隔离变压器在电力系统中的应用

      摘要:隔离变压器是一种特殊变压器,因其一次侧与二次侧没有电的直接联系,只存在磁的联系且一次绕组与二次绕组匝数相同,变压变比为1:1,具有较高的安全性,因此在工业生产中的各个领域应用较为广泛。

　　关键词:隔离变压器;电力系统;应用

　　本文重点研究的是隔离变压器的工作机理及其与其它变压器的区别,并对其进行简单的介绍,使人们可以更深刻的认识隔离变压器。隔离变压器因其特殊性,在工作中具有较高的安全性,使之在工业生产中应用较为广泛,适用于工业或工矿企业机床和机械设备、医疗设备、整流电路、电焊机、大功率工业设备和通讯设备电源的控制电力、电源隔离之用。本文着重介绍其在电力系统中的应用。

　　变压器工作原理就是电磁感应。一般说有两组线圈,原边加交流电产生磁场,副边绕组在这个磁场作用下,产生感应电动势,接上负载就产生电流。原边绕组与副边绕组匝数不等所以能够改变电压。现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压时,流过电流,在铁芯中就产生交变磁通,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势。隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的,都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指变比为1:1的变压器,一次侧与二次侧绕组线圈匝数相等的变压器。

　　自耦变压器是自耦合变压器,变压器的副边是原边的一部分,类似于三端可调电阻。两个线圈是利用电流的忽大忽小的差来切割磁力线来变压的。变压器的输出和输入有直接电联系,一般用于对设备进行电压调整。电压互感器相当于一台降压变压器,使用时二次侧不能短路,并要可靠接地。电流互感器相当于一台升压变压器,使用时二次侧不能开路,并要可靠接地。电压互感器和电流互感器都是经过特殊设计的变压器,用来把大电压或大电流转化成较小的电压或电流以便于测量。隔离变压器故名思义,主要的作用是将用电设备和电网隔离开,用于安全性场合或者抗干扰要求的场合等用电设备和电源没有直接的电联系。

　　
　　电力系统运行的特点:

1、电能的生产和使用同时完成。

2、正常输电过程和故障过程都非常迅速。

3、具有较强的地区性特点。

4、与国民经济各部门关系密切。对电力系统运行的基本要求可以简单地概括为:“安全、可靠、优质、经济”。

　　保证运行人员和电气设备工作的安全,保证运行人员和电气设备工作的安全是电力系统运行的基本原则。这一方面要求在设计时,合理选择设备,使之在一定过电压和短路电流的作用下不致损坏;另一方面还应按规程要求及时地安排对电气设备进行预防性试验,及早发现隐患,及时进行维修。在运行和操作中要严格遵守有关的规章制度。

　下面就某电厂的电力系统具体说明隔离变压器在电力系统中的的应用。某电厂有三台发电机组,其中1#机从6kV并网线上网供矿6kVⅢ段用电,2#机组从35kV并网I线上网供矿35kVⅠ段用电,3#机从35kV并网II线上网供矿35kVⅡ段用电。6kV并网线直接向矿35kV变电所供电,采用消弧线圈进行补偿的方式,无法对系统电容电流自动进行跟踪补偿,无法满足安全要求。经多方调研、论证提出在6kV并网线上增加隔离变的意见。

　　从图1看出,6kV一段按两排开关柜布置,中间用母线桥连接,1#发电机和厂用变压器、母线互感器、避雷器以及与四段联络线电源开关均布置在图中下侧,而6kV直配线及6kV并网线并网开关柜均布置在图中上侧,根据现有布置,比较容易将图中上侧母线改造为隔离母线。

　　从改造后的6kV一段母线看,原6kV一段母线的所有功能除直配线供电、6kV并网线并网功能外,其他功能未变,同时增加了隔离变的电源开关。从新增加的6kV隔离母线看,具备了6kV并网线并网功能、直配线供电功能和母线防雷、计量功能。

　　在6kV并网线上增加隔离变后,1#、2#发电机电压母线仅有厂用电供电负荷,电容电流仅有2-3A,保证了发电机安全,达到设备的本质安全性要求。有效地降低发电机定子回路的单相接地电容电流,减少发电机出口侧(6kV厂用电母线)的短路电流以及系统侧3次谐波电流对发电机的影响。因此可以延长发电机使用寿命,减少发电机停机事故,提高发电机运行的可靠性。

　　参考文献

　　[1] 电力变压器手册. 机械工业出版社,2003.01
　　 电能系统基础.机械工业出版社,2001.12
　　 电力系统分析.中国电力出版社,2005.07