分裂变压器是一种特殊的电力变压器,它的低压绕组被设计成不直接电气连接,但在磁路上有松散耦合的两个或多个部分。这种设计的主要目的是为了限制电力系统中的短路电流,提高电力网络的稳定性。在分裂变压器中,低压线圈被分成相等或近似相等容量的两个或更多部分,它们之间没有电连接,只有通过磁路的弱耦合。分裂变压器的低压线圈各部分可以独立运行,也可以在相同额定电压下并联运行。
在结构上,分裂变压器与普通变压器的区别在于低压线圈不是串联或并联,而是将始端和终端分开引出,形成独立的支路。分裂变压器通常有多种接线方式,例如在图1中展示的Y/Δ-Δ-11-11接线方式,高压线圈呈星形连接,而两个分裂的低压线圈则呈三角形连接。尽管分裂变压器在结构上更复杂,但基本要求保持不变:低压绕组各部分的电气绝缘强度需足够,各部分与高压线圈之间的阻抗应相等,低压线圈的各个部分能够独立或并联运行,并且尽可能接近无分裂线圈变压器的构造。
分裂变压器的等值电路可以使用三相绕组双分裂变压器的星形等值电路来表示,如图2所示。在运行中,根据不同的连接方式,可以有穿越运行、半穿越运行和分裂运行三种模式,分别对应不同的短路阻抗:穿越阻抗、半穿越阻抗和分裂阻抗。分裂系数是衡量这些阻抗关系的重要参数,通常介于3到4之间,表示分裂阻抗与穿越阻抗的比值。
分裂变压器在运行特性方面有显著优势,尤其是在大型发电厂中用作厂用变压器和起动变压器。由于其较大的电抗,分裂变压器能够显著限制短路电流,提高系统的短路稳定性。当一个分支短路时,供给的短路电流受到半穿越电抗的影响,比传统变压器小。此外,由于分裂绕组的反馈电流受限,母线电压降低的程度也较小,提高了厂用电源的可靠性。如果一个分支发生故障或电动机自启动,另一个分支的电压和负载供应基本不受影响,增加了电力供应的稳定性。
复习题解答:
1、分裂变压器是一种将低压绕组分裂成两个或多个独立电路上但在磁路上松散耦合的变压器,旨在限制短路电流并提高电力系统的稳定性。
2、分裂变穿越运行是指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,此时变压器的短路阻抗被称为穿越阻抗。