变压器并列运行研究

关键词： 并列 负荷 变压器 运行

变压器并列运行研究（精选九篇）

变压器并列运行研究 篇1

现代建筑电气工程设计中, 通常将两台或数台变压器并列运行。一般来说, 容量选择是根据最大负荷来考虑的, 两台相同容量的变压器只有2种运行方式, 即并列运行和分列运行。对于日负荷曲线和年负荷曲线波动大的变配电所, 采用不等容量变压器的供电方式[1], 则存在着3种运行方式, 即轻负载时小容量变压器运行, 小负载时大容量变压器运行, 大负载时2台变压器并列运行。这就提高了运行经济性, 减小能量损耗, 提高系统的运行效率, 并改善系统的功率因数。

1 变压器并列运行的条件

变压器并列运行时, 通常希望它们之间无平衡电流;负荷分配与额定容量成正比, 与短路阻抗成反比;负荷电流的相位相互一致。要做到上述几点, 并列运行的变压器就必须满足以下条件[2]:

1) 具有相等的一、二次电压, 即变比相等。

2) 额定短路电压相等。

3) 绕组连接组别相同, 即要求极性相同, 相位相同。

上述三个条件中, 第一条和第二条往往不可能做到绝对相等, 一般规定变比的偏差不得超过±0.5%, 额定短路电压的偏差不得超过±10%。除满足这三个条件外, 对于不等容量变压器的容量比, 一般不宜超过3∶1。

2 变压器并列运行条件的具体讨论

2.1 阻抗电压不同的两台变压器并列运行

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

设两台变压器并列运行, 其容量为SN1, SN2, 阻抗电压为UZK1、UZK2。则各台变压器的负荷按下式计算:

N台变压器并列运行, 当1台变压器容量先满载时, 其最大允许容量 (能承担的总负载) Sfm的计算式为

式中:Ukx%—并列运行变压器中最小的短路阻抗值。

2.2 变比不同的两台变压器并列运行

按照规程要求及一般运行经验表明, 变压器并列运行时, 彼此之间的二次电压之差应尽量最小。一般要求并列运行的各台变压器的变压比相差不要超过额定值的±0.5%,

若并列运行变压器的变比不等时, 并列运行的变压器二次电压也不会相等。2台变压器空载时, 二次回路就会有电压差, 因而产生循环电流。

循环电流Ic大小决定于并列运行变压器的二次电压的差值, 即

式中:Zdl1、Zdl2—分别为2台变压器的短路阻抗;

Uc1、Uc2—分别为2台变压器的额定电压。

3 应用实例

豫北某变电站主变规模:最终两台, 一期1×31.5 MVA, 阻抗电压取U1-2=10.18%, U1-3=17.97%, U2-3=6.5%, 电压等级110/35/10 k V, 有载分接开关 (110+4-2×2.5%) / (38.5±2×2.5%) /10.5 k V;本期扩建1×50 MVA, 阻抗电压取Ud=17%, 电压等级110/10 k V, 有载分接开关110±8×1.25%/10.5 k V。

讨论两台变压器的并列运行情况:

10 k V母线并列运行

50 MVA变压器:

50 MVA变压器过负荷率:

50MVA变压器过负荷倍数

31.5 MVA变压器:

31.5 MVA变压器过负荷率

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。按最恶劣情况分析, 此过负荷倍数情况下, 变压器正常连续运行允许时间不超过1.5 h。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%。本变电站的阻抗电压差为5.6%, 不超过10%, 故能满足阻抗电压不能相差10%的并列要求。

按照规程要求及一般运行经验表明, 变压器并列运行时, 彼此之间的二次电压之差应尽量最小。一般要求并列运行的各台变压器的变压比相差不要超过额定值的±0.5%, 此变电站三绕组主变的有载分接开关为7档, 双绕组主变有载分接开关为17档, 三绕组变压器的7个档位分别对应双绕组变压器的-4, -2, 0, 2, 4, 6, 8档位, 只要并列时两台变压器在对应档位上, 就满足并列运行时电压比相同并列条件, 不会出现变压器二次侧电压差较大产生不平衡电流影响变压器出力的情况。

