西门子SITOP电源模块6EP3437-8SB00-0AY0

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变压器并列运行的条件

       变压器是电力网中的重要电气设备，由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。变压器并列运行，就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上，二次绕组并联在另一电压的母线上运行。其意义是：当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，提高供电的可靠性。又由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性。
    变压器并列运行理想的运行情况是：当变压器已经并列起来，但还没有带负荷时，各台变压器之间应没有循环电流；同时带上负荷后各台变压器能合理地分配负荷，即应该按照它们各自的容量比例来分担负荷。因此，为了达到理想的运行情况，变压器并列运行时必须满足下面一个条件：
    (1)各台变压器的电压比(变比)应相同
    (2)各台变压器的阻抗电压应相等
    (3)各台变压器的接线组别应相同。
    下面分析变压器并列运行条件中某一条件不符合时产生的不良后果：
    (一)电压比(变比)不相同的变压器并列运行：
    由于三相变压器和单相变压器的原理是相同的，为了便于分析，以两台单相变压器并列运行为例来分析。由于两台变压器原边电压相等，电压比不相等，副边绕组中的感应电势也就不相等，便出现了电势差△E。在△E的作用下，副边绕组内便出现了循环电流IC。当两台变压器的额定容量相等时，即SNI=SNII。循环电流为：
    IC=△E/(ZdI＋ZdII)
    式中ZdI--表示第一台变压器的内部阻抗
    ZdII--表示第二台变压器的内部阻抗
    如果Zd用阻抗电压UZK表示时，则
    Zd=UZK*UN/100IN
    式中UN表示额定电压(V)，IN表示额定电流(A)
    当两台变压器额定容量不相等时，即SNI≠SNII，循环电流IC为：
    IC=á＊II/[UZKI＋(UZKII/â)]
    式中：UZKI--表示第一台变压器的阻抗电压
    UZKII--表示第二台变压器的阻抗电压
    INI＜INII
    á--用百分数表示的二次电压差
    II--变压器I的副边负荷电流
    根据以上分析可知：在有负荷的情况下，由于循环电流Ic的存在，使变比小的变压器绕组的电流增加，而使变比大的变压器绕组的电流减少。这样就造成并列运行的变压器不能按容量成正比分担负荷。如母线总的负荷电流为I时(I=INI＋INII)，若变压器I满负荷运行，则变压器II欠负荷运行；若变压器II满负荷运行，则变压器I过负荷运行。由此可见，当变比不相等的变压器并列运行时，由于循环电流Ic的存在，变压器不能带满负荷，使总容量不能充分利用。
    又由于变压器的循环电流不是负荷电流，但它却占据了变压器的容量，因此降低了输出功率，增加了损耗。当变比相差很大时，可能破坏变压器的正常工作，甚至使变压器损坏。为了避免因变比相差过大产生循环电流Ic过大而影响并列变压器的正常工作，规定变比相差不宜大于0.5%
    (二)阻抗电压不等时变压器并列运行：
    因为变压器间负荷分配与其额定容量成正比，而与阻抗电压成反比。也就是说当变压器并列运行时，如果阻抗电压不同，其负荷并不按额定容量成比例分配，并列变压器所带的电流与阻抗电压成反比，即II/III=UZKII/UZKI或UZKIIII=UZKIIIII，设两台变压器并列运行，其容量为SNI，SNII，阻抗电压为UZI、UZII，则各台变压器的负荷按下式计算：
