高阻抗變壓器電力系統(tǒng)特點

隨著我國小康社會建設步伐的加快，國民經濟對電力需求的增加，電網(wǎng)容量在逐步擴大，為保證系統(tǒng)運行的可靠性，彌補系統(tǒng)阻抗的降低，限制其短路電流，切實有效的措施是提高變壓器的短路阻抗值，這也正是國際上許多發(fā)達國家早已趨向采用高阻抗變壓器的原因。

采用高阻抗變壓器的電力系統(tǒng)具有以下一些特點：1、當電網(wǎng)發(fā)生短路事故時，通過高阻抗變壓器和其它電力設備的短路電流較小，相應的短路電磁力和電流熱效應也會降低，這不但可提高電網(wǎng)的可靠性，同時還可以降低線路開關等電氣設備的開斷容量。2、采用高阻抗變壓器，可以取消為限制系統(tǒng)短路電流而單獨設置的限流電抗器，從而可降低建設費用，減少占地面積。

高阻抗變壓器的實現(xiàn)有兩種方案：一是將中壓側繞組分裂成兩部分來增加繞組的漏電抗；二是在變壓器低壓繞組末端通過引線串聯(lián)電抗器的來增加繞組的漏電抗。

高阻抗變壓器獲得應用的背景是：隨著電網(wǎng)規(guī)模的迅速擴大，短路容量急劇增長，導致有短路電流水平超過斷路器遮斷容量的情況發(fā)生。相比于常規(guī)的變壓器，高阻抗變壓器由于短路阻抗（由繞組電阻與漏電抗組成，可由短路電壓百分數(shù)來表征）更大，相當于增加了系統(tǒng)的正序阻抗，從而限制了短路電流。

高阻抗變壓器，指短路電壓百分數(shù)超過同一電壓等級、同一容量的國家標準規(guī)定的百分值的變壓器。

提高變壓器阻抗的方法一般有兩種：第一種是采用普通的變壓器常規(guī)結構，通過調整鐵心直徑和繞組參數(shù)，必要時還要采取拆分繞組等措施，達到提高變壓器阻抗的目的。第二種是采用在變壓器油箱內部設置電抗器（即所謂的內置電抗器）的結構來達到提高變壓器入口電抗的目的。

采用普通的變壓器常規(guī)結構來提高變壓器阻抗的技術關鍵是對繞組的漏磁控制及其相應的損耗控制和溫升控制，眾所周知，當變壓器接入電網(wǎng)而施加額定電壓時，在鐵心中將有主磁通流過。在變壓器帶負載運行以后，負載電流將在變壓器的一、二次繞組內部及其周圍區(qū)域產生漏磁通，這些漏磁通與一、二次繞組交鏈而形成變壓器的短路阻抗。因而，若提高變壓器阻抗電壓的規(guī)定值，就必然要求有比較多的漏磁通與一、二次繞組交鏈。對于大型變壓器而言，漏磁通增加所帶來的突出問題是繞組和結構件內的雜散損耗明顯增加，相應部位的溫升隨之提高。這就要求在結構上采取有效措施對變壓器的漏磁場進行控制，防止繞組和結構件產生局部過熱，保證變壓器的安全運行。

采用內置電抗器的高阻抗變壓器的關鍵是對電抗器所產生的漏磁場進行有效的屏蔽，以減小其在結構件中產生的雜散損耗，防止局部過熱。另一方面，要采取可靠的夾緊結構，減小電抗器的機械振動。這些措施相對于變壓器而言實施起來要簡單得多，由于電抗器的容量較小，電壓等級一般也比較低，其漏磁控制技術和結構夾緊技術要簡單得多。 2100433B

名稱解釋

變壓器的標準對阻抗、損耗都有明確規(guī)定。有些用戶增加或減小阻抗電壓后，損耗還按標準要求是不合理的。如果阻抗電壓變小，合理的變化是：空載損耗變大，負載損耗變小；如果阻抗電壓變大，合理的變化是：空載損耗變小，負載損耗變大；2100433B

零序阻抗定義

變壓器是輸變電系統(tǒng)中重要的電力設備之一，它在實際運行中，有可能出現(xiàn)三相負載嚴重不平衡和非對稱接地故障的情況。此時，變壓器的三相電流大小不再相等，相位也不一定彼此相差120°，從而出現(xiàn)了三相不對稱的運行方式。為了正確分析計算變壓器三相不對稱運行狀況，就必須知道變壓器的正序、負序和零序阻抗。對變壓器而言，由于三相磁耦合電路是靜止的，改變三相的相序并不改變各相的互感。因此，其正序和負序阻抗是相等的，并且等于負載試驗測得的短路阻抗。而變壓器的零序阻抗卻與正序和負序阻抗大不相同。

零序阻抗影響因素

變壓器在零序系統(tǒng)下工作時，三相運行情況是對稱的，其零序磁通仍是工頻交流分量。因而，正序“T”形等值電路原則上適用于零序。由于變壓器繞組的漏抗與相序無關，所以，零序阻抗等值電路中一次側和二次側的漏電抗和與正序的值完全相同。對于零序時的勵磁電抗而言，其值則與勵磁系統(tǒng)（磁路結構）有著很大的關系。一般可分為下述兩種情況。

對于三相五柱式、殼式變壓器和單相變壓器，由于零序磁通可以在鐵心中形成閉合回路，因此，零序勵磁電抗就等于正序勵磁電抗，且一、二次鋇9的漏抗與正序時相同。此時，各種組合方式下的零序阻抗值可以通過正序阻抗等值電路計算得出。

對于三相三柱式變壓器，由于零序磁通三相同相，所以零序磁通不可能在鐵心內形成閉合回路，只能穿過充油空間到油箱壁，再經充油空間返回到鐵心方可形成閉合回路。在這種情況下，由于零序磁通所遇到的磁阻很大，所以此時的零序勵磁電抗要比正序勵磁電抗小許多，其具體數(shù)值與繞組、鐵心和油箱壁的實際結構有著密切的關系。實際中，很難通過計算獲得。因此，這種類型變壓器的零序阻抗通常通過實測得到的。

由于變壓器繞組的聯(lián)結組對零序電流的流通有很大的影響，因此，聯(lián)結組的不同將直接影響零序阻抗的數(shù)值。以常見的聯(lián)結組Yyn和YNd為例，分析聯(lián)結組對零序阻抗的影響。

對于Yyn聯(lián)結，一次側為Y聯(lián)結，零序電流是無法流通的。此時，相當于開路，零序阻抗為無窮大。而二次側為yn聯(lián)結，零序電流可以通過中線形成回路。此時，相當于通路，零序阻抗是有一定數(shù)值的。

對于YNd聯(lián)結，二次側由于是d結，沒有中線，因此，從二次側三個進線端看進去，零序電流無法流通，相當于開路狀態(tài)，零序阻抗為無窮大。但在d結繞組中，零序電流可以流通并形成一個閉合回路。因而，從一次側看進去，零序電流是可以流通的，且二次側的d結繞組對零序電流處于短路狀態(tài)。此時，零序阻抗一般為正序阻抗五的0.8-1.0倍。