本变电站运行时, 若双绕组变压器的接线方式为YNdn, 三绕组变压器的接线方式为YNyn0dn, 两台主变高低压侧接线组别一致, 并列运行条件下类似于三绕组主变中压侧悬空与双绕组主变并列, 满足接线组别相同的并列要求。

可见本变电站满足两台主变并列运行规定的3个基本条件, 并且根据相关运行资料和经验表明, 并列运行时两台变压器的容量比应不大于3∶1, 本变电站两台变压器的容量比为50/31.5=1.587倍, 完全满足并列运行的要求。

4结语

采用不等容量变压器并列运行的供电方式, 不仅应当满足并列运行的安全技术条件, 同时也应当满足经济运行的要求。通过对容量不同、阻抗电压不等的两变压器并列运行的论证分析, 给出判断变压器能否并列运行的具体方法。

参考文献

[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[2]曹宏凯.变压器并列运行条件的理论分析[J].甘肃冶金白银, 2009 (3) :98-100.

电力变压器运行维护的方法研究 篇2

摘要：电力变压器是电网安全系统中的关键设备。我国现在运行的大多电力变压器都存在着老化和故障的问题，若不及时对其进行检修诊断，就会造成电力事故，从而造成损失。因此，为了保证电力变压器健康顺利的运行，降低电力变压器的故障和施工的发生率，就要做好电力变压器的检修和维护，防患于未然。

关键词：电力；变压器；运行；维护

电力变压器，是将电压值以及电流值进行转换，从而能够实现不同电力系统之间电能的安全输送工作的变压器，在电网的运行当中处于十分重要的位置。电力变压器能否正常工作对电网的安全运行有着决定性的作用，因此在重视电力变压器的制造以及安装环节的基础之上，还应对其日常的检修与维护工作给予重视。

1.电力变压器运行维护中存在的问题

（1）电力变压器油温异常。在电力变压器日常工作的过程中，其内部的损耗将会产生较大的热能，而冷却油的流动过程将会把热量从变压器内部带走，并经过循环后释放到大气。而当变压器处于非正常工作状态时，其内部的热量将会大量的释放，从而引起油温出现迅速升高的情况，甚至会发生超过运行极限温度的现象。

（2）电力变压器声音异常。交流电的电流强度以及电压强度的转换工作是通过电力变压器内部的线圈完成的，转换过程将会在铁质心片周围产生磁场。加之线圈与铁片之间的电磁应力相互影响，进而引起铁片与线圈发生振动，因此电力变压器内部将会有轻微的声响。而当声响过大，甚至出现爆裂的声音时，则说明电力变压器发生故障。

（3）电力变压器油位异常。当电力变压器外部油位的显示正常，而内部的油位已明显变化时，则说明电力变压器已出现故障。而电力变压器的油位低于一定值时，则会使得变压器内部构件加速损坏，从而致使其出现更严重的损坏。

（4）电力变压器构件异常。所谓的电力变压器的构件异常，主要是指电力变压器的部分构件出现物理性质的变化，例如颜色、气味等。而出现该类现象的主要原因在于电力变压器的冷却系统出现故障，热量的排出工作不及时，引起电力变压器内部温度持续升高。相对而言，该类故障在检修的过程中易被发现。

