1、對(duì)變壓器危害
通常狀況下,變壓器有鐵損(空載損耗)和銅損(負(fù)載損耗)兩種損耗,鐵損普通不變,銅損會(huì)依據(jù)負(fù)載的變化而變化。當(dāng)三相負(fù)荷不均衡的時(shí)分運(yùn)轉(zhuǎn),變壓器的負(fù)荷損耗可看成三只單相變壓器的負(fù)荷損耗之和。這有可能給變壓器形成及嚴(yán)重的結(jié)果,不均衡時(shí)會(huì)形成相電流過大(增為3倍),從而形成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱,絕緣老化加快;變壓器油過熱,惹起油質(zhì)劣化,快速減小變壓器的絕緣性能,減少變壓器壽命(溫度每升高8℃,運(yùn)用年限將會(huì)降低一半),以至燒毀繞組。同時(shí)三相不均衡條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器產(chǎn)生零序磁通,零序磁通流經(jīng)變壓器金屬部件組成的回路,是變壓器發(fā)熱,同樣影響變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)平安。
2、對(duì)線路的影響
三相不均衡會(huì)產(chǎn)生零序磁通,零序磁通在中性線上會(huì)變?yōu)橹行跃€電流,這樣不但相線會(huì)有損耗,同時(shí)中性線也會(huì)產(chǎn)生損耗,從而就會(huì)增加了電網(wǎng)線路的損耗。另一方面,在三相四線制結(jié)線方式下,當(dāng)三相均衡時(shí)線損最?。划?dāng)一相負(fù)荷重,兩相負(fù)荷較輕的狀況下線損增量較??;當(dāng)一相負(fù)荷重,一相負(fù)荷輕,而第三相的負(fù)荷較為均勻負(fù)荷的狀況下線損增量較大;當(dāng)一相負(fù)荷輕,兩相負(fù)荷重的狀況下線損增量將會(huì)最大的。當(dāng)三相負(fù)荷不均衡時(shí),無論何種負(fù)荷分配狀況,電流不均衡度越大,線損增量也越大。
3、對(duì)用電設(shè)備的影響
各相之間的不均衡會(huì)招致用電設(shè)備運(yùn)用壽命縮短,加速部件的改換頻率,也就增加設(shè)備維護(hù)的本錢。關(guān)于配變電設(shè)備來講,在三相負(fù)載不均衡條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),各相的輸出電流是不相等的,這就招致其內(nèi)部三相壓降不相等,從而形成輸出電壓三相不均衡。同時(shí),配變電設(shè)備在三相負(fù)載不均衡條件下運(yùn)轉(zhuǎn),三相的輸出電流不一樣,招致中性線就會(huì)有電流經(jīng)過。因此使中性線產(chǎn)生阻抗壓降,從而招致中性點(diǎn)漂移,致使各相相電壓發(fā)作變化。負(fù)載重的一相電壓降低,而負(fù)載輕的一相電壓升高。在電壓不均衡情況下供電,即容易形成電壓高的一相接帶的用戶用電設(shè)備燒壞,而電壓低的一相接帶的用戶用電設(shè)備則可能無法運(yùn)用。所以三相負(fù)載不均衡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的平安運(yùn)轉(zhuǎn)。關(guān)于電動(dòng)機(jī)來講,三相電壓不均衡也會(huì)使電動(dòng)機(jī)中逆扭矩增加,從而使電動(dòng)機(jī)的溫度上升,效率降落,能耗增加,發(fā)作震動(dòng),輸出虧耗等影響。關(guān)于斷路器來講,三相不均衡會(huì)使斷路器允許電流的余量減少,當(dāng)負(fù)載變卦或交替時(shí)容易發(fā)作超載、短路現(xiàn)象等。
4.電動(dòng)機(jī)效率降低
