西門子SITOP電源模塊6EP3437-8SB00-0AY0

變壓器并列運(yùn)行的條件

       變壓器是電力網(wǎng)中的重要電氣設(shè)備，由于連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)，為了使變壓器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及提高供電的可靠性和靈活性，在運(yùn)行中通常將兩臺(tái)或以上變壓器并列運(yùn)行。變壓器并列運(yùn)行，就是將兩臺(tái)或以上變壓器的一次繞組并聯(lián)在同一電壓的母線上，二次繞組并聯(lián)在另一電壓的母線上運(yùn)行。其意義是：當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，并列運(yùn)行的其它變壓器仍可以繼續(xù)運(yùn)行，以保證重要用戶的用電；或當(dāng)變壓器需要檢修時(shí)可以先并聯(lián)上備用變壓器，再將要檢修的變壓器停電檢修，既能保證變壓器的計(jì)劃?rùn)z修，又能保證不中斷供電，提高供電的可靠性。又由于用電負(fù)荷季節(jié)性很強(qiáng)，在負(fù)荷輕的季節(jié)可以將部分變壓器退出運(yùn)行，這樣既可以減少變壓器的空載損耗，提高效率，又可以減少無(wú)功勵(lì)磁電流，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
    變壓器并列運(yùn)行理想的運(yùn)行情況是：當(dāng)變壓器已經(jīng)并列起來(lái)，但還沒有帶負(fù)荷時(shí)，各臺(tái)變壓器之間應(yīng)沒有循環(huán)電流；同時(shí)帶上負(fù)荷后各臺(tái)變壓器能合理地分配負(fù)荷，即應(yīng)該按照它們各自的容量比例來(lái)分擔(dān)負(fù)荷。因此，為了達(dá)到理想的運(yùn)行情況，變壓器并列運(yùn)行時(shí)必須滿足下面一個(gè)條件：
    (1)各臺(tái)變壓器的電壓比(變比)應(yīng)相同
    (2)各臺(tái)變壓器的阻抗電壓應(yīng)相等
    (3)各臺(tái)變壓器的接線組別應(yīng)相同。
    下面分析變壓器并列運(yùn)行條件中某一條件不符合時(shí)產(chǎn)生的不良后果：
    (一)電壓比(變比)不相同的變壓器并列運(yùn)行：
    由于三相變壓器和單相變壓器的原理是相同的，為了便于分析，以兩臺(tái)單相變壓器并列運(yùn)行為例來(lái)分析。由于兩臺(tái)變壓器原邊電壓相等，電壓比不相等，副邊繞組中的感應(yīng)電勢(shì)也就不相等，便出現(xiàn)了電勢(shì)差△E。在△E的作用下，副邊繞組內(nèi)便出現(xiàn)了循環(huán)電流IC。當(dāng)兩臺(tái)變壓器的額定容量相等時(shí)，即SNI=SNII。循環(huán)電流為：
    IC=△E/(ZdI＋ZdII)
    式中ZdI--表示第一臺(tái)變壓器的內(nèi)部阻抗
    ZdII--表示第二臺(tái)變壓器的內(nèi)部阻抗
    如果Zd用阻抗電壓UZK表示時(shí)，則
    Zd=UZK*UN/100IN
    式中UN表示額定電壓(V)，IN表示額定電流(A)
    當(dāng)兩臺(tái)變壓器額定容量不相等時(shí)，即SNI≠SNII，循環(huán)電流IC為：
    IC=á＊II/[UZKI＋(UZKII/a)]
    式中：UZKI--表示第一臺(tái)變壓器的阻抗電壓
    UZKII--表示第二臺(tái)變壓器的阻抗電壓
    INI＜INII
    á--用百分?jǐn)?shù)表示的二次電壓差
    II--變壓器I的副邊負(fù)荷電流
    根據(jù)以上分析可知：在有負(fù)荷的情況下，由于循環(huán)電流Ic的存在，使變比小的變壓器繞組的電流增加，而使變比大的變壓器繞組的電流減少。這樣就造成并列運(yùn)行的變壓器不能按容量成正比分擔(dān)負(fù)荷。如母線總的負(fù)荷電流為I時(shí)(I=INI＋I(xiàn)NII)，若變壓器I滿負(fù)荷運(yùn)行，則變壓器II欠負(fù)荷運(yùn)行；若變壓器II滿負(fù)荷運(yùn)行，則變壓器I過負(fù)荷運(yùn)行。由此可見，當(dāng)變比不相等的變壓器并列運(yùn)行時(shí)，由于循環(huán)電流Ic的存在，變壓器不能帶滿負(fù)荷，使總?cè)萘坎荒艹浞掷谩?/span>
    又由于變壓器的循環(huán)電流不是負(fù)荷電流，但它卻占據(jù)了變壓器的容量，因此降低了輸出功率，增加了損耗。當(dāng)變比相差很大時(shí)，可能破壞變壓器的正常工作，甚至使變壓器損壞。為了避免因變比相差過大產(chǎn)生循環(huán)電流Ic過大而影響并列變壓器的正常工作，規(guī)定變比相差不宜大于0.5%
    (二)阻抗電壓不等時(shí)變壓器并列運(yùn)行：
    因?yàn)樽儔浩鏖g負(fù)荷分配與其額定容量成正比，而與阻抗電壓成反比。也就是說(shuō)當(dāng)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，如果阻抗電壓不同，其負(fù)荷并不按額定容量成比例分配，并列變壓器所帶的電流與阻抗電壓成反比，即II/III=UZKII/UZKI或UZKIIII=UZKIIIII，設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，其容量為SNI，SNII，阻抗電壓為UZI、UZII，則各臺(tái)變壓器的負(fù)荷按下式計(jì)算：