（5）电力变压器表面异常。电力变压器的表面异常主要是指其管路等出现异常情况，该类情况预示着电力变压器的功能出现一定程度的退化。

引起电力变压器故障的原因主要包括以下三个方面：第一，电力变压器绝缘材料失效。在电力变压器运行的过程中，其所使用的绝缘材料的绝缘性能均有一定的时限性。当电力变压器的使用时间较长，或外界环境因素出现变化时，将会使得绝缘材料的性质出现明显下降，这就为电力变压器的安全运行埋下了较大的隐患。第二，电力变压器的绝缘油性质的改变。电力变压器在运行期间，其内部所含有的绝缘油容易受到外界环境的影响，例如受到水蒸气、空气等影响，从而使得油质中出现具有一定腐蚀性质的物质，不仅对绝缘油的性质产生极大的影响，同时也将使得电力变压器有被击穿的可能。第三，电力变压器出现过压现象。引起该类现象的主要原因在于天氣条件的变化，当出现雷雨天气时，电力变压器遭受雷击，将会使得其外部电压过高，进而使得电力变压器的相关参数出现变化，引起电磁振荡，内部电压也将随之提高。而无论是外部高压还是内部高压，都将导致电力变压器出现故障。

2.电力变压器的检修方法分析

2.1日常巡视检查

坚持日常巡视检查，是保证变压器正常工作的必备步骤。变压器的日常检查主要包括检查变压器温度是否正常、附属设备运行是否良好、所用的油料是否合适达标等。现在红外成像仪的应用较广，红外成像仪能主要借助于红外传感器接收被测对象辐射的红外信号，经信号调理并转换成标准的视频信号有监视器显示红外热像图，可有效监测出变压器内部是否过热、缺油等情况。

2.2定期试验

定期的试验是有章可循的步骤，这一步的实行要认真按照相关规程进行。相关规定中常规试验项目有十几项，根据实际情况对设备维修选择好周期和方法。定期试验中要认真依步骤进行，因为有些项目的检查并不是一次就能发现问题，而是要经过持久定期的检查才能发现故障，这样就能在事故发生前采取措施，避免事故的发生。此外，还要对运行设备定期进行预防性试验，常见的变压器预试方法有：泄露电流的测量、直流电阻测量、绝缘电阻和吸收比的测量、介质损失角正切值测量、绕组直流电阻测试、非纯瓷套管试验、变压器变比试验、绕组变形试验、有载分接开关试验等。对电力变压器进行绝缘预防性试验是保证变压器安全远行的重要措施。

2.3在线监测技术

（1）局部放电在线监测技术。局部放电的发生机理可以用放电间隙和电容组合的电气的等值回路来代替，在电极之间放有绝缘物，对它施加交流电压时，在电极之间局部出现的放电现象，可以看成是在导体之间串联放置着2个以上的电容，其中一个发生了火花放电。（2）油中气体的在线分析技术。油内气体的在线分析技术主要是根据所采集的气体浓度的比较值，推测出油的绝缘所处的裂解条件。这个主要反映变压器内部油的特征以及对一氧化碳和氢气等固体绝缘故障的气体进行在线监测。油色谱在线监测一直是判断变压器内部状态的重要手段。

3.电力变压器运行维护的管理方法

3.1正确安装电力变压器

在电网建设期间，是否能够对电力变压器进行正确的安装，是其能否正常工作的先决条件。因此在电网建设设计的过程中，应对电力变压器的安装位置、型号等进行确定，避免因环境因素对电力变压器造成影响，同时应对其所担负的载荷进行精确的测算，防止出现过载的情况，影响用电安全。

3.2严格执行相关操作规程

在对电力变压器进行检修以及维护的过程中，相关人员应合理的进行操作，避免出现人为的原因致使电力变压器出现故障，保证设备运行的安全。在进行相关操作之前，应对电力变压器所处的运行环境进行仔细检查，判断是否满足电力变压器安全运行的条件，同时应对变压器的各个档位进行测定，对其空载以及短路情况进行掌握。操作人员对电力变压器进行维护期间，应严格遵守相关操作规程，禁止出现违章操作的情况，并时刻注意过电压的发生。

3.3监测变压器所在系统

主要监测变压器所在系统是否有过短路、接地的故障，过电、电压的冲击。中型变压器绕组发生变形的可能性较大，应用吊罩检查；大型变压器由于体积过大，内部结构复杂，因此要在放油后进入变压器罩内进行检查。而变压器的短路绕组如果在里面，发生绕组变形的可能性就比较小，只需要在断电时进行变形试验即可。

