分裂變壓器

分裂式繞組變壓器是指每相由一個高壓繞組與兩個或多個電壓和容量均相同的低壓繞組構成的多繞組電力變壓器。分裂變壓器正常的電能傳輸僅在高、低壓繞組之間進行，而在故障時則具有限制短路電流的作用。幾個分支容量相同，額定電壓相等或接近，可以單獨運行或並聯運行，可以承擔相同或不同負載。當某一個低壓繞組上所連線的負荷或電源發生故障時，其餘低壓繞組仍能正常運行。各分裂繞組之間沒有電的聯繫，磁的耦合也相對較弱。分裂支路之間應具有較大的阻抗，而分裂路與不分裂繞組之間應具有相同的阻抗。

基本介紹

• 中文名：分裂變壓器
• 外文名：Split transformer
• 優點：故障時則具有限制短路電流的作用
• 作用：增大阻抗、減少短路
• 缺點：造價高

簡介

通常把低壓繞組作為分裂繞組，分裂成兩個或三個支路，線端標誌為小寫字母加數字。不分裂的高壓繞組由兩個並聯支路組成，線端標誌不變。

各分裂繞組的總容量就是該分裂變壓器的額定容量。具有兩個低壓繞組的分裂變壓器通常稱為雙分裂變壓器，其低壓繞組的布置方式有輻（徑）向分裂和軸向分裂兩種。

參數和等值電路

當分裂繞組的幾個分支並聯成一個總的低壓繞組對高壓繞組運行時，稱為穿越運行，此時變壓器的短路阻抗稱為穿越阻抗。

當低壓分裂繞組的一個分支對高壓繞組運行時，稱為半穿越運行，此時變壓器的短路阻抗稱為半穿越阻抗。

當分裂繞組的一個分支對另一個分支運行時，稱為分裂運行，此時變壓器的短路阻抗稱為分裂阻抗。

分裂阻抗與穿越阻抗之比稱為分裂係數，它是分裂變壓器的基本參數之一，一般為3——4。

三相雙繞組雙分裂變壓器，每相有三個繞組：一個不分裂的高壓繞組，它有兩個支路，但總是並聯的，實際上是一個繞組；兩個相同的低壓分裂繞組。故可以仿照三繞組變壓器，得到由三個等值阻抗組成的等值電路。

按照分裂阻抗的定義，分裂阻抗為兩個分支之間的阻抗，它等於兩分支短路阻抗之和，考慮到分裂繞組各分支排列的對稱性，所以各分支短路阻抗相等，等於二分之一的分裂阻抗，等於二分之一分裂係數倍的穿越阻抗。

穿越阻抗是兩分支關聯後對高壓繞組間的阻抗，即穿越阻抗等於高壓繞組的短路阻抗與分支短路阻抗的一半之和。所以有：

高壓繞組的短路阻抗等於穿越阻抗減去二分之一的分支短路阻抗；而分支短路阻抗等於二分之一分裂係數倍的穿越阻抗，所以高壓繞組的短路阻抗又等於一減去四分之一倍的分裂係數，再乘以穿越阻抗。

下圖為軸向雙繞組雙分裂變壓器繞組布：

特點

與普通變壓器相比，分裂變壓器有如下特點：

（1）限制短路電流的作用顯著。當分裂繞組一個支路短路時，短路電流經過半穿越阻抗。半穿越阻抗等於高壓繞組和一個分支短路阻抗之和，等於一加上四分之一倍的分裂係數，乘以穿越阻抗。也就是說半穿越阻抗比穿越阻抗大了四分之一分裂係數倍的穿越阻抗，也就是比普通變壓器的短路阻抗大，所以短路電流小。

（2）有利於電動機自起動條件的改善。分裂變壓器的穿越阻抗比普通變壓器的短路阻抗小，所以流過起動電流時變壓器的電壓降要小些，允許電動機起動容量大些。

（3）當分裂繞組一個支路發生短路故障時，另一個支路的母線電壓降很小，即殘壓較高，這是分裂變壓器的主要優點。

分裂變壓器的主要缺點是造價較高。

主要套用

分裂變壓器的主要套用有兩個：

（1）當兩台發電機通過一台分裂變壓器向系統送電時，分裂變壓器的分裂阻抗有效地增大了兩台發電機之間的阻抗，從而達到減少短路電流的目的。

（2）當採用一台分裂變壓器分成兩個分支向兩段獨立母線供電時，分裂阻抗也使兩段母線之間具有較大的阻抗，以減小母線短路時的互相影響。

分裂變壓器多用作200MW以上的大機組的廠用變壓器。

分裂變壓器的基本要求

分裂變壓器與普通變壓器，按其結構看，幾乎沒有什麼區別，其區別僅僅是在各鐵芯柱上的低壓圈線本身．沒有串聯或並聯而將其始端和終端各自引出，無論採取哪種結構方式，其分裂的二次繞組之間磁的耦合是比較弱的，因此，對分裂變壓器的基本要求是： 

1)低壓繞組線圈分裂的幾個部分與高壓線圈的絕緣結構，要求有足夠的電氣強度； 

2)低壓線圈每一部分與高壓線圈之間的阻抗值要相等； 

3)使用時，低壓線圈的每一部分可分別接到發電機或電動機上，且可同時運行，也可單獨運行，具有相同額定電壓的分裂線圈可以並聯運行； 

4)結構要簡單，儘可能接近無分裂線圈變壓器的結構。 

當然，分裂變壓器比起普通(無分裂)變壓器(在相同容量、電壓等級、調壓範圍及級數，總損耗和短路電壓等情況下)相比，材料消耗較多(包括矽鋼片、線圈用銅(鋁)量等)，從而使變壓器的成本有所增加。