    SI=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]＊(SNI/UZKI)
    SII=[(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)]＊(SNII/UZKII)
    即S△I/SII=(SNI＊UZKII)/(SNII＊UZKI)
    根據(jù)以上分析可知：當(dāng)兩臺(tái)阻抗電壓不等的變壓器并列運(yùn)行時(shí)，阻抗電壓大的分配負(fù)荷小，當(dāng)這臺(tái)變壓器滿負(fù)荷時(shí)，另一臺(tái)阻抗電壓小的變壓器就會(huì)過負(fù)荷運(yùn)行。變壓器長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行是不允許的，因此，只能讓阻抗電壓大的變壓器欠負(fù)荷運(yùn)行，這樣就限制了總輸出功率，能量損耗也增加了，也就不能保證變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。所以，為了避免因阻抗電壓相差過大，使并列變壓器負(fù)荷電流嚴(yán)重分配不均，影響變壓器容量不能充分發(fā)揮，規(guī)定阻抗電壓不能相差10%。
    (三)接線組別不同的變壓器并列運(yùn)行：
    變壓器的接線組別反映了高低側(cè)電壓的相應(yīng)關(guān)系，一般以鐘表法來(lái)表示。當(dāng)并列變壓器電壓比相等，阻抗電壓相等，而接線組別不同時(shí)，就意味著兩臺(tái)變壓器的二次電壓存在著相角差á和電壓差△U，在電壓差的作用下產(chǎn)生循環(huán)電流Ic：
    Ic=△E/(ZdI+ZdII)
    如果以á角表示繞組組別不同的變壓器線電壓之間的夾角，而Zd用UZK表示時(shí)，循環(huán)電流可用下式表示：
    Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]
    如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,則上式變?yōu)?/span>
    Ic=100sin(á/2)/UZK
    式中In、UZK可用任一臺(tái)變壓器額定電流和阻抗電壓。
    假設(shè)兩臺(tái)變壓器變比相等，阻抗電壓相等，而其接線組別分別為Y/Y0-12和Y/△-11，則由接線組別可知，當(dāng)á=360°－330°=30°,UZK%=(5～6)%Ic=100sin(á/2)/UZK得IC=(4～5)In，即循環(huán)電流時(shí)額定電流的4～5倍，分析可知接線組別不同的兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，引起的循環(huán)電流有時(shí)與額定電流相當(dāng)，但其差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)均不能動(dòng)作跳閘，而過電流保護(hù)不能及時(shí)動(dòng)作跳閘時(shí)，將造成變壓器繞組過熱，甚至燒壞。
    由以上分析可知，如果電壓比(變比)不相同，兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行將產(chǎn)生環(huán)流，影響變壓器的出力。如果百分阻抗不相等，則變壓器所帶的負(fù)荷不能按變壓器的容量成比例分配，阻抗小的變壓器帶的負(fù)荷大，阻抗大的變壓帶的負(fù)荷反而小，也影響變壓器的出力。變壓器并列運(yùn)行常常遇到電壓比(變比)、百分阻抗不*相同的情況，可以采用改變變壓器分接頭的方法來(lái)調(diào)整變壓器阻抗值。若第三個(gè)條件不滿足將引起相當(dāng)于短路的環(huán)流，甚至燒毀變壓器；因此，接線組別不同的變壓器不能并列運(yùn)行。一般情況下，如果需將接線組別不同的變壓器并列運(yùn)行，就應(yīng)根據(jù)接線組別差異不同，采取將各相異名、始端與末端對(duì)換等方法，將變壓器的接線化為相同接線組別才能并列運(yùn)行。
    根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，兩臺(tái)變壓器并列，其容量比不應(yīng)超過3：1。因?yàn)椴煌萘康淖儔浩髯杩怪递^大，負(fù)荷分配極不平衡；同時(shí)從運(yùn)行角度慮，當(dāng)運(yùn)行方式改變、檢修、事故停電時(shí)，小容量的變壓器將起不到備用的作用。
    變壓器的短路阻抗是指二次側(cè)短路時(shí)，在一次側(cè)加一個(gè)電壓，使電流達(dá)額定值，這個(gè)電壓與額定電壓之比就是短路阻抗．也可以說(shuō)這個(gè)電壓就是變壓器勵(lì)磁所需要的電壓。之所以叫阻抗，是因?yàn)榭梢杂盟鼇?lái)代表變壓器繞組的一個(gè)等效的阻抗值．短路阻抗在變壓器發(fā)生接地時(shí)可以限制短路電流．通常如果不計(jì)系統(tǒng)阻抗，而且把系統(tǒng)能量看作無(wú)窮大的時(shí)候，變壓器的短路電流可近似取額定電流乘上1與短路阻抗之商．比如說(shuō)，高壓側(cè)電流為100A，短路阻抗為5％，那么高壓側(cè)可承受的短時(shí)短路電流就是2000A．
    樓上說(shuō)的也很重要，當(dāng)幾臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，除了電壓、連接組別、變比要相同外，短路阻抗也要盡量一致，否則會(huì)引起循環(huán)電流。