3.4加强对电力变压器的维护

电力变压器的正确安装以及定期检修对其正常运行有着重要作用，而对电力变压器的维护也是不可或缺的一项工作。维护工作的主要目的在于提升电力变压器的运行安全程度，并延长其使用期限。电力变压器的日常维护工作主要是对变压器上存在的污垢进行彻底的清理，其中包括变压器绝缘管路等部件的污垢清理。还应对各个电气设备的连接情况、开关的完好情况、冷却系统是否存在泄漏以及锈蚀的情况进行仔细的检查。

结束语

变压器故障对电网系统的运行危害极大，其运行、检修和维护的好坏，直接关系到供电企业的经济效益、社会形象，关系到广大用户的电能质量，也关系到整个电网系统的安全运行。为避免事故的发生，应加强日常运行巡视管理和制订有效的维护措施，以确保变压器的安全稳定运行。

参考文献：

[1]许进华，吴玉红.防止运行中变压器异常状况及事故发生的对策[J].科技情报开发与经济.2010（15）.

变压器并列运行问题简析 篇3

1.变压器并列运行的优点

(1) 提高变压器运行的经济性。当负荷增加到一台变压器容量不够用时, 则可并列投入第二台变压器, 而当负荷减少到不需要两台变压器同时供电时, 可将一台变压器退出运行。特别是在农村, 季节性用电特点明显, 变压器并联运行可根据用电负荷大小来进行投切, 以尽量减少变压器本身的损耗, 达到经济运行的目的。

(2) 提高供电可靠性。当并列运行的变压器中有一台损坏时, 只要迅速将之从电网中切除, 其他变压器仍可正常供电。在检修某台变压器时, 也不影响其他变压器正常运行, 从而减少了故障和检修时的停电范围和次数, 提高供电可靠性, 并节约电能, 实现节电增效。

2.变压器并列运行的条件和实际应用

(1) 并列运行的条件: (1) 变比应相等; (2) 联结组标号必须一致; (3) 短路电压应相等; (4) 容量比不应超过1/3; (5) 连接相序必须相同。上述条件满足后, 则可以使各变压器承担负荷按容量正比分配。

以上的 (1) 、 (2) 、 (5) 三点是变压器并联运行的基本条件, 缺一不可。第 (4) 点确切来说应该是容量比不宜超过1/3。从理论上来讲, 并联运行的变压器不受容量差别的影响, 但在实际运行中, 如果容量差别过大, 变压器的负荷分配容易受线路连接阻抗等一些因素的影响, 造成变压器实际负荷分配比例变化失衡, 因此一般建议 (有的地方是强制) 变压器容量比不宜超过1/3。

至于第 (3) 点短路电压应相等, 并不是变压器并联运行的充分条件。下面给出一个计算公式。

两台并联运行的变压器1#、2#, 并联后的负荷比例计算:S1/S2= (Se1/Uk1%) / (Se2/Uk2%)

式中:Se1——1#变压器的额定容量;

Se2——2#变压器的额定容量;

S1——1#变压器的实际负荷;

S2——2#变压器的实际负荷;

Uk1%——1#变压器的短路电压百分比 (铭牌标示) ;

Uk2%——2#变压器的短路电压百分比 (铭牌标示) 。

当Uk1%=Uk2%时, S1/S2=Se1/Se2, 两台变压器的负荷率相等, 这是最理想的情况, 变压器的利用率也最高。因此, 在订购变压器时, 并联运行的变压器的短路阻抗最好相等 (接近) 。

(2) 实际应用。在实际应用中, 往往变压器已经存在, 即使阻抗不相等, 只要能保证最大负荷下短路阻抗最小的变压器不会过载, 那么就可以并联使用。只要Uk%相同, 基本上就是成正比分配负荷。

