辐向分裂变压器
分裂变压器
分裂变压器与变通多绕组变压器不同之处：
• 它的低压绕组中，有一个或几个绕组分裂 成容量相等的几个支路，这几个支路无电 气上的联系，而有较弱的磁联系。 • 分裂绕组的额定容量与电压均相同，其额 定容量为高压绕组容量的一半。
分裂变压器的运行方式
• 分裂运行------低压分裂绕组运行高压绕组 不运行，高低压绕组间无穿越功率。分裂 阻抗。
• 并联运行------两低压分裂绕组并联运行且 高压绕组运行。穿越阻抗。
• 单独运行------任一低压绕组开路，另一低 压绕组与高压绕组运行。半穿越阻抗。
分裂变压器几种阻抗
设以分裂变压器额定容量为基准值的每个 分裂绕组阻抗（%）为Z，高压绕组阻抗为0， 则： 半穿越阻抗： Z 分裂阻抗： 2Z 穿越阻抗： ½*Z 分裂系数： 4
• • • •
分裂变压器特点
• 有效限制低压侧短路电流，可选轻型开关 设备，节省投资。
• 结构较复杂，价格较贵。 • 分裂变压器适用于两段负荷均衡，又需限 制短路电流的情况。如火电厂厂用电供电。T源自TG1G2
G1
G2
分裂电抗器
分裂电抗器的电抗
分裂变压器技术要求
四分裂变压器技术参数要求
要求：1、本变压器2台，一台油变，一台干变，采用轴向、辐向相结合的分裂方式；
2、需提供两种变压器的外形图纸及地脚安装图纸；
3、计算出低压绕组对高压绕组的穿越阻抗、每个500KV A的低压绕组对高压绕组的穿越阻抗、低压绕组之间的分裂阻抗、以及分裂系数；
4、计算出变压器的感性无功容量（KVar）。
双绕组变压器技术参数要求
要求：1、本变压器2台，一台非晶合金干变，一台常规干变；
2、需提供两种变压器的外形图纸及地脚安装图纸；
3、计算出变压器的感性无功容量（KVar）。
从变压器运行特性简述两种分裂变压器的特点
从变压器运行特性简述两种分裂变压器的特点作者：崔娜来源：《卷宗》2020年第06期摘要：分裂变压器正广泛运行于大型火电厂的厂用变压器，而通过其低压绕组的结构区分，分裂变压器主要有两种结构形式：辐向分裂变压器和轴向分裂变压器。
本文通过分裂变压器的特点和运行特性对两种结构的分裂变压器作一定比较。
关键词：分裂变压器;特性;运行分裂变压器是变压器中的一种特殊形式：一般的说它有一个高压绕组和两个分裂的低压绕组，分裂绕组的额定电压相同，他们的总容量等于变压器的总容量。
它的低压绕组之间没有电气上的联系，而仅有很少的磁的联系。
低压绕组分裂后，可大大地增加高压绕组与低压绕组两个分裂部分之间，及低压绕组之间的短路阻抗值，这对限制电网的短路电流，节省投资有着很大的实际意义，因而分裂变压器正在电力工业中被广泛采用。
1 分裂变压器的基本要求是1）低压绕组的每一部分可分别接到发电机或电动机上，且可同时运行，也可单独运行。
2）低压绕组的每一部分与高压绕组之间的阻抗值要相同。
轴向分裂变压器的主要结构是铁心—稳压绕组—低压绕组—高压绕组—调压绕组。
低压绕组由相同的线圈分上下两部分套在同一个硬纸板筒上，由于相对铁心及高压绕组的距离一致，保证了高压绕组与低压绕组两部分的各分接的阻抗值、损耗值均相同。
（低压绕组接线原理图见附图一）辐向分裂变压器把低压绕组辐向分为两部分。
为保证高压绕组与低压绕组两部分的阻抗值相同，旺旺将调压绕组放在低压绕组Ⅰ和高压绕组之间。
其主要结构是铁心—稳压绕组—低压绕组—调压绕组—高压绕组—低压绕组。
