电力变压器中不容忽视的一匝电势.pdf
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1、 , 2b 2 4 1 9 9 6年 第 7期 电 力 变 压 署 旨中 不 容 建 视 的 一 匝 电 努 ( 宁 删 摘 要 : 菏 蜥 了 Y v n O 联结 的大容量电力变压器低压侧采用双 Y并联时, 两个星形 中点 问的连接不 当造成每相硝并联绕蛆电辱不相等的原因及产生的严重后果,并提出了中点连线改进的方案 叙 词 : 壅 墨 墨 , 塑 , 并 联 皇 兰 一 、问题 的提 出 某 厂为用 户特别设 计制造 了一台非标 准 的 电力 变压 器 , 额 定 容量 为 2 0 0 0 k V A, 高压 侧 额 定电压 为6 3 0 0 V, 低压侧额定电压为 4 0 0 V, Y,
2、 y n 0 联结 。高压 绕组 有 2 3 6匝, 低 压 绕组 有 1 5匝 由于低压 侧相 电流高 达 2 8 8 7 A, 低 压绕组 采 用 四螺旋结 构 , 即低压侧 由两个 双 螺 旋绕 组并 联 而成 。两 个绕组 匝数 完全 相 同, 分 别从 铁 心 的 两侧 出线 。在同一侧 出线的 三个绕组 的末端在 铁心 的下部联结成 星形 , 两 个星 形 的 中 点 由一 条穿过 铁心窗 口的铜条焊 接起 来 , 在靠 近 低 压 套 管一 侧的 星点焊一条 引线 接到套 管 O上 。在 靠近低压套管 出线的三个 绕 组的首端经引线分 别接 向低压套管 a 、 b c 。在 靠
3、近 高压套 管一侧 出 线 的 三 个 首 端 的 引 线,跨 过 上 铁 轭 后 也 分别接 向低压套 管 a 、 b 、 c 。两 个 同相 绕组 在套 管下面并联起 来, 形成 双 星 形结 构 。在 器 身装 配完 毕后 , 通 电樘 查 时, 发 现 两 个需 要 并 联 的 低压 绕组 电压 不相 等 , 因此 , 工作 无 法 继 续 进 行下去 , 只 好停 下来 分析原 因。 二、 造成 两个绕 组 电压 不相等 的原 因 两 组低 压 绕组 及 其 连 接 示 意 图如 图 1所 示。图 l f a ) 为首末 端 在低压套管 一侧 出 线的 三 个绕组 , 其 引 出线
4、O 、 a 、 b 、 c 接 向绝缘套 管 的情 况和普 通变压器相 同; 图 1 ( b 1 为 首末 端 从 高 压 套管一侧 出线 的三个线 圈, 其 首端引 出线 a b z 需 跨越铁 心上 轭接 向低 压套 管 , 同 一相 的 两 f b 】 囝 1 低 压绕 组连 接 示 意圉 ( a ) 低压套 管侧 出线 b ) 高压套 管侧 出线 个绕组就在套 管 上并 联 起 来 。 两 组 绕组 的星形 中 点由穿过 b 、 c两 相 铁 心 柱 间 的 窗 口的导 体 O O , 连 接 起 来 , 由 引 线 接 向 低 压 套 管 O 。束 连 接 导 体 oI。 时 , 两
5、 组 绕 组 的 电 势 是 相 等 的, 即E =最, = ,丘 =丘。 接 上导体 O O , 后 , 则 毛 , E , 丘 丘。 问题 就 出在这根星 点连 线 O O 上 用矢 量 图分 析 , 第 一组 绕组 首端 引 出线 和中点 引 出线都 同在低 压套 管 侧 , 星点连线 O , O 、 感 应的 电势 对各 相 电 势均 无影响 , 其 电势矢量 图 见 图 2 ( a ) 所 示 对于 第 二 组 绕 组, 为 了专 门研 究 中点问连线 O IO , 的影响 , 设想 把 三 个绕组 的 匝数全部 去掉 , 则在 图 l ( b ) 中只余下引出线 a , 、 b z
6、 、 ( 2 2 及 两 中点连 线 O O , 和 中点引 出线 O 。引线 圈 2电势 矢 量 图 维普资讯 1 9 9 6年第 7期 2 5 a , 与 o p 及 引线 O相连 , 形成 了一 个包 围 c相 铁 心上 轭 的一 匝绕 组 , 在 a 间用 电压 表 测 量 时, 便得 c相 一 匝电势 尼, 它 叠 加在 a 绕 组 的 电势上 , 使 电势变 成 = +E。 同理 , 这 一 匝电势 也叠 加在 b 2 绕组 的电势上 , 使 电势 变成 = +尼。最后 , 我们 看一 看 c 2 绕 组 , 其 引 线 C 2 与 0 2 O I 及 引线 。相连 , 也形成 了
7、一 匝包围 C 相上 轭的绕组, 但其绕 向与 Q绕 组 的 绕 向 相 反 , 因 此, B t 的相位 与 Ea正好 相 反 , c 2 绕组的 电势变 成 =点 |d E 考虑 了 匝电势 丘 的影 响后 , 第 二 组 绕组 电势 的矢 量 图如 图 2( b ) 所 示 。由图可见 , 各相两 个 绕组 电势 之差 正 好 等 于C 相 的一 匝电势 E = 3 =2 3 1 门5 = 1 54V 三 、 一 匝 电势 的影响 变压器 空载 运行 时, 由于 这 一 匝 电势 的存 在 , 一相 两并 联绕组 之 间便 产 生环 流 。 由于 两 绕组 的绕制方 向相 同,通过 的电
8、流相等但 方向 相 反 , 两 绕 组 的合 成 磁 势 为零 , 对 高 压绕 组 没 有影 响, 只产生漏 磁通 。但 由 中点 连线 形 成 的 那 一 匝 绕组 的 磁 势 没有 被 抵 消, 通 过 磁 势 平 衡 , 使 高 压 侧 电流 增 加。 因此 , 变 压 器 空 载 运 行 时可 以用一个等 值变 压器 来计算它 。这个等 值变 压器 高 压 绕 组 2 3 6匝, 低 压 绕 组 只 有 一 匝, 并处 于短路状态 。逸 一 匝绕 组 的漏 阻抗 约 为原两个并联绕组 漏阻抗之 和 。现在用 简化等 值电路计算空载 时一次绕组和二次绕组的 电流 额定 电压 U =6
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