短路电压百分比应该叫短路阻抗更严谨一些, 短路阻抗的定义为:短路阻抗用Uk表示, 它指在额定频率和参考温度下, 一对绕组中某一绕组端子之间的等效串联阻抗, 此时另一绕组的端子短路。短路阻抗通常用百分数表示, 此值等于短路试验中为产生相应额定电流时所施加的电压与额定电压之比。当短路阻抗不同时, 不会产生环流, 但会产生附加损耗。原因是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。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%。另外, 如果并列变压器的变比不同或联接组别不同时都会产生环流。

变压器并列运行研究 篇4

关键词：配电网变压器；功率损耗；经济运行；关键技术

中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0037-02

我国能源资源丰富，但是我国的能源利用率水平远远低于美国、日本等发达国家。在配电网中从发电厂发电到给各个部分供电，然后到用户的用电，整个过程的电能消耗约占发电量的27%～35%，变压器消耗的电能约占电力系统损耗的35%左右。目前在整个电力系统中，配电网变压器数量多、损耗大，配电网变压器的经济运行关系着整个电力系统的经济运行和发展，采用先进的技术手段实现配电网在变压器中的经济运行，对节能降损有着重大的现实意义。

1 变压器的功率损耗

1.1 有功功率损耗

变压器的有功功率损耗是指在变压和传输功率的过程中，变压器本身产生的有功功率损耗，包括空载损耗和负载损耗。双绕组变压器的有功功率损耗计算公

式为：

公式中β为负载系数：

1.2 无功功率损耗

变压器的无功功率损耗是指在变压和传输功率的过程中，变压器本身产生的无功功率损耗，变压器的无功功率由与负荷大小无关的空载励磁功率以及与负荷平方成正比变化的漏磁功率两部分组成。双绕组变压器的无功功率损耗计算公式为：

变压器的变压过程是借助于电磁感应来完成的，因此变压器是一个感性的无功负载。变压器在传输功率时，本身的无功功率损耗要远远大于本身的有功功率损耗，配电网变压器经济运行时，无功电量节约的电能也远远大于有功电量节约的电能，因此在分析计算配电网变压器经济运行时，不仅仅要考虑到有功功率损耗最小，更要考虑到使无功功率损耗最小。

2 配电网变压器经济运行的关键技术

2.1 变压器自身参数的准确性

变压器的技术参数是计算变压经济运行最基本的数据，变压器长时间的运行，设备损坏老化，维修不及时，这些都使得变压器本身铭牌上的参数发生了较大的变化，这给变压器的经济运行带来了很大的困难。变压器的经济运行是在变压器稳定运行的基础上，根据变压器设备，通过合理地选择变压器运行方式和调整负荷变化曲线、优化变压器运行地点等方式，来最大限度地保持配电网变压器经济运行，降低变压器的损耗。降低变压器的有功功率和无功功率损耗、提高变压器的运行效率、提高变压器的功率因数、提高变压器的利用效率是配电网变压器经济运行的目标。配电网变压器经济运行的计算是基于变压器的有功功率损耗和无功功率损耗的计算，结合变压器的有功功率损耗和无功功率损耗的计算公式以及相关的理论研究来分析配电网经济运行的基础理论。准确把握变压器自身技术参数和有功功率、无功功率的负载损耗，才能科学合理地分析配电网变压器的经济运行。

目前，在配电网中越来越多地应用了配电自动化系统，这种系统可以实时监控变压器的电压、有功功率、无功功率、功率因数等数据，解决了变压器经济运行中分析参数不准确的问题，这个系统采集到实时数据后，通后曲线拟合合成计算校准变压器的技术参数和功率损耗负荷曲线，分析变压器的有功损耗和无功损耗，得到比较符合实际运行情况的变压器运行参数和特性，以此为依据，来合理地调整配电网变压器的运行方式，动态地分配变压器的负荷变化，对变压器进行实施有效的监控，从而得到配电网变压器经济运行的第一手技术参数数据，提高配电网经济运行分析的准确性，为整个电力系统的经济运行奠定良好的基础。

