保证变压器并联运行 I z & 时空载环流不超过额定电流的10%。 I & I 通常规定并联运行的变压器变比差 z & U 值 & I k
变压器的并联运行
§5-2 变压器的理想并联条件
变压器并联运行的最理想情况 1)空载时并联的各变压器副边之间没有循环电流,这样,空载 时各变压器副原边的铜耗也较小。 2)负载后,各变压器所承担的负载电流按它们的额定容量成比 例分配,这样, 并联变压器的装机容量能得到充分利用。 3)负载后各变压器副边电流同相位。这样在总的负载电流一定 时各变压器所分担的电流最小;如果各变压器副边电流一定时, 则共同承担的总电流最大。
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