    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)
    根据以上分析可知：当两台阻抗电压不等的变压器并列运行时，阻抗电压大的分配负荷小，当这台变压器满负荷时，另一台阻抗电压小的变压器就会过负荷运行。变压器长期过负荷运行是不允许的，因此，只能让阻抗电压大的变压器欠负荷运行，这样就限制了总输出功率，能量损耗也增加了，也就不能保证变压器的经济运行。所以，为了避免因阻抗电压相差过大，使并列变压器负荷电流严重分配不均，影响变压器容量不能充分发挥，规定阻抗电压不能相差10%。
    (三)接线组别不同的变压器并列运行：
    变压器的接线组别反映了高低侧电压的相应关系，一般以钟表法来表示。当并列变压器电压比相等，阻抗电压相等，而接线组别不同时，就意味着两台变压器的二次电压存在着相角差á和电压差△U，在电压差的作用下产生循环电流Ic：
    Ic=△E/(ZdI+ZdII)
    如果以á角表示绕组组别不同的变压器线电压之间的夹角，而Zd用UZK表示时，循环电流可用下式表示：
    Ic=2U1sin(á/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(á/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]
    如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,则上式变为
    Ic=100sin(á/2)/UZK
    式中In、UZK可用任一台变压器额定电流和阻抗电压。
    假设两台变压器变比相等，阻抗电压相等，而其接线组别分别为Y/Y0-12和Y/△-11，则由接线组别可知，当á=360°－330°=30°,UZK%=(5～6)%Ic=100sin(á/2)/UZK得IC=(4～5)In，即循环电流时额定电流的4～5倍，分析可知接线组别不同的两台变压器并列运行，引起的循环电流有时与额定电流相当，但其差动保护、电流速断保护均不能动作跳闸，而过电流保护不能及时动作跳闸时，将造成变压器绕组过热，甚至烧坏。
    由以上分析可知，如果电压比(变比)不相同，两台变压器并列运行将产生环流，影响变压器的出力。如果百分阻抗不相等，则变压器所带的负荷不能按变压器的容量成比例分配，阻抗小的变压器带的负荷大，阻抗大的变压带的负荷反而小，也影响变压器的出力。变压器并列运行常常遇到电压比(变比)、百分阻抗不*相同的情况，可以采用改变变压器分接头的方法来调整变压器阻抗值。若第三个条件不满足将引起相当于短路的环流，甚至烧毁变压器；因此，接线组别不同的变压器不能并列运行。一般情况下，如果需将接线组别不同的变压器并列运行，就应根据接线组别差异不同，采取将各相异名、始端与末端对换等方法，将变压器的接线化为相同接线组别才能并列运行。
    根据运行经验，两台变压器并列，其容量比不应超过3：1。因为不同容量的变压器阻抗值较大，负荷分配极不平衡；同时从运行角度虑，当运行方式改变、检修、事故停电时，小容量的变压器将起不到备用的作用。
    变压器的短路阻抗是指二次侧短路时，在一次侧加一个电压，使电流达额定值，这个电压与额定电压之比就是短路阻抗．也可以说这个电压就是变压器励磁所需要的电压。之所以叫阻抗，是因为可以用它来代表变压器绕组的一个等效的阻抗值．短路阻抗在变压器发生接地时可以限制短路电流．通常如果不计系统阻抗，而且把系统能量看作无穷大的时候，变压器的短路电流可近似取额定电流乘上1与短路阻抗之商．比如说，高压侧电流为100A，短路阻抗为5％，那么高压侧可承受的短时短路电流就是2000A．
    楼上说的也很重要，当几台变压器并联运行时，除了电压、连接组别、变比要相同外，短路阻抗也要尽量一致，否则会引起循环电流。

