發布日期:2022-10-09 點擊率:43
當電路中存在三相負荷不平衡的問題時,對配電變壓器將會產生哪些影響,主要包括如下三個方面:
1、增加變壓器的損耗
變壓器的損耗包括空載損耗和負荷損耗,在正常情況下變壓器運行電壓基本不變,即空載損耗是一個恒量,而負荷損耗則隨變壓器運行負荷的變化而變化,且與負荷電流的平方成正比。
當三相負荷不平衡運行時,變壓器的負荷損耗可看成三只單相變壓器的負荷損耗之和。
從數學定理可知:假設a、b、c 3個數都大于或等于零,那么a+b+c≥3√abc 。
當a=b=c時,代數和a+b+c取得最小值:a+b+c=3√abc 。
因此,假設變壓器的三相損耗分別為:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負荷相電流,R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達式如下:
Qa+Qb+Qc≥3√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕
可知,變壓器的在負荷不變的情況下,當Ia=Ib=Ic時,即三相負荷達到平衡時,變壓器的損耗最小。
則變壓器損耗:
當變壓器三相平衡運行時,即Ia=Ib=Ic=I時,Qa+Qb+Qc=3I2R;
當變壓器運行在最大不平衡時,即Ia=3I,Ib=Ic=0時,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);
即最大不平衡時的變損是平衡時的3倍。
2、燒毀變壓器
上述不平衡時重負荷相電流過大(增為3倍),超載過多,越可能造成繞組和變壓器油的過熱。
變壓器的繞組過熱,絕緣老化就會加快;變壓器油過熱,引起油質劣化,迅速降低變壓器的絕緣性能,減少變壓器壽命(溫度每升高8℃,使用年限將減少一半),甚至燒毀繞組。
3、導致變壓器零序電流過大,局部金屬件溫升增高
在三相負荷不平衡運行下的變壓器,必然會產生零序電流,而變壓器內部零序電流的存在,在鐵芯中產生零序磁通,這些零序磁通會在變壓器的油箱壁或其他金屬構件中構成回路。
但是,配電變壓器設計時不考慮這些金屬構件為導磁部件,由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發熱,從而導致變壓器局部金屬件溫度異常升高,當問題嚴重時將會引起變壓器運行事故。
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