自耦變壓器的優(yōu)缺點分析
發(fā)布時間:2018-1-19 10:30:17 閱讀:3436 次
自耦變壓器與普通的雙繞組變壓器比較有以下優(yōu)點:
1)消耗材料少,成本低。因為變壓器所用硅鋼片和銅線的量是和繞組的額定感應(yīng)電勢和額定電流有關(guān),也即和繞組的容量有關(guān),自耦變壓器繞組容量降低,所耗材料也減少,成本也低。
2)損耗少效益高。由于銅線和硅鋼片用量減少,在同樣的電流密度及磁通密度時,自耦變壓器的銅損和鐵損都比雙繞組變壓器減少,因此效益較高。
3)便于運輸和安裝。因為它比同容量的雙繞組變壓器重量輕,尺寸小,占地面積小。
4)提高了變壓器的極限制造容量。變壓器的極限制造容量一般受運輸條件的限制,在相同的運輸條件的限制,在相同的運輸條件下,自耦變壓器容量可比雙繞組變壓器制造大一些。
在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器,也會有不利的影響。其缺點如下:
1)使電力系統(tǒng)短路電流增加。由于自耦變壓器的高、中壓繞組之間有電的聯(lián)系,其短路阻抗只有同容量普通雙繞組變壓器的(1-k/1)平方倍,因此在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器后,將使三相短路電流顯著增加。又由于自耦變壓器中性點必須直接接地,所以將使系統(tǒng)的單相短路電流大為增加,有時甚至超過三相短路電流。
2)造成調(diào)壓上的一些困難。主要也是因其高、中壓繞組有電的聯(lián)系引起的目前自耦變壓器可能的調(diào)壓方式有三種,第一種是在自耦變壓器繞組內(nèi)部裝設(shè)帶負(fù)荷改變分頭位置的調(diào)壓裝置;第二種是在高壓與中壓線路上裝設(shè)附加變壓器。而這三種方法不僅是制造上存在困難,不經(jīng)濟(jì),且在運行中也有缺點(如影響第三繞組的電壓),解決得都不夠理想。
3)使繞組的過電壓保護(hù)復(fù)雜。由于高、中壓繞組的自耦聯(lián)系,當(dāng)任一側(cè)落入一個波幅與該繞組絕緣水平相適應(yīng)的雷電沖擊波時,另一側(cè)出現(xiàn)的過電壓沖擊的波幅則可能超出該絕緣水平。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,必須在高、中壓兩側(cè)出線端都裝一組閥型避雷器。
4)使繼電保護(hù)復(fù)雜。
盡管自耦變壓器存在著一定的缺點,但各國還是非常重視自耦變壓器的應(yīng)用,主要是與電力系統(tǒng)向大容量高電壓的發(fā)展是分不開的,隨著容量增大,電壓升高,自耦變壓器的優(yōu)點就更為突出。
1)消耗材料少,成本低。因為變壓器所用硅鋼片和銅線的量是和繞組的額定感應(yīng)電勢和額定電流有關(guān),也即和繞組的容量有關(guān),自耦變壓器繞組容量降低,所耗材料也減少,成本也低。
2)損耗少效益高。由于銅線和硅鋼片用量減少,在同樣的電流密度及磁通密度時,自耦變壓器的銅損和鐵損都比雙繞組變壓器減少,因此效益較高。
3)便于運輸和安裝。因為它比同容量的雙繞組變壓器重量輕,尺寸小,占地面積小。
4)提高了變壓器的極限制造容量。變壓器的極限制造容量一般受運輸條件的限制,在相同的運輸條件的限制,在相同的運輸條件下,自耦變壓器容量可比雙繞組變壓器制造大一些。
在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器,也會有不利的影響。其缺點如下:
1)使電力系統(tǒng)短路電流增加。由于自耦變壓器的高、中壓繞組之間有電的聯(lián)系,其短路阻抗只有同容量普通雙繞組變壓器的(1-k/1)平方倍,因此在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器后,將使三相短路電流顯著增加。又由于自耦變壓器中性點必須直接接地,所以將使系統(tǒng)的單相短路電流大為增加,有時甚至超過三相短路電流。
2)造成調(diào)壓上的一些困難。主要也是因其高、中壓繞組有電的聯(lián)系引起的目前自耦變壓器可能的調(diào)壓方式有三種,第一種是在自耦變壓器繞組內(nèi)部裝設(shè)帶負(fù)荷改變分頭位置的調(diào)壓裝置;第二種是在高壓與中壓線路上裝設(shè)附加變壓器。而這三種方法不僅是制造上存在困難,不經(jīng)濟(jì),且在運行中也有缺點(如影響第三繞組的電壓),解決得都不夠理想。
3)使繞組的過電壓保護(hù)復(fù)雜。由于高、中壓繞組的自耦聯(lián)系,當(dāng)任一側(cè)落入一個波幅與該繞組絕緣水平相適應(yīng)的雷電沖擊波時,另一側(cè)出現(xiàn)的過電壓沖擊的波幅則可能超出該絕緣水平。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,必須在高、中壓兩側(cè)出線端都裝一組閥型避雷器。
4)使繼電保護(hù)復(fù)雜。
盡管自耦變壓器存在著一定的缺點,但各國還是非常重視自耦變壓器的應(yīng)用,主要是與電力系統(tǒng)向大容量高電壓的發(fā)展是分不開的,隨著容量增大,電壓升高,自耦變壓器的優(yōu)點就更為突出。