（低压绕组接线原理图见附图二）以上的两种结构决定了在额定分接短路阻抗相同的情况下，辐向分裂变压器高压绕组对低压绕组Ⅰ和Ⅱ极限分接的阻抗不同，损耗也不可能一致。
按有关规定：高温、高压电厂的厂用母线最低电压为母线电压的65%，根据理论分析和运行经验，只要分裂系数大于2.11时，当一个分段上发生短路时，另一分段上的母线电压最低时也不会低于65%。
分裂变压器知识
分裂变压器的特点及运行随着电力工业的发展，发电机单机容量日趋增大，从而使厂用负荷增加，要求其厂用变压器的容量增大。
同时，由于目前一般都采用轻型的厂用断路器，出于安全和经济上的考虑，又要求厂用容量，特别是短路容量要小，厂用接线尽可能的简单可靠，为了减少短路电流，合理地选择轻型电器，可选择计算阻抗较大的接线和运行方式，在发电厂厂用电接线中，厂高变采用低压分裂绕组变压器，由于分裂绕组变压器在正常和低压侧短路时其电抗值不同，从而起到限制短路电流的效果。
在国外，从40年代末期就开始研究和制造这种分裂线圈变压器。
根据国外运行经验，采用分裂线圈变压器以增大变压器的阻抗值，是限制短路电流切实可行的方法，而且在经济上也是合理的。
所以国外目前已经得到普遍推广，有的国家已定出国家标准，进行系列成套生产。
英国已制造出容量为880 MVA的三相分裂线圈变压器，作为水电站的升压变压器用。
所以三相分裂线圈变压器不仅可以作为厂用变压器，也可作为主变压器。
目前分裂线圈变压器在我国已开始生产和应用，在某些发电厂和变电所已采用分裂线圈变压器作为主变压器，不少大型发电厂中采用分裂线圈变压器作为厂用变压器。
由于这种变压器的运行时间还短，运行经验较少，同时我国还没有系列生产这种变压器。
以厂用电供电为例，说明其三绕组分裂变压器的特点以及对系统运行的影响。
1三相分裂绕组变压器的特点 分裂变压器是多绕组变压器中的一种特殊形式，和普通多绕组变压器不同点在于：它的低压绕组中有一个或几个绕组分裂成额定容量相等的几个支路，这几个支路没有电气上的联系，而仅有较弱的磁的联系。
在电力系统中，用得比较多的是双绕组双分裂变压器，它有一个高压绕组和两个分裂的低压绕组，分裂绕组的额定电压和额定容量相同，它们的总容量等于变压器的总容量。
低压线圈分裂后，可以大大地增加高压线圈与低压线圈各分裂部分之间，以及低压线圈分裂后的各部分之间的短路阻抗值，这对限制网络的短路电流，节省建设投资与占地面积有着一定的实际经济意义，因而分裂变压器正在电力工业中被广泛采用。
分裂变压器的优缺点及主要作用
分裂变压器的优缺点及主要作用分裂变压器正常的电能传输仅在高、低压绕组之间进行，而在故障时则具有限制短路电流的作用。
几个分支容量相同，额定电压相等或接近，可以单独运行或并联运行，可以承担相同或不同负载。
什么是分裂变压器？变压器的高压侧只有一个绕组，而低压侧有两个电压相同、阻抗相同、容量相同、接线组别相同的绕组，从高压绕组到低压绕组之间的阻抗较小，但是两个低压绕组之间的阻抗很大。
主要用于向大型发电机厂用电供电，两台互相备用的电机可以接在两个低压绕组上，由于两个低压绕组之间的阻抗很大，所以互相之间的影响也比较小。
如果一个低压绕组故障，另一个低压绕组还能继续运行。
分裂变压器的优缺点与普通变压器相比，分裂变压器有如下特点：（1）限制短路电流的作用显著。
当分裂绕组一个支路短路时，短路电流经过半穿越阻抗。
半穿越阻抗等于高压绕组和一个分支短路阻抗之和，等于一加上四分之一倍的分裂系数，乘以穿越阻抗。
