你了解分裂变压器吗?

一、定义

分裂变压器是将其中一个绕组(通常是低压绕组)分裂成电路上不相连而在磁路上只有松散耦合的两个绕组的变压器。

你了解分裂变压器吗?的图1

二、分裂变压器的特点

变压器中,低压线圈分裂成额定容量相等的两部分或者几部分。分裂线圈之间没有电的联系,而仅有较弱的磁联系。

分裂绕阻的每个支路可以单独运行,也可以在额定电压相同时并联运行,低压线圈分裂后,可以大大地增加高压线圈与低压线圈各分裂部分之间,以及低压分裂线圈之间的短路阻抗,从而很好地限制网络的短路电流,因此分裂变压器在电力系统中得到广泛的应用。

按其结构,分裂变压器与普通变压器的区别仅是各铁芯柱上的低压线圈本身,分裂变压器的低压线圈没有串联或并联,而将始端和终端各自引出,其原理如图1所示。

你了解分裂变压器吗?的图2

该图所示为Y/△ 一△一11—11接线方式,即高压线圈接成星形,两个分裂的低压线圈接成三角形,此外还有其他接线方式。

三、分裂变压器的基本要求

分裂变压器与普通变压器,按其结构看,几乎没有什么区别,其区别仅仅是在各铁苍柱上的低压圈线本身.没有串联或并联而将其始端和终端各自引出,无论采取哪种结构方式,其分裂的二次绕组之间磁的耦合是比较弱的,因此,对分裂变压器的基本要求是:

1)低压绕组线圈分裂的几个部分与高压线圈的绝缘结构,要求有足够的电气强度;

2)低压线圈每一部分与高压线圈之间的阻抗值要相等;

3)使用时,低压线圈的每一部分可分别接到发电机或电动机上,且可同时运行,也可单独运行,具有相同额定电压的分裂线圈可以并联运行;

4)结构要简单,尽可能接近无分裂线圈变压器的结构。

当然,分裂变压器比起普通(无分裂)变压器(在相同容量、电压等级、调压范围及级数,总损耗和短路电压等情况下)相比,材料消耗较多(包括硅钢片、线圈用铜(铝)量等),从而使变压器的成本有所增加。

四、分裂变压器的等值电路

三相绕组双分裂变压器,因为每相可看成3个绕组,其等值电路可用一般的星形等值电路来表示,如图2所示。

你了解分裂变压器吗?的图3

五、分裂变压器的特殊参数

1.当分裂绕组的几个分支并联成一个总的低压绕组对高压绕组运行时,称为穿越运行,此时变压器的短路阻抗称为穿越阻抗。

2.当低压分裂绕组的一个分支对高压绕组运行时,你为半穿越运行,此时变压器的短路阻抗称为半穿越阻抗。

3.当分裂绕组的一个分支对另一个分支运行时,称为分裂运行,此时变压器的短路阻抗称为分裂阻抗。

4.分裂阻抗与穿越阻抗之比称为分裂系数,它是分裂变压器的基本参数之一,一般为3——4。

5.三相双绕组双分裂变压器,每相有三个绕组:一个不分裂的高压绕组,它有两个支路,但总是并联的,实际上是一个绕组;两个相同的低压分裂绕组。故可以仿照三绕组变压器,得到由三个等值阻抗组成的等值电路。按照分裂阻抗的定义,分裂阻抗为两个分支之间的阻抗,它等于两分支短路阻抗之和,考虑到分裂绕组各分支排列的对称性,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数倍的穿越阻抗。穿越阻抗是两分支关联后对高压绕组间的阻抗,即穿越阻抗等于高压绕组的短路阻抗与分支短路阻抗的一半之和。所以有:高压绕组的短路阻抗等于穿越阻抗减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数倍的穿越阻抗,所以高压绕组的短路阻抗又等于一减去四分之一倍的分裂系数,再乘以穿越阻抗。 

六、分裂变压器的运行特性

由于分裂变压器有较大的电抗,因此大机组发电厂采用分裂变压器作为厂用变压器和起动变压器,在运行上有如下优点:

(1)限制短路电流显著。当分裂绕组的一个支路短路时,由电网供给的短路电流经过分裂变压器的半穿越电抗比穿越电抗大,故供给的短路电流要比双绕组变压器小,同时分裂绕组另一支路由电动机供给短路点的反馈电流,因受分裂绕组的限制,亦减少很多。从而保证了厂用母线上电气设备的短路稳定性。

(2)当分裂绕组一个支路发生故障时,另一支路母线电压降低比较少。同时,当分裂绕组一个支路的电动机自启动,另一个支路的电压几乎不受影响。这样就提高了厂用母线上所供电一半负荷的可靠性。

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