配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行,將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著正序、負(fù)序、零序三個(gè)電壓分量,當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動(dòng)機(jī)后,負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反,起到制動(dòng)作用。但由于正序磁場比負(fù)序磁場要強(qiáng)得多,電動(dòng)機(jī)仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動(dòng)。而由于負(fù)序磁場的制動(dòng)作用,必將引起電動(dòng)機(jī)輸出功率減少,從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低。同時(shí),電動(dòng)機(jī)的溫升和無功損耗,也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動(dòng)機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行,是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全的。
由不對(duì)稱負(fù)荷引起的電網(wǎng)三相電壓不平衡可以采取的解決辦法:
1、將不對(duì)稱負(fù)荷分散接在不同的供電點(diǎn),以減少集中連接造成不平衡度嚴(yán)重超標(biāo)的問題。
2、使用交叉換相等辦法使不對(duì)稱負(fù)荷合理分配到各相,盡量使其平衡化。
3、加大負(fù)荷接入點(diǎn)的短路容量,如改變網(wǎng)絡(luò)或提高供電電壓級(jí)別提高系統(tǒng)承受不平衡負(fù)荷的能力。
4、裝設(shè)平衡裝置。簡要列出以上幾種解決三相電壓或電流不平衡對(duì)電網(wǎng)及電能質(zhì)量危害的技術(shù)措施。
變壓器是一種能夠改變交流電壓的設(shè)備。由于變壓器有很多的分類,恐怕在選購中會(huì)有不少疑問,那么好好的認(rèn)識(shí)一下這些類型就很有必要了。
變壓器分類:
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(1)中小型變壓器
?。?)大型變壓器
?。?)特大型變壓器
(二)按用途可以把變壓器分為
1.電力變壓器。包括:
?。?)升壓變壓器。
?。?)降壓變壓器。
(3)配電變壓器。用于配電網(wǎng)絡(luò),以滿足生產(chǎn)和日常生活的要求。低壓側(cè)電壓為400V(單相為230V)的變壓器稱為配電變壓器,一般高壓側(cè)的電壓為6~10 kV。如果變壓器高壓側(cè)電壓為35 kV(或66~110 kV)的,則稱為直配配電變壓器,簡稱直配變。
?。?)聯(lián)絡(luò)變壓器。用于聯(lián)絡(luò)兩變電所系統(tǒng)。
?。?)廠用或所用變壓器。發(fā)電廠或變電所自用或?yàn)閺S礦企業(yè)專用。
2.儀用變壓器。諸如電流互感器、電壓互感器,作為測量和保護(hù)裝置。
3.電爐變壓器 。有煉鋼爐變壓器、電壓爐變壓器、感應(yīng)爐變壓器。
4.試驗(yàn)變壓器。
5.整流變壓器。
6.調(diào)壓變壓器。
7.礦用變壓器(防爆變壓器)。
8.其他變壓器。
?。ㄈ┌聪鄶?shù)可以把變壓器分為
1.單相變壓器。用于單相負(fù)載或三相變壓器組。
2.三相變壓器。用于三相負(fù)載。
變壓器的作用:變壓器除了用于變換電壓之外,變壓器還用于變換交流電流、變換阻抗以及改變相位等。
變壓器的工作原理:
與電源相聯(lián)的繞組稱為一次繞組(原繞組、初級(jí)繞組),匝數(shù)為 N1;
與負(fù)載相聯(lián)的繞組稱為二次繞組(副繞組、次級(jí)繞組),匝數(shù)為 N2 。
變壓器的輸出功率等于輸入功率與其損耗功率(鐵損和銅損)之差。一般電力變壓器的鐵損(鐵心渦流損失)和銅損(繞組電阻損耗的能量)都很小,變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率均在 95% 以上。
在電子設(shè)備中使用的變壓器效率比較低,一般在 90% 以下。
顯然,變壓器空載時(shí)的效率為零,因?yàn)檩敵龉β?P2=0