也就是说半穿越阻抗比穿越阻抗大了四分之一分裂系数倍的穿越阻抗，也就是比普通变压器的短路阻抗大，所以短路电流小。
（2）有利于电动机自起动条件的改善。
分裂变压器的穿越阻抗比普通变压器的短路阻抗小，所以流过起动电流时变压器的电压降要小些，允许电动机起动容量大些。
（3）当分裂绕组一个支路发生短路故障时，另一个支路的母线电压降很小，即残压较高，这是分裂变压器的主要优点。
分裂变压器的主要缺点是造价较高。
分裂变压器的作用分裂变压器的主要作用如下：（1）当两台发电机通过一台分裂变压器向系统送电时，分裂变压器的分裂阻抗有效地增大了两台发电机之间的阻抗，从而达到减少短路电流的目的。
（2）当采用一台分裂变压器分成两个分支向两段独立母线供电时，分裂阻抗也使两段母线之间具有较大的阻抗，以减小母线短路时的互相影响。
分裂变压器多用作200MW以上的大机组的厂用变压器。
在大型光伏工程中经常见到分裂变压器的身影，对于对这个设备了解不是太多的人来说见到它几乎习以为常，但对于设计人员来说考虑短路情况的发生，在当一个支路发生短路时，除能有效地限制短路电流外，还能使另一支路电压保持一定水平，不致影响用户的运行。
裂相变压器原理
裂相变压器原理裂相变压器原理裂相变压器，又称变压器变减裂相阻，是一种在变压器上加装一种特殊的相位变化装置的变压器。
其原理是在变压器上加装一个分裂相位装置，将该变压器分裂成两个不同相位相异的变压器，通过在变压器二次侧引入一个电阻，将扼流圈分成两段，使两段扼流圈分别与两个变压器的二次侧串联，同时使两段扼流圈的电流方向相反，用以消除负载端感应电动势。
裂相变压器可实现3种输出：相角差为30°的两相输出、相角差为60°的三相Y输出和相角差为60°的三相△输出。
以下是裂相变压器的原理及应用。
1.原理在传统的变压器中，交流电压的正弦波形在一次侧的绕组上产生，通过铁芯的磁场感应作用在二次侧的绕组上产生输出电压。
而在裂相变压器中，实现了将一次侧绕组裂成两端，引入了一个装有电阻的扼流圈，两段扼流圈的电流方向相反，使得二次侧分别输出两相异相的电压，即分裂相位变压器的基本原理。
以分裂相位一次两相二次为例，首先在一次侧分裂成两端，两端绕组铭板连接的线号交错排列，通过每段绕组上的电流，产生步进的磁通，使得铁核上磁通密度的变化一步步从上到下传递。
在二次侧，同样分裂成两段，引入两个扼流圈，扼流圈1和扼流圈2上的电流方向相反，通过两个变压器分别感应每段绕组上的磁通，产生2相异相的输出电压。
这进一步表明了，裂相变压器的作用是通过分裂变压器的绕组，引入一个分裂相位装置，使变压器变成了两个不同相位相异的变压器，用于消除负载端感应电动势。
在操作过程中，通过控制磁通的交替，以使得输出电压与输入电压保持稳定的关系，达到变压器的功率传递效果。
2.应用裂相变压器广泛应用于电力系统的交直变换和电机的调速，也被用于调节无源功率因数和激励发生器的调节。
裂相变压器在以下几个方面具有特殊的应用价值：1.源电阻调节时，通过释放更多的电流并在负载电路中刻意引入大阻抗，来改善电机的功率因数。
2.动态负载改变时，裂相变压器可以实现负载侧的谐波消除，提高电网的质量因数，使电路的失真率降低。
分裂变压器剖析课件
整体测试
对装配好的变压器进行电 气性能测试，确保符合设 计要求。
05
分裂变压器的性能测试与评估
空载性能测试
空载电流测试
测量变压器在无负载情况下的电 流，以评估其电气性能。
