分裂变压器剖析

分裂变压器简介王龙江电气工程及其自动化0706

3073031112一、定义：

分裂变压器是将其中一个绕组〔通常是低压绕组〕分裂成电路上不相连而在磁路上只有松散耦合的两个绕组的变压器。二、分裂变压器的特点：变压器中，低压线圈分裂成额定容量相等的两局部或者几局部。分裂线圈之间没有电的联系，而仅有较弱的磁联系。分裂绕阻的每个支路可以单独运行，也可以在额定电压一样时并联运行，低压线圈分裂后，可以大大地增加高压线圈与低压线圈各分裂局部之间，以及低压分裂线圈之间的短路阻抗，从而很好地限制网络的短路电流，因此分裂变压器在电力系统中得到广泛的应用。按其构造，分裂变压器与一般变压器的区分仅是各铁芯柱上的低压线圈本身，分裂变压器的低压线圈没有串联或并联，而将始端和终端各自引出，其原理如图1所示。该图所示为Y／△一△一11—11接线方式，即高压线圈接成星形，两个分裂的低压线圈接成三角形，此外还有其他接线方式。三、分裂变压器的根本要求分裂变压器与一般变压器，按其构造看，几乎没有什么区分，其区分仅仅是在各铁苍柱上的低压圈线本身．没有串联或并联而将其始端和终端各自引出，无论实行哪种构造方式，其分裂的二次绕组之间磁的耦合是比较弱的，因此，对分裂变压器的根本要求是：1)低压绕组线圈分裂的几个局部与高压线圈的绝缘构造，要求有足够的电气强度；2)低压线圈每一局部与高压线圈之间的阻抗值要相等；3)使用时，低压线圈的每一局部可分别接到发电机或电动机上，且可同时运行，也可单独运行，具有一样额定电压的分裂线圈可以并联运行；4)构造要简洁，尽可能接近无分裂线圈变压器的构造。固然，分裂变压器比起一般(无分裂)变压器(在一样容量、电压等级、调压范围及级数，总损耗和短路电压等状况下)相比，材料消耗较多(包括硅钢片、线圈用铜(铝)量等)，从而使变压器的本钱有所增加。四、分裂变压器的等值电路三相绕组双分裂变压器，由于每相可看成3个绕组，其等值电路可用一般的星形等值电路来表示，如图2所示。五、分裂变压器的特殊参数

1.当分裂绕组的几个分支并联组成统一的低压绕组对高压绕组运行时，叫做穿越运行，这时变压器的短路电抗称为“穿越电抗”，用“”表示；2.当分裂绕组的一个分支对高压绕组运行时，叫做半穿越运行，此时变压器的短路电抗称为“半穿越电抗”，用“”表示；3.当分裂绕组的一个分支对另一个分支运行时，称为分裂运行，此时变压器的短路电抗叫做“分裂电抗”，用“”表示；分裂电抗与穿越电抗之比叫做“分裂系数”，用

表示，即图２中各支路电抗分别以表示。端子

、

间的电抗应为分裂电抗。即：，而分裂绕组的两支路是完全对称的，故，代人上式并考虑到：，则得到：

依据穿越抗流的定义：应为，并联后与1点间的电抗，即：

〔1〕由此可见。依据分裂系数和穿越电抗就可以简洁地求出等效电路中各个参数。在一般状况下。分裂系数的数值在0—4之间，由分裂成两局部的低压绕组的相互位置来打算。分裂系数的具体数值依据变压器正常运行状况及事故状态对电压的要求来选取。

此时绕组和间磁的联系最弱，由式(1)和(2)可见。此时

此时等效电路图简化为图3a所示，犹如两台独立的双绕组变压器一般，绕组的负荷变化，只会引起绕组本身的端电压变化，而对绕组的端电压没有任何影响，反之亦然。此时绕组和间磁的联系最强，由式(1)和(2)可见。此时犹如一台一般双绕组变压器一般。绕组的端电压就是绕组的端电压，此时的等效电路如图3b所示。一般状况下，绕组和之间有肯定的磁联系，等效电路如图3c所示，则为正常的分裂变压器。六、分裂变压器的运行特性由于分裂变压器有较大的电抗，因此大机组发电厂承受分裂变压器作为厂用变压器和起动变压器，在运行上有如下优点：(1)限制短路电流显著。当分裂绕组的一个支路短路时，由电网供给的短路电流经过分裂变压器的半穿越电抗比穿越电抗大，故供给的短路电流要比双绕组变压器小，同时分裂绕组另一支路由电动机供给短路点的反响电流，因受分裂绕组的限制，亦削减很多。从而保证了厂用母线上电气设备的短路稳定性。(2)当分裂绕组一个支路发生故障时，另一支路母线电压降低比较少。同时，当分裂绕组一个支路的电动机自启动，另一个支路的电压几乎不受影响。这样就提高了厂用母线上所供电一半负荷的牢靠性。[1]严震池编．《电机学同步训练》北京,中国电力出版社，2023年11月，80页[2]彭永红.分裂变压器的遣行特性[D]