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CP 支持：

• 編程器/OP 通信

• S7 通信

• 開放式通信 (SEND/RECEIVE)

• PROFINET 通訊

• IT通訊

通信處理器可用于在 SIMATIC H 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)冗余 S7 通信，并且通過與 S7-400 F-CPU 連接，用于實(shí)現(xiàn)故障安全應(yīng)用 (PROFIsafe)。

優(yōu)勢(shì)

• 支持介質(zhì)冗余 (MRP) 并可在 SIMATIC S7-400 H 系統(tǒng)中使用，因此可取得較高工廠可用性

• 以下功能提供了佳維護(hù)支持

• 基于 Web 的診斷

• 通過廣域網(wǎng)或電話網(wǎng)絡(luò) (ISDN) 進(jìn)行遠(yuǎn)程編程

• 通過 IT 網(wǎng)絡(luò)管理工具 (SNMP) 進(jìn)行監(jiān)控

• 無(wú)需編程設(shè)備即可更換模塊

• 通過以下方法，避免未經(jīng)*訪問系統(tǒng)：

• 例如，通過強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)工作站驗(yàn)證，在一個(gè)自動(dòng)化單元中實(shí)現(xiàn)任意設(shè)備的集中訪問保護(hù)

• 隨后可使用 CP 443-1，將現(xiàn)有 SIMATIC S7 系統(tǒng)連接到工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)投資保護(hù)

應(yīng)用

 CP 443-1 是用于工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的 SIMATIC S7-400 的通訊模板。 由于其自身備有處理器，從而解除了 CPU 的通訊任務(wù)并有助于另加連接。

CP 443-1 允許 S7-400 和以下設(shè)備通訊：

• 編程設(shè)備、計(jì)算機(jī)、HMI 設(shè)備

• 主機(jī) PC

• 其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)