2.2 变压器经济运行方式的切换和变压器本身的可靠性

在配电网中，变压器中所承载的负荷是不断进行变化的，在变压器的运行过程中不可避免要经常切换运行方式，如果按照配电网变压器经济运行的理论知识来确定变压器的运行方式，从经济的角度出发，这种方式固然可以节省一部分能源，但是变压器要不断地切换运行方式，这对变压器的操作和使用寿命提出了挑战，频繁地切换配电网变压器运行方式，也会严重影响整个配电网的电量稳定，影响整个电力系统的稳定性和可靠性。因此，如何根据配电网变压器经济运行理论科学合理地制定变压器经济运行的策略，又最大限度地控制配电网变压器的切换次数，不仅关系着配电网的经济运行，更关系着整个电力系统的稳定可靠发展。

配电网变压器经济可靠运行，不仅仅要考虑到经济因素，最大限度地降低损耗，更要考虑到配电网的稳定可靠运行，提供高质量的供电。根据配电网中承载的负荷的特点，可以使用基于一段较短时间的负荷预测变压器节能控制办法，来科学有效地控制配电网变压器的经济运行方式。通过这种负荷预测曲线，根据变压器节能函数，分别求出变压器在不同运行方式下的经济损耗值和切换变压器运行方式以后节约的电能，综合分析变压器的经济损耗和变压器的切换操作损耗，确定在配电网运行的某个时段需要切换变压器，这种方式解决了单纯因为考虑配电网变压器经济运行，而忽视了由于频繁调整变压器带来的切换操作损失，从而保证配电网的安全性和可靠性，消除了一定的安全隐患。

2.3 配电网变压器运行切换装置的可靠性和经济性

配电网变压器运行切换装置的可靠性和经济性直接影响着变压器的稳定可靠经济运行，可靠经济的配电网变压器切换装置是整个配电网安全稳定运行的基础。

首先，在选择配电网变压器运行切换装置时，不仅仅要考虑它先进的自动投放装置设计，还要通过一定的实践，采用一些成熟的技术来验证配电网变压器运行切换装置的可靠性和稳定性，最终保证配电网变压器的稳定可靠运行。

其次，配电网变压器运行切换装置的实用性也是需要考虑的重要原则，一方面配电网变压器运行切换装置的功能要满足电力系统的要求，另一方面配电网变压器运行切换装置的功能要尽可能地被使用，要有充足的实用性，这样才满足整个配电网变压器经济运行的目的。

最后，配电网变压器运行切换装置还需具有一定的灵活性，一方面因为配电网变压器运行切换装置作为配电网中变压器经济运行系统的终端，需要它灵活地根据中心调度的命令进行变压器的投切操作，及时反映中心调度的命令，如果没有一定的灵活性，错过了配电网的实时监控和调度，这样是达不到变压器经济运行的目的的，另一方面配电网变压器运行切换装置在整个配电网系统中作为一个独立的运行装置，它需要灵活地根据负荷变化曲线规律，结合配电网中变压器经济运行的方式和条件进行自动的投切操作，这对配电网变压器运行切换装置的灵活性也是一个巨大的考验。

3 结语

随着经济社会的不断发展，企业的经济效益意识也不断提高，节能减损，不仅仅是电力产业关注的主要问题，也是整个社会关注的主要问题。我国的能源问题随着一些高耗能行业的快速发展变得越来越严峻，有时甚至出现了电力供应不足的局面，许多城市又出现了拉闸限电的窘态。解决配电网变压器的损耗问题，实现变压器的经济运行，是实现电力系统经济运行的重要环节。

参考文献

[1] 周洁.配电网变压器的功率损耗问题及实现其经济运

行的关键技术研究[J].山东工业技术，2013，（5）.

[2] 盛科.输配电网变压器经济运行方法的研究[D].东

北大学，2019.

[3] 赵明.配电网变压器的功率损耗问题及经济运行的关

键技术[J].