一種變壓器,有一個(gè)匝數(shù)比,所以是不是真的等于流出的電流中的電流。電流不會(huì)完全匹配的變壓器匝數(shù)比,所以總是會(huì)有的不平衡電流的變壓器差動(dòng)的工作線圈。
變壓器需要的勵(lì)磁電流。將有一個(gè)小的電流流動(dòng),即使在變壓器的初級(jí),次級(jí)開路。 變壓器有一個(gè)浪涌電流。有一個(gè)時(shí)間段后,變壓器通電直到對(duì)稱地以交替的核心中的磁場。這種浪涌的大小和長度依賴于芯中的剩余磁場和變壓器的交流周期中的點(diǎn)重新通電。
大型變壓器可能是10或20倍的滿載電流量初,它可能需要幾分鐘的時(shí)間減少到可以忽略不計(jì)值。
變壓器差動(dòng)的繼電器克制線圈。動(dòng)作電流的值是一組特定的百分比高于約束線圈中流動(dòng)的電流。出于這個(gè)原因,變壓器差動(dòng)繼電器的比例差動(dòng)繼電器說。你會(huì)發(fā)現(xiàn),第一次通電時(shí),變壓器,沒有任何電流流過CT2。通過約束和操作線圈的CT1的次級(jí)電流I1s流動(dòng),并防止操作,除非是非常高的電流。
克制線圈還可以防止由于自來水的變化,變壓器的輸入與輸出電流的比例可以不斷改變的繼電器動(dòng)作。
變壓器差動(dòng)保護(hù)利用這個(gè)眾所周知的事實(shí),并添加額外的約束,當(dāng)它檢測到這個(gè)二次諧波。這種額外的功能可以防止變壓器跳閘由于勵(lì)磁電流的通電時(shí),但不添加任何時(shí)間延遲。
由于差動(dòng)繼電器隨負(fù)載電流的或受保護(hù)的區(qū)域以外的故障(斷層)將不操作時(shí),它可以被設(shè)置為工作在一個(gè)較低的值的電流從而快速的操作,當(dāng)一個(gè)故障發(fā)生時(shí)。有沒有必要時(shí)間延遲繼電器的操作的,因此可以使用一個(gè)快速動(dòng)作的繼電器類型。
三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作原理和雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作原理是一樣的,也是按循環(huán)電流原理構(gòu)成的。正常運(yùn)行和外部短路時(shí),三繞組變壓器三側(cè)電流向量和(折算至同一電壓等級(jí))為零。它可能是一側(cè)流入另兩側(cè)流出,也可能由兩側(cè)流入,而從第三側(cè)流出。所以,若將任何兩側(cè)電流相加再去和第三側(cè)電流相比較,就構(gòu)成三繞組變壓器的差動(dòng)保護(hù)。
當(dāng)正常運(yùn)行和外部短路時(shí),若不平衡電流忽略不計(jì),則流入繼電器的電流為零。
即ⅰR=ⅰI2+ⅰⅡ2+?、?=0
當(dāng)內(nèi)部短路時(shí),流入繼電器的電流則為
?、=ⅰI2+ⅰⅡ2+?、?=ΣⅰK/na
即等于各側(cè)短路電流(二次值)的總和。
可見在正常及區(qū)外短路時(shí),保護(hù)不會(huì)動(dòng)作,而發(fā)生內(nèi)部故障時(shí),保護(hù)將靈敏動(dòng)作。為保證三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)的可靠性和靈敏性,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
?。?)各側(cè)的變比應(yīng)統(tǒng)一按變壓器最大額定容量來選擇。
?。?)外部短路時(shí)的三繞組變壓器比雙繞組變壓器的不平衡電流大,宜采用帶制動(dòng)特性的BCH-1型差動(dòng)繼電器,若BCH-1型仍不滿足靈敏度要求,可采用二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù),
?。?)為解決實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致而引起的不平衡電流,以保證每兩側(cè)線圈之間的平衡,對(duì)BCH-1型差動(dòng)保護(hù),應(yīng)將兩組平衡線圈分別接在二次電流較小的兩側(cè)。