• SIMATIC S5 PLC

• 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（PROFINET IO 設(shè)備）

• 第三方設(shè)備

注:
CP 443-1已經(jīng)過認(rèn)證，可與帶有 FW 5.1（或更高版本）的 SIMATIC S7-400 CPU 或帶有 FW V4.5 （或更高版本）的 H-CPU 的結(jié)合使用。與 CPU V4.x 或 V5.x 或 H-CPU V 4.0 結(jié)合使用時(shí)，CP 443-1 (EX20) 可使用其先前型號(hào) CP 443-1 (EX11) 的功能。有關(guān)兼容性問題，請(qǐng)參見手冊(cè)。

設(shè)計(jì)

CP 443-1 提供了 SIMATIC S7-400 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)：

• 緊湊型設(shè)計(jì); 
  堅(jiān)固的塑料外殼，正面有：

• 用于連接到 100 MBit/s 工業(yè)以太網(wǎng)的兩個(gè) RJ45 接口，可通過“自動(dòng)檢測(cè)/自動(dòng)協(xié)商"功能來(lái)自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸速率；
  RJ45 接口具有工業(yè)兼容性，帶有附加套管，用于連接到 IE FC RJ45 插頭 180 或標(biāo)準(zhǔn)插接線

• 用于指示出每個(gè)交換機(jī)端口的運(yùn)行與通訊狀態(tài)診斷的 LED

• 安裝容易： 
  CP 443-1 安裝在 S7-400 子機(jī)架上，并經(jīng)過背板總線連接到其它模板 S7-400。

• CP 443-1可以不用風(fēng)扇運(yùn)行

• 與 IM 460/461 一起，CP 443-1 也可用于擴(kuò)展機(jī)架內(nèi)

• 模塊的更換無(wú)需使用編程設(shè)備 (PG)

• 用于指示出運(yùn)行與通訊狀態(tài)的通用 LED 和端口 LED

功能

• 兩個(gè) RJ45 端口，10/100 Mbps 全雙工/半雙工，通過集成式 2 端口交換機(jī)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)交叉

• 接口的通信服務(wù)：

• 開放式通信（TCP/IP 和 UDP）：使用 UDP 實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)傳送，包括兩個(gè)接口之間的路由

• 編程器/OP 通信：通過 S7 路由實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間通信

• S7 通訊（客戶端、服務(wù)器、多路復(fù)用），包括兩個(gè)接口之間的路由

• S7-400 H 系統(tǒng)的 S7 H 通信，現(xiàn)在還可以跨越網(wǎng)絡(luò)邊界 (ISO-on-TCP)

• 經(jīng)認(rèn)證的 PROFINET IO 控制器，具有實(shí)時(shí)性能（RT 和 IRT）

• 通過 DHCP、簡(jiǎn)易 PC 工具或通過程序塊（例如 HMI）進(jìn)行 IP 地址分配

• 介質(zhì)冗余 (MRP)：

• 在采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)，CP 支持介質(zhì)冗余程序 MRP。MRP 用作 MRP 管理器和 MRP 客戶端。

• 豐富的診斷功能，可用于機(jī)架中的所有模板（包括圖形診斷，例如，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）

• 支持 SNMP V1/V3，可集成到網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中

• 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進(jìn)行訪問保護(hù)

• 安全固件更新

• 剽竊檢測(cè)

• 按照 Achilles II 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)證
   

• 診斷和網(wǎng)絡(luò)管理：

• 安全機(jī)制：

• 使用 STEP 7 V5.5 SP2 對(duì)所有功能進(jìn)行組態(tài)；
  使用 STEP 7 Professional V11，僅可對(duì)先前型號(hào) CP 443-1 (6GK7 443-1EX20-0XE0) 的有限功能進(jìn)行組態(tài)

• 使用 AG_SSEND (FC53)、AG_SRECV (FC63)、TSEND (FB63)、TRCV (FB64)、TCON (FB65) 和 TDISCON (FB66) 塊時(shí)，必須注意以下信息：

• 無(wú)需編程器即可進(jìn)行模塊更換:所有信息均可存儲(chǔ)在 CPU 中