变压器并列运行研究 篇5

本文针对这一常见问题,对两台并列运行配电变压器的经济运行问题进行深入的分析与研究,并利用C++Builder软件设计出相应的配电变压器经济运行软件,辅助运行人员对配电变压器进行合理投切从而使配电变压器组综合功率损耗最低,达到经济运行的目的。

1 软件设计

1.1 负荷统计与预测

调度中心信息管理系统实时测量的各线路日负荷信息是进行配电变压器经济运行分析的重要参考数据[9]。采用每个季节每天整点负荷的平均值作为季节日负荷参数。下面以春季为例,即取春季(2,3,4月份)每天00:00,01:00,…,23:00的整点负荷平均值记为春季00:00,01:00,…,23:00的日负荷值,如记2月1日00:00的负荷为Feb.1.0(Feb为二月,1为一日,后面的0为00:00),则春季00:00负荷chun.0的日负荷计算公式为:

春、夏、秋、冬四季的整点日负荷参数均可采用相同算法得出。

1.2 配电变压器经济运行判据

对于两台并列运行的配电变压器来说,存在变压器1投入、变压器2投入以及变压器1和变压器2均投入3种运行方式,其所对应的综合功率损耗公式[10]为:

式(2—4)中:P1,P2,P∑分别为变压器1运行、变压器2运行、变压器1和变压器2并列运行的有功损耗(单位kW);P01,P02,P0i,Q01,Q02,Q0i分别为3种运行方式下的空载有功损耗(kW)、空载无功损耗(kvar);PK1,PK2,PKi,QK1,QK2,QKi分别为3种运行方式下的短路有功损耗(kW)、短路无功损耗(kvar);KQ为无功当量(kW/kvar),与电力系统的容量、结构及计算点的具体位置等有关;S为总的实际负荷(kV·A);SN1,SN2,SNi分别为变压器的额定容量(kV·A)。

选取两台典型配电变压器参数代入公式,得出配电变压器综合功率损耗曲线,如图1所示。

由图1可见,按照各损耗曲线的交点可对并列运行配电变压器组进行区域划分,针对运行区域选用不同的运行方式则可实现配电变压器组综合损耗最低,从而达到经济运行目的[11,12]。为此首先计算得出配电变压器组综合损耗曲线的各个交点:

(1)变压器1和变压器2的交点SL1(令P1=P2):

(2)变压器1和并列运行的交点SL2(令P1=P∑):

(3)变压器2和并列运行的交点SL3(令P2=P∑):

当配电变压器组的低压负荷S小于SL1时,变压器1单独运行;低压负荷S大于SL1而小于SL3时,变压器2单独运行;低压负荷S大于SL3时,变压器并列运行。如果一直遵照运行区域选择运行方式的话,则配电变压器组的运行损耗一直是最小的,运行一直是最经济的。

1.3 配电变压器经济运行控制

配电变压器的低压负荷是实时变化的,同时某一时段又会稳定在某个范围内变化。如果某时段稳定在转折点附近则有可能导致配电变压器频繁发跳合闸命令导致频繁投切的问题,该问题得不到妥善解决将导致软件设计存在很大的漏洞,给配电变压器的安全经济运行带来严重的问题。如果把经济运行转折点改为经济运行转折区,且转折区的范围包含了负荷波动的大小,这样就可以解决频繁投切的问题,原理如图2所示。

由图2可以看到,a,b,c,d 4个控制点,具体来说就是将转折点1扩展为区间[a,b],转折点2扩展为区间[c,d]。在编程实现原理时,提出一种“保持”的概念,这里的“保持”和二次回路中的“自保持”有类似的意义。如果负荷落在转折区内,经济运行方式保持前一个运行方式不变。仅此这样是不够的,因为如果第一个点就落在转折区内的话经济运行软件没有保持的点,所以对第一个点要特别的对待,设计的配电变压器经济运行控制流程如图3所示。

