现有一变压器10kv/400v,低压侧在ME开关显示电流有三相不平衡现象,三相电流运行时分别为:2800,3000,2700A左右,变压器是3150kva,负载都是三相异步电机,没有单相负载。
注:在降压变压器中,三相不均衡的现象非常常见,并且全部是中间一相功率较大,请分析下原因。
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三相不平衡的原因:
1、 绕组匝间短路引起。此种故障多为变压器过负载或绝缘降低造成,出现匝间短路时,变压器输出电压异常,有时会有过热和声音异常的现象伴随。
2、 分接开关档位不正确引起。分接开关是用来调节电压的,如果档位不正确,不能与实际的电压相匹配,会引起输出电压的过高或过低。
3、 三相负荷不平衡造成。如果变压器二次的三相负荷不平衡,会造成变压器的三相电压变化,输出电压异常,严重时,出现相电压升高1.732倍。
4、 高压侧出现缺相。高压侧出现缺相,会引起低压侧输出电压的严重不平衡,甚至造成低压设备损坏,高压缺相的原因很多,但一般都是由于检修不到位等原因造成接线部分烧坏或老上级线路故障造成 的。
可能原因有以下几点
1、三相负载不平衡引起中性点位移,使三相电压不平衡。
2、系统发生铁磁谐振,使三相电压不平衡。
3、绕组局部发生匝间短路和夹层短路,造成三相电压不平衡。
产生危害有以下几点
1. 对配电变压器的影响
(1)三相负荷不平衡将增加变压器的损耗:
当三相负荷不平衡运行时,变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。
(2)三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果。
(3)三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大,局部金属件温升增高。
2. 对高压线路的影响
(1)增加高压线路损耗
(2)增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命.
3. 对配电屏和低压线路的影响
(1)三相负荷不平衡将增加线路损耗
(2)三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果.
4. 对供电企业的影响
供电企业直管到户,低压电网损耗大,将降低供电企业的经济效益,甚至造成供电企业亏损经营。
变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏,一方面增大供电企业的供电成本,另一方面停电检修、购货更换造成长时间停电,少供电量,既降低供电企业的经济效益,又影响供电企业的声誉。
5. 对用户的影响
三相负荷不平衡,一相或两相畸重,必将增大线路中的电压降,降低电能质量,影响用户的电器使用。
变压器的损害,会影响用户供电,轻则带来不便,重则造成较大的经济损失,如停电造成养殖的动植物死亡,或不能按合同供货被惩罚等。中性线烧断还可能造成用户大量低压电器被烧毁的事故。
3150KVA-10KV/0.4KV降压变压器低压电流较大,EM-系列空气断路器进出线(母排)排列紧凑,电流互感器距离很近。普通电流表普遍采用LMZJ1-0.5 等母线型穿心式电流互感器,互感器的二次电流是从一次电流(母排)的交变磁场感应来的,而二次电流同样也会产生一个交变磁场,这一磁场的一部分磁力线在延铁心与一次电流的磁场反向运动(抵消),而另一部分会与相邻的闭合导体交链而产生感应电流。B相与两个电流互感器相邻,所以B相的二次电流略大---表计略大,其实并不是B相一次电流大。至于A C两相的不相等;是因为三相负荷的不完全对称。即使是电动机负荷也会因无功补偿等因素而不完全对称。
在三相电力/配电变压器的铁芯结构上,为节省硅钢片材料和减少电力设备体积,变压器铁芯窗口是呈现倒下的“日”字形结构,二个边柱的铁芯比中柱的铁芯的漏磁要稍大一些,也就是说客观上磁路不是完全密闭的,所以,在电-磁-电的转换中,中间相的输出电压和端部感应静电都高;与此相类似,中间相的电流也会大些,从而造成中间一相负担的功率较大,但不管怎样只要二次侧输出电压的电压调整率不超过规定值(-5%—+10%)即可。当变压器电压和容量等级较高时,很多变压器也不得不在增加2个边柱,即形成三芯柱套包、两边柱辅助铁芯的结构,也是基于力图改善漏磁效应,防止三相负载不均衡的现象。
事实上,按照电力部门日常运行的经验,10KV电力线路入户高压侧跌落式熔断器也都是中间相最易出现跌落熔断现象,在客观上也佐证了上述观点。