空载损耗测试
测量变压器在无负载情况下的能量 损耗，以评估其效率。
空载电压测试
测量变压器在无负载情况下的电压 ，以评估其电压调节能力。
负载性能测试
负载电流测试
测量变压器在规定负载下的电流 ，以评估其带载能力。
负载损耗测试
测量变压器在规定负载下的能量 损耗，以评估其效率。
电压调节特性测试
测量变压器在不同负载下的电压 调节能力，以评估其稳定性。
温升性能测试
环境温度测试
测量变压器周围的环境温度，以评估其对环境温 度的适应性。
温升测试
分裂变压器剖析课件
目 录
• 分裂变压器的定义与工作原理 • 分裂变压器的应用场景 • 分裂变压器的设计要点 • 分裂变压器的制造工艺 • 分裂变压器的性能测试与评估 • 分裂变压器的常见故障与维护
01
分裂变压器的定义与工作原理
定义与工作原理
定义
分裂变压器是一种特殊类型的变压器，它具有两个或更多的 独立绕组，这些绕组被分裂成两个或更多的部分，以实现特 定的电气和机械性能。
和导线规格。
铁芯
铁芯是分裂变压器的磁路，它 由硅钢片叠装而成，用于传递 磁通。
油箱
油箱是分裂变压器的外壳，内 部装有变压器主体和其他附件 。
冷却系统
为了确保变压器正常运行，通 常配备有冷却系统，如散热器
或油泵。
工作特性
独立调整
灵活性高
由于分裂变压器的二次绕组被分裂成多个 部分，因此每个部分的电压和电流可以独 立调整，以满足不同的负载需求。
2MW四分裂变压器技术方案
四分裂变器技术方案结构方案概述：目前我公司在光伏变压器方面主要有两种结构：一种是轴向结构、另外一种是幅向结构。
此光伏产品由于低压有四个电压，我方综合考虑后，采用轴向、辐向分裂相结合的结构，具体原因分析如下：①若单一的采用轴向分裂式，变压器高度很高，会大大加大运输成本及箱变的外壳的成本。
②若单一的采用幅向结构，单个线圈的直径将会很大，变压器的尺寸也会很大，此外由于工艺方面的限制，可能很难绕制直径很大的线圈。
综上所述，故采用轴向、幅向相结合的方式，此方式可降低变压器的整体尺寸，且工艺方面也较容易实现。
此结构的四个线圈之间没有电的联系，而仅有较弱的磁联系，四个分裂线圈可以单独运行，也可以并联运行，低压线圈轴向分裂后，可以大大地增加高压线圈与低压各分裂线圈之间的短路阻抗，从而很好地限制网络的短路电流，提高供电网络的安全性。
1、低压箔式多层圆筒、幅向轴向相结合的结构1）低压线圈为轴向分裂与幅向分裂相结合的方式，上、中、下分别出线，且各设一散热气道，低压线圈利用同一内模分开绕制，使得线圈内、外径尽量相同，气道内外尺寸相同，确保单组阻抗的平衡及散热要求。
2）设多层散热气道，确保散热要求。
3）采用高纯度圆边箔与F级绝缘材料紧密绕制，经高温固化成形。
低压线圈在德国STOLLBERG公司的低压箔式绕线机上进行，该设备是STOLLBERG公司的最新产品，全自动控制，具有恒张力、去毛刺和自动纠偏等功能。
最终形成一个坚固的整体，保证线圈具有极强的抗短路性能及过载能力。
4）单张箔绕制，操作简单，绕制过程基本不存在潜在质量风险。
5）电密选取，考虑到谐波对线圈温升的影响，低压线圈设计时选取较低的电流密度。
2、高压线绕式多层分段圆筒结构1) 采用多层分段圆筒式，降低了变压器匝间、层间、及段间的场强，使线圈中各部位的场强分布均匀，无局部场强过强情况。
采用多层分段圆筒式，具有良好的耐过电压冲击特性。
