T3电工——电力安全数智化供电系统

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分裂变压器详解

2023-07-15 11:06:29

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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部分或者几部分。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，也可以在额定电压相同时并联运行，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部分之间，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。

按其结构，分裂变压器与普通变压器的区别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。

图1 分裂变压器线圈接线图

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、分裂变压器的基本要求

分裂变压器与普通变压器，按其结构看，几乎没有什么区别，其区别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，无论采取哪种结构方式，其分裂的二次绕组之间磁的耦合是比较弱的，因此，对分裂变压器的基本要求是：

1)低压绕组线圈分裂的几个部分与高压线圈的绝缘结构，要求有足够的电气强度；

2)低压线圈每一部分与高压线圈之间的阻抗值要相等；

3)使用时，低压线圈的每一部分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，具有相同额定电压的分裂线圈可以并联运行；

4)结构要简单，尽可能接近无分裂线圈变压器的结构。

当然，分裂变压器比起普通(无分裂)变压器(在相同容量、电压等级、调压范围及级数，总损耗和短路电压等情况下)相比，材料消耗较多(包括硅钢片、线圈用铜(铝)量等)，从而使变压器的成本有所增加。

四、分裂变压器的等值电路

三相绕组双分裂变压器，因为每相可看成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。

图2 星形等值电路

五、分裂变压器的特殊参数

1.当分裂绕组的几个分支并联成一个总的低压绕组对高压绕组运行时，称为穿越运行，此时变压器的短路阻抗称为穿越阻抗。

2.当低压分裂绕组的一个分支对高压绕组运行时，你为半穿越运行，此时变压器的短路阻抗称为半穿越阻抗。

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，此时变压器的短路阻抗称为分裂阻抗。

4.分裂阻抗与穿越阻抗之比称为分裂系数，它是分裂变压器的基本参数之一，一般为3——4。

5.三相双绕组双分裂变压器，每相有三个绕组：一个不分裂的高压绕组，它有两个支路，但总是并联的，实际上是一个绕组；两个相同的低压分裂绕组。故可以仿照三绕组变压器，得到由三个等值阻抗组成的等值电路。按照分裂阻抗的定义，分裂阻抗为两个分支之间的阻抗，它等于两分支短路阻抗之和，考虑到分裂绕组各分支排列的对称性，所以各分支短路阻抗相等，等于二分之一的分裂阻抗，等于二分之一分裂系数倍的穿越阻抗。穿越阻抗是两分支关联后对高压绕组间的阻抗，即穿越阻抗等于高压绕组的短路阻抗与分支短路阻抗的一半之和。所以有：高压绕组的短路阻抗等于穿越阻抗减去二分之一的分支短路阻抗；而分支短路阻抗等于二分之一分裂系数倍的穿越阻抗，所以高压绕组的短路阻抗又等于一减去四分之一倍的分裂系数，再乘以穿越阻抗。

六、分裂变压器的运行特性

由于分裂变压器有较大的电抗，因此大机组发电厂采用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馈电流，因受分裂绕组的限制，亦减少很多。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可靠性。