变压器短路阻抗大小对变压器运行影响

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/â)]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＜INIIá--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=100sin(á/2)/UZK得IC=(4～5)In，即循环电流时额定电流的4～5倍，分析可知接线组别不同的两台变压器并列运行，引起的循环电流有时与额定电流相当，但其差动保护、电流速断保护均不能动作跳闸，而过电流保护不能及时动作跳闸时，将造成变压器绕组过热，甚至烧坏。由以上分析可知，如果电压比(变比)不相同，两台变压器并列运行将产生环流，影响变压器的出力。如果百分阻抗不相等，则变压器所带的负荷不能按变压器的容量成比例分配，阻抗小的变压器带的负荷大，阻抗大的变压带的负荷反而小，也影响变压器的出力。变压器并列运行常常遇到电压比(变比)、百分阻抗不完全相同的情况，可以采用改变变压器分接头的方法来调整变压器阻抗值。若第三个条件不满足将引起相当于短路的环流，甚至烧毁变压器；因此，接线组别不同的变压器不能并列运行。一般情况下，如果需将接线组别不同的变压器并列运行，就应根据接线组别差异不同，采取将各相异名、始端与末端对换等方法，将变压器的接线化为相同接线组别才能并列运行。根据运行经验，两台变压器并列，其容量比不应超过3：1。因为不同容量的变压器阻抗值较大，负荷分配极不平衡；同时从运行角度虑，当运行方式改变、检修、事故停电时，小容量的变压器将起不到备用的作用。