變壓器的一次側(cè)接在電力網(wǎng)上,由于電網(wǎng)電壓會因種種原因發(fā)生波動,因此變壓器的二次電壓也會相應(yīng)地波動,從而影響用電設(shè)備的正常運行;接在變壓器二次側(cè)的負(fù)載,由于用電設(shè)備負(fù)荷的大小或負(fù)荷功率因數(shù)的不同,也會影響變壓器二次電壓的變化,給用電設(shè)備的正常運行帶來影響。因此需要變壓器應(yīng)有一定的調(diào)壓能力以適應(yīng)電力網(wǎng)運行及用電設(shè)備的需要。
一、變壓器調(diào)壓的原理
變壓器調(diào)壓的原理是改變繞組的匝數(shù),也就是改變變壓器一、二次側(cè)的電壓比。根據(jù)變壓器的工作原理,當(dāng)忽略變壓器的內(nèi)部阻抗壓降時,則有U1/U2=N1/N2=K。式中U1、U2分別為變壓器一、二次端電壓;N1、N2分別為變壓器一、二次繞組的匝數(shù);K為變壓器的變壓比。
變壓器分接頭在一次側(cè),改變變壓器一次繞組的匝數(shù),其變壓比K也隨之改變,又由于U2=U1/K,因此二次電壓也就發(fā)生了變化,這就起到了調(diào)壓的作用。
二、變壓器的調(diào)壓方式
變壓器的調(diào)壓方式可分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。
1、無勵磁調(diào)壓
1)一般小型電力變壓器大多是無勵磁調(diào)壓分接開關(guān),需要調(diào)節(jié)時必須首先停電。以10kV變壓器為例,它有三個檔位,I檔:10.5kV,400V;II檔:10kV,400V;III檔:9.5kV,400V??芍斎腚妷阂欢〞r,I檔輸出電壓低,III檔輸出電壓最高。
2)當(dāng)變壓器輸出電壓低于允許值時,把分接開關(guān)位置由Ⅰ檔調(diào)到Ⅱ檔,或由Ⅱ檔調(diào)到Ⅲ檔,反之則相反。即“低往低調(diào),高往高調(diào)"。“低往低調(diào)"是一次繞組減少,變壓比減小,電源電壓不變,二次電壓變高?!案咄哒{(diào)"是一次繞組匝數(shù)增加,電源電壓沒變,變壓比增大,二次電壓變低。
3)打開變壓器分接開關(guān)罩蓋,旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄到所需的檔位。調(diào)整無勵磁分接開關(guān)時,一般應(yīng)將分接開關(guān)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)動三個循環(huán),以消除觸頭上的氧化膜及油污,然后正式變換分接開關(guān)。
4)調(diào)整分接開關(guān)后,應(yīng)測量變壓器三相繞組的直流電阻(1600kVA及以下三相變壓器,各相測得直流電阻值的相互差值應(yīng)小于平均值的 4%,線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%;1600kVA 以上三相變壓器,各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%,線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的1%),檢查鎖緊位置,然后蓋上罩蓋。還應(yīng)將分接開關(guān)變換情況做好記錄并報告調(diào)度部門。
2、有載調(diào)壓
1)有載調(diào)壓變壓器有兩種型式:一是本身具有調(diào)壓繞組的有載調(diào)壓變壓器;另一種是帶有加壓調(diào)壓器的有載變壓器。具有調(diào)壓繞組的有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓繞組帶有分接頭切換裝置,可在有負(fù)荷時通過切換裝置切換分接頭。
2)有載調(diào)壓分接開關(guān),在變換分接過程中可采用電抗或電阻過渡,以限制其過渡時的循環(huán)電流,因此有電抗式和電阻式之分。
(1)電抗式的特點是如果電抗器是按連續(xù)工作設(shè)計的,則在變換分接過程中可以停留在跨接兩個分接頭的位置工作,在所需要的調(diào)壓級數(shù)相同的情況下,使變壓器線圈的分接頭個數(shù)減少一半;同時,即使分接開關(guān)操作機構(gòu)的供電電源在過渡過程的任意位置時發(fā)生故障,變壓器仍能繼續(xù)運行。但過渡時循環(huán)電流的功率因數(shù)較低,切換開關(guān)電弧觸頭的電壽命較短;由于用了電抗器,使變壓器的體積增大、制造成本較高。
(2)電阻式的特點是過渡時間較短,循環(huán)電流的功率因數(shù)為1,切換開關(guān)電弧觸頭的電壽命可由電抗式的1~2萬次提高到10~20萬次。但由于電阻是短時工作的,操作機構(gòu)一經(jīng)操作,必須連續(xù)完成。若由于機構(gòu)不可靠而中斷,停留在過渡位置,將使電阻燒損而造成事故。如果選用設(shè)計合理的機構(gòu)和優(yōu)質(zhì)材料,這個問題是可以解決的。
3)有載調(diào)壓分接開關(guān)由切換開關(guān)、選擇開關(guān)和操作機構(gòu)等部分組成。
(1)切換開關(guān)是專門承擔(dān)切換負(fù)載電流的部分,它的動作是通過快速機構(gòu),按一定程序快速完成的。
(2)選擇開關(guān)是按分接順序,使相鄰的即刻要換接的分接頭預(yù)先接通,并承擔(dān)連續(xù)負(fù)載的部分。它的動作是在不帶電的情況下進(jìn)行的。為滿足這一要求,選擇開關(guān)又分為單數(shù)的雙數(shù)的,兩者分步動作。為了增大調(diào)壓范圍,有時選擇開關(guān)可帶有一個或幾個范圍開關(guān),聯(lián)接成正反調(diào)壓、粗細(xì)調(diào)壓等以增加調(diào)壓級數(shù)。
(3)切換開關(guān)和選擇開關(guān),兩者總稱為開關(guān)本體,一般都安裝在變壓器油箱內(nèi)。切換開關(guān)在切換負(fù)荷電流時產(chǎn)生電弧,會使油質(zhì)劣化,因此必須裝在單獨的絕緣筒內(nèi),使之與變壓器油箱分開。
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