雷电冲击过电压及操作过电压通过线端加入到变压器上后，由于变压器线圈的纵向电容大，冲击电压在层间及匝间均是基本上呈线性分布的，加上环氧树脂复合绝缘材料极强的抗压能力（击穿电压35～40KV /mm）,使得变压器呈现出了对雷电冲击过电压的极强承受能力。
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SFF10-31500/15.75厂高变 技术参数
技术参数 初步设计值
型
号
SFF10-31500/15.75
31.5/20-20 MVA 15.75±2×2.5/6.3–6.3 kV D d0-d0 17% （31.5MVA下） 23 kW 155 kW
容量组合 电压组合 联结组别 半穿越阻抗 空载损耗 负载损耗
SFFZ10-31500/115启备变 技术参数
技术参数 初步设计值
型
号
SFFZ10-31500/115
31.5/20-20 MVA 115±8×1.25/6.3–6.3 kV YN d11-d11 18.5% （31.5MVA下） 30 kW 146 kW
容量组合 电压组合 联结组别 半穿越阻抗 空载损耗 负载损耗
辐向分裂变压器基本结构介绍
线圈分裂方式：
线圈绕组采用幅向分裂结构来达到低压分裂结构 线圈依次排列为：铁芯柱—低压线圈Ⅰ--调压线圈--高
压线圈—低压线圈Ⅱ
提高变压器抗短路能力的措施
电气计算方面：
降低绕组电流密度 加大导线截面，降低导线应力 合理排布，使绕组间安匝平衡分布最好，降低短路电 动力计算值到最小程度。
分裂变压器的优点（续）
优于限流电抗器
为限制6~10kV配电网的短路电流，目前都采用限 流电抗器的形式，采用分裂绕组变压器比采用限流电 抗器在技术和经济上都较为有利。
分裂变压器的分类
轴向分裂变压器
该结构变压器为我 公司早期的设计结构
辐向分裂变压器 具有更高的可靠 性，大幅度提高变压 器的抗短路能力
全穿越阻抗
两个低压绕组并联运行时，高低压绕组间的阻抗
分裂阻抗
两个低压绕组之间的短路阻抗 低压绕组间仅有磁的耦合，没有电的直接联系
分裂变压器的优点
正常运行情况
两个分裂绕组的负载相同或并列运行时，相当于 普通的双绕组变压器，这种运行方式下的电能损失和 电压降与普通双绕组变压器相当。
分裂变压器的优点（续）
辐向分裂变压器
西安西电变压器有限责任公司
分裂变压器的分裂系数
分裂阻抗与穿越阻抗之比，称为分裂系数K 两个分裂绕组间的电磁耦合特性。 K值越大，两个分裂绕组间的电磁耦合越弱， 犹如两台彼此独立的单绕组变压器； K值越小，两个分裂绕组间的电磁耦合越强
分裂变压器的阻抗
半穿越阻抗
低压分裂绕组，分别对高压绕组的阻抗
事故情况
其中一个分裂绕组所供线路发生短路故障时，该 分支的短路电抗较大，限制了电网的短路电流，可选 用较小容量的轻型断路器。同时，另一个分裂绕组仍 是保持较高的电压继续供电。
分裂变压器的优点（续）
运行灵活，安全可靠
低压有两个分裂绕组，有两个电源引出，可以 接到两段母线上。调ห้องสมุดไป่ตู้运行灵活，提高供电安全可靠 性，且有利于母线设备检修。
提高变压器抗短路能力的措施 （续）
结构设计、工艺制造方面：
一、铁心结构 二、器身结构 三、铁心与油箱强力定位 四、采用幅向分裂结构 五、器身整体组装，恒压干燥 六、压钉采用弹簧压钉
辐向分裂变压器的优点
分裂系数较大 可保证两个低压不平衡运行，甚至单臂 运行