從變壓器運(yùn)行特性簡述兩種分裂變壓器的特點

崔娜

摘 要：分裂變壓器正廣泛運(yùn)行于大型火電廠的廠用變壓器，而通過其低壓繞組的結(jié)構(gòu)區(qū)分，分裂變壓器主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：輻向分裂變壓器和軸向分裂變壓器。本文通過分裂變壓器的特點和運(yùn)行特性對兩種結(jié)構(gòu)的分裂變壓器作一定比較。

關(guān)鍵詞：分裂變壓器;特性;運(yùn)行

分裂變壓器是變壓器中的一種特殊形式：一般的說它有一個高壓繞組和兩個分裂的低壓繞組，分裂繞組的額定電壓相同，他們的總?cè)萘康扔谧儔浩鞯目側(cè)萘俊Ｋ牡蛪豪@組之間沒有電氣上的聯(lián)系，而僅有很少的磁的聯(lián)系。低壓繞組分裂后，可大大地增加高壓繞組與低壓繞組兩個分裂部分之間，及低壓繞組之間的短路阻抗值，這對限制電網(wǎng)的短路電流，節(jié)省投資有著很大的實際意義，因而分裂變壓器正在電力工業(yè)中被廣泛采用。

1 分裂變壓器的基本要求是

1）低壓繞組的每一部分可分別接到發(fā)電機(jī)或電動機(jī)上，且可同時運(yùn)行，也可單獨運(yùn)行。

2）低壓繞組的每一部分與高壓繞組之間的阻抗值要相同。

軸向分裂變壓器的主要結(jié)構(gòu)是鐵心—穩(wěn)壓繞組—低壓繞組—高壓繞組—調(diào)壓繞組。低壓繞組由相同的線圈分上下兩部分套在同一個硬紙板筒上，由于相對鐵心及高壓繞組的距離一致，保證了高壓繞組與低壓繞組兩部分的各分接的阻抗值、損耗值均相同。（低壓繞組接線原理圖見附圖一）

輻向分裂變壓器把低壓繞組輻向分為兩部分。為保證高壓繞組與低壓繞組兩部分的阻抗值相同，旺旺將調(diào)壓繞組放在低壓繞組Ⅰ和高壓繞組之間。其主要結(jié)構(gòu)是鐵心—穩(wěn)壓繞組—低壓繞組—調(diào)壓繞組—高壓繞組—低壓繞組。（低壓繞組接線原理圖見附圖二）

以上的兩種結(jié)構(gòu)決定了在額定分接短路阻抗相同的情況下，輻向分裂變壓器高壓繞組對低壓繞組Ⅰ和Ⅱ極限分接的阻抗不同，損耗也不可能一致。

按有關(guān)規(guī)定：高溫、高壓電廠的廠用母線最低電壓為母線電壓的65%，根據(jù)理論分析和運(yùn)行經(jīng)驗，只要分裂系數(shù)大于2.11時，當(dāng)一個分段上發(fā)生短路時，另一分段上的母線電壓最低時也不會低于65%。然而分裂變壓器在設(shè)計和制造時分裂系數(shù)一般都在3.5左右，所以另一分段上的電壓遠(yuǎn)高于允許的最低電壓水平，即另一分段仍能繼續(xù)運(yùn)行，有利于廠用電的安全穩(wěn)定。在廠用母線短路時，沖擊電流包括兩個部分：一是通過廠用變壓器送來的短路電流;二是廠用電動機(jī)的反饋短路電流，由于分裂變壓器的電抗值比普通變壓器增大了（電抗值隨著分裂系數(shù)的增大而增大），短路電流將隨著分裂系數(shù)的增大而減小，可見分裂系數(shù)對限制短路電流有著顯著的影響，當(dāng)分裂系數(shù)等于4時，變壓器送來的短路電流可比普通變壓器減少一半;而對于廠用電動機(jī)的反饋短路電流，由于一個廠用母線上所接電動機(jī)減少一半，因此供給的反饋短路電流亦減少一半。所以，采用廠用分裂變壓器以后，廠用母線上的短路電流將顯著減少，從而對廠用母線上的電氣設(shè)備的短路穩(wěn)定性有較大好處。為了保證最大的經(jīng)濟(jì)效益，在選用廠用電氣設(shè)備時，不但可以降低短路電流，減小短路電流對母線和斷路器的沖擊，減小母線和斷路器的一次投資費(fèi)用。軸向分裂變壓器的分裂系數(shù)大多在3.5左右，輻向分裂變壓器至少為4.5，達(dá)到5.2以上的產(chǎn)品也有可能，這樣輻向分裂較軸向分裂降低廠用母線上的短路電流要明顯的多。

電動機(jī)成組自起動主要取決于分裂系數(shù)，當(dāng)分裂系數(shù)等于0時，整個變壓器的自起動容量比同容量的普通變壓器增加一倍;當(dāng)分裂系數(shù)大于或等于4時，整個變壓器的自起動容量比同容量的普通變壓器相同。由于軸向分裂變壓器的分裂系數(shù)在0和4之間，所以采用軸向變壓器的廠用電動機(jī)成組自起動的能力比同容量的采用輻向變壓器廠用電動機(jī)要好。

2 結(jié)論

輻向分裂變壓器由于增加了一個低壓繞組相對沒有軸向分裂變壓器經(jīng)濟(jì)，但在半穿越的狀態(tài)下，軸向分裂變壓器短路會對系統(tǒng)和變壓器造成很大的破壞。而輻向分裂變壓器可以改變輻向分裂變壓器低壓繞組容量必須相等的要求，但對變壓器的并聯(lián)運(yùn)行要求較高。總之兩種變壓器各有各的優(yōu)點及不足，這就需要我們在今后的設(shè)計工作中繼續(xù)改變它們的結(jié)構(gòu)，使它們能做到優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展。

在國外，從40年代末期就開始研究和制造分裂線圈變壓器。英國已制造出容量為880MVA的三相分裂線圈變壓器，作為水電站的升壓變壓器用。所以三相分裂線圈變壓器不僅可以作為廠用變壓器，還可作為主變壓器。目前我國還沒有生產(chǎn)這種變壓器，所以分裂變壓器市場前景十分廣闊。