-
隔離變壓器安裝方式及注意事項隔離變壓器是一種常見的電力設備,用于將電能從一個電路傳輸到另一個電路,同時實現電氣隔離。在安裝隔離變壓器時,需要注意一些
-
低頻變壓器使用指南:安全操作與維護要點低頻變壓器是一種常見的電力設備,廣泛應用于工業生產和電力系統中。由于其特殊的工作原理和高壓電流的存在,使用低頻變壓器需要
-
照明變壓器故障排查與解決方案照明變壓器是現代照明系統中不可或缺的重要組成部分。由于長時間使用、環境因素以及設備老化等原因,照明變壓器常常會出現各種故
-
干式變壓器型號有哪些?在電力傳輸和配電系統中,變壓器是不可或缺的設備之一。干式變壓器作為一種常見的變壓器類型,具有許多優點,如可靠性高、維護簡
三相不平衡負荷引起的中性點偏移問題。我們知道,民用建筑中存在著大量分布的單相用電設備,即使在設計中盡可能使三相負荷平衡,但在實際投入使用中也會因操作控制,功率因數不同、負荷性質不同等因素,使得實際供電的三相負荷不平衡(平衡標志應當是三相電流的大小和相位完全對稱)。
利用對稱分量法,可將變壓器付方的三相電流分解為正序、負序和零序分量。配電變壓器的磁路系統通常為心式結構。而正、負序電流及其產生的磁通與繞組的連接方式和磁路結構無關,民用建筑中的大量單相用電設備額定電壓又多為220V,決定了變壓器付方繞組必須為yn接法,因此,引起中性點偏移的問題主要決定于零序電流的影響和變壓器原方繞組的連接方式。
Y,yn0結線變壓器的分析。由于付方為Yn接有中線,按對稱分量法分解的正、負序及零序電流均可在付方流通。而原方為Y接無中線,只允許對稱的正、負序電流流通。有關正序電流的分析與正常對稱供電的情況完全相同;負序電流因高壓側外施電壓對稱,而不需與之平衡的電勢,因而,在鐵心中由原、付方的負序電流產生的磁勢相互平衡,不建立主磁通,不會感應相應的電勢,僅有分別與一、二次繞組交鏈的漏磁通產生的漏抗壓降,其值很小,對變壓器不會產生明顯的影響,可忽略不計。那么,問題的關鍵就在于零序電流所起的作用。
由于付方繞組采用yn接法,三相不平衡電流經中線構成回路,由對稱分量法求得的零序電流為流過三相繞組的同大小、同相位的電流,其值為中線電流的13,即(I、o=(I、a+I、b+I、c)3=I、N3.由于原方繞組為Y接,不能形成零序電流的通路,付方零序電流產生的磁勢沒有相應的原方磁勢平衡而起著激磁磁勢的作用,建立起與原、付方繞組同時交鏈的零序主磁通0,以及僅與付方繞組交鏈的零序漏磁通。由于磁路的心式結構,而三相鐵心中的零序主磁通同相位,只能通過絕緣油、油箱壁等形成閉合回路,磁阻較大。值得注意的是,由于零序主磁通的磁路不易飽和,三相不平衡程度越嚴重,零序電流和由其所產生的磁勢越大,零序主磁通就越強,在原、付方三相繞組中感應出同相位的零序電勢E0就越大。
D,yn11結線變壓器分析。由三相不平衡負荷在付方繞組中引起的零序電流所激勵的零序主磁通與Y,yn0結線變壓器有所不同,本質區別就在于零序主磁通在原方繞組中感應的電勢,原方Y接時不能產生同相位的零序電流,而D接時由于三相繞組閉合卻能產生零序環流,I、0=I、A0=I、B0=I、C0。正是這個零序環流所產生的磁勢與付方磁勢平衡,使得鐵心中的零序主磁通甚小或為零,在繞組中就沒有由零序磁通感應的電勢E、0,因此也就不會產生象Y,yn0結線變壓器那樣的中點偏移了,這在民用建筑的供電系統中是尤其重要的。此外,Y,yn0結線的變壓器雖然由于磁路的心式結構對零序磁通在一定程度上起到了阻礙作用,但它畢竟存在,只要三相負荷不平衡,中點必將偏移,而且磁路不易飽和,負荷的不平衡程度直接影響中點的偏移程度。為使中點偏移不致嚴重,在不對稱負載下運行時,要求中線電流不得超過付方繞組額定電流的25<1>,因而嚴重限制了這種變壓器接用單相負荷的能力,以致其容量不能被充分利用。例如,額定容量為630KVA,能接用的單相負荷僅為21025=52.5KVA,否則中點發生嚴重偏移,造成系統不能正常運行。而D,yn11結線的變壓器很好地解決了中點偏移,因而接用單相負荷的能力大大增強,中線電流允許達到付方額定相電流的75以上。
Y,yn0結線變壓器付方電勢相量圖鐵磁材料磁化曲線及電流一磁通波形三次諧波引起的電壓波形畸變問題。由于變壓器的制造設計為了大限度地利用鐵磁材料,均將工作點設計在磁化曲線的拐點處(起始飽和部分)。同時由于磁化曲線的非線性,由電工理論分析可知,若磁通為正弦波,則激磁電流應為尖頂波;激磁電流為正弦波,磁通就為平頂波,它可分解為基波和三次諧波,因而會在原、付方繞組中感應基波和三次諧波電勢,致使輸出相電壓為非正弦波(線電壓仍為正弦波),影響供電質量。因此,關鍵在于如何才能使鐵心中產生的是正弦波磁通呢若原方繞組能提供三次諧波的電流通路,使原方激磁電流為尖頂波,在鐵心中就能產生正弦波磁通了,在原、付方繞組中僅有正弦波感應電勢,輸出電壓亦為正弦波。
由于民用建筑中各種型式的非線性用電設備,致使變壓器付方電流波形畸變,可按付氏級數分解為基波、三次諧波及高次諧波電流,即使三相負荷平衡,也會在各相繞組及中線中流過主要為三次諧波的諧波電流(高次諧波的影響可忽略),各相三次諧波電流的特點是同相位,而頻率為基波的三倍,其分析方法與零序電流時相似,但其影響有所不同。付方三次諧波電流產生的磁通同相位,和零序磁通的磁路相同,也會在原、付方繞組中感應三次諧波電勢。
結束綜合以上比較,不難看出,根據民用建筑供配電和負荷的特點,D,yn11結線的配電變壓器確實比Y,yn0變壓器更為適合用作民用建筑中的變配電裝置,近年來,D,yn11結線的配電變壓器逐步得到了推廣應用。但是,某些設計人員和建設單位出于傳統習慣或投資方面的考慮,仍不加分析地選用Y,yn0結線變壓器,造成電氣設備使用壽命縮短、易受損壞或工作不正常,如照明燈具過亮或偏暗,都與此不無關系。在民用建筑的電氣設計中,應合理選用配電變壓器,使之達到好的配電效果。雖然D,yn11結線變壓器一次繞組的絕緣強度要比Y,yn0結線變壓器稍高,成本略高,但從生產廠家提供的資料表明,D,yn11的變壓器無論空載損耗或負載損耗都要比Y,yn0的變壓器低。因此,從近期和長遠來看,選用D,yn11結線的配電變壓器都更為合理。