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CP 支持：

• 编程器/OP 通信

• S7 通信

• 开放式通信 (SEND/RECEIVE)

• PROFINET 通讯

• IT通讯

通信处理器可用于在 SIMATIC H 系统中实现冗余 S7 通信，并且通过与 S7-400 F-CPU 连接，用于实现故障安全应用 (PROFIsafe)。

优势

• 支持介质冗余 (MRP) 并可在 SIMATIC S7-400 H 系统中使用，因此可取得较高工厂可用性

• 以下功能提供了佳维护支持

• 基于 Web 的诊断

• 通过广域网或电话网络 (ISDN) 进行远程编程

• 通过 IT 网络管理工具 (SNMP) 进行监控

• 无需编程设备即可更换模块

• 通过以下方法，避免未经*访问系统：

• 例如，通过强大的网络工作站验证，在一个自动化单元中实现任意设备的集中访问保护

• 随后可使用 CP 443-1，将现有 SIMATIC S7 系统连接到工业以太网，实现投资保护

应用

 CP 443-1 是用于工业以太网总线系统的 SIMATIC S7-400 的通讯模板。 由于其自身备有处理器，从而解除了 CPU 的通讯任务并有助于另加连接。

CP 443-1 允许 S7-400 和以下设备通讯：

• 编程设备、计算机、HMI 设备

• 主机 PC

• 其它 SIMATIC S7 系统

• SIMATIC S5 PLC

• 现场设备（PROFINET IO 设备）

• 第三方设备

注:
CP 443-1已经过认证，可与带有 FW 5.1（或更高版本）的 SIMATIC S7-400 CPU 或带有 FW V4.5 （或更高版本）的 H-CPU 的结合使用。与 CPU V4.x 或 V5.x 或 H-CPU V 4.0 结合使用时，CP 443-1 (EX20) 可使用其先前型号 CP 443-1 (EX11) 的功能。有关兼容性问题，请参见手册。

设计

CP 443-1 提供了 SIMATIC S7-400 系统设计的全部优点：

• 紧凑型设计; 
  坚固的塑料外壳，正面有：

• 用于连接到 100 MBit/s 工业以太网的两个 RJ45 接口，可通过“自动检测/自动协商"功能来自动检测数据传输速率；
  RJ45 接口具有工业兼容性，带有附加套管，用于连接到 IE FC RJ45 插头 180 或标准插接线

• 用于指示出每个交换机端口的运行与通讯状态诊断的 LED

• 安装容易： 
  CP 443-1 安装在 S7-400 子机架上，并经过背板总线连接到其它模板 S7-400。

• CP 443-1可以不用风扇运行

• 与 IM 460/461 一起，CP 443-1 也可用于扩展机架内

• 模块的更换无需使用编程设备 (PG)

• 用于指示出运行与通讯状态的通用 LED 和端口 LED

功能

• 两个 RJ45 端口，10/100 Mbps 全双工/半双工，通过集成式 2 端口交换机进行自动检测和自动交叉

• 接口的通信服务：

• 开放式通信（TCP/IP 和 UDP）：使用 UDP 实现多点传送，包括两个接口之间的路由

• 编程器/OP 通信：通过 S7 路由实现网络间通信

• S7 通讯（客户端、服务器、多路复用），包括两个接口之间的路由

• S7-400 H 系统的 S7 H 通信，现在还可以跨越网络边界 (ISO-on-TCP)

• 经认证的 PROFINET IO 控制器，具有实时性能（RT 和 IRT）

• 通过 DHCP、简易 PC 工具或通过程序块（例如 HMI）进行 IP 地址分配

• 介质冗余 (MRP)：

• 在采用环形拓扑结构的以太网网内，CP 支持介质冗余程序 MRP。MRP 用作 MRP 管理器和 MRP 客户端。

• 丰富的诊断功能，可用于机架中的所有模板（包括图形诊断，例如，拓扑结构）

• 支持 SNMP V1/V3，可集成到网络管理系统中

• 通过可组态的 IP 访问列表进行访问保护

• 安全固件更新

• 剽窃检测

• 按照 Achilles II 级标准进行认证
   

• 诊断和网络管理：

• 安全机制：

• 使用 STEP 7 V5.5 SP2 对所有功能进行组态；
  使用 STEP 7 Professional V11，仅可对先前型号 CP 443-1 (6GK7 443-1EX20-0XE0) 的有限功能进行组态

• 使用 AG_SSEND (FC53)、AG_SRECV (FC63)、TSEND (FB63)、TRCV (FB64)、TCON (FB65) 和 TDISCON (FB66) 块时，必须注意以下信息：

• 无需编程器即可进行模块更换:所有信息均可存储在 CPU 中