(1)运行方式1:负荷小于Sa时投变压器2;大于Sa小于Sb时保持;大于Sb时变压器并列运行。

(2)运行方式2:负荷小于Sa时投变压器1;大于Sa小于Sb时保持;大于Sb时变压器并列运行。

(3)运行方式3:负荷小于Sa时投变压器1;大于Sa小于Sb时保持;大于Sb小于Sc时投变压器2;大于Sc小于Sd时保持;大于Sd时变压器并列运行。

(4)运行方式4:负荷小于Sa时投变压器2;大于Sa小于Sb时保持;大于Sb小于Sc时投变压器1;大于Sc小于Sd时保持;大于Sd时变压器并列运行。

2 软件功能说明

2.1 数据库文件的建立

2.1.1 变压器参数数据库

变压器的参数表:主要包括变压器的型号、容量、空载电流、阻抗电压、空载损耗、短路损耗、高压侧电压、低压侧电压。

变压器的损耗情况对照表:负荷容量从1 kV·A到300 kV·A时单台变压器运行和并列运行时的损耗情况。

运行变压器表:用于存放当前选择的变压器运行情况,包括两台变压器的所有信息。

经济运行点表:用于存放配电变压器的转折点和转折点的损耗。

2.1.2 经济运行数据库

季节日负荷表:用于存放经过负荷统计与预测得到的去年季节日负荷、今年季节日负荷、下年季节日负荷。

往年经济运行表:用于存放往年的季节日负荷和对去年日负荷的经济运行方式参数。

当年经济运行表:用于存放今年的季节日负荷和对今年日负荷的经济运行方式参数。

下一年度经济运行表:用于存放下年的季节日负荷和对下年日负荷的经济运行方式参数。

经济效益表:用于存放当前经济运行方式下的经济效益,即可以节省多少度电参数。

2.1.3 实时日负荷数据库

该数据库文件用于存放获得的实时负荷数据库,共存放一天1 440条记录,软件将自动更新。

2.2 经济运行程序功能简介

2.2.1 自动和手动查询

自动查询是指软件读取日负荷相应点的参数,根据负荷大小和配电变压器的经济运行区得出当前配电变压器的经济运行情况,并在主界面上显示变压器的投切情况。同时根据负荷情况计算低压母线电压,如果母线电压低于规定值时,软件将发出“电压越下限”的预警信号。

手动查询为决策性质的辅助功能,手动查询按照季节和时间点进行,读取的信息为负荷预测得到的配电变压器的负荷和经济运行情况,该功能可以帮助运行人员对配电变压器的运行情况做一个提前的查询,其精确度与负荷预测的精确度一致,显示情况和自动查询相一致。

2.2.2 变压器损耗曲线查询

配电变压器经济运行软件可以提供配电变压器单独运行和并列运行的变压器损耗曲线的查询。在单击变压器时软件会弹出配电变压器组的损耗曲线,并给出相应的经济运行区域。

2.2.3 经济运行界面

该界面显示统计的去年、今年和预计下年的季节日负荷和相应的经济运行情况,给出了各时间点配电变压器的经济运行方式的建议,并显示相关的经济效益。经济运行界面还可实现报表形成和对经济运行区进行控制等功能。报表是本软件的主要输出形式之一,输出的“经济运行预测报表”可以作为运行人员对变压器经济运行情况的参考。

运行人员根据报表可以编制出一套按季节划分的配电变压器经济运行表,只要负荷预测准确,按照经济运行表安排配电变压器的运行基本上可以满足经济运行的要求。输出的“经济效益情况报表”,显示了采用经济运行方法和全部两台并列运行情况对比下的日经济效益(节电情况)和一个季度的经济效益情况。

3 配电变压器经济运行软件经济效益测试

为测试该软件功能,对配电变压器经济运行软件设定参数,如表1所示。

利用实测的春季日负荷数据,通过配电变压器频繁投切控制界面将控制点a点设为50 kV·A,b点设为55 kV·A,c点设为140 kV·A,d点设为160kV·A,此时配电变压器的经济运行建议方式如表2所示。

采用经济运行控制后,并列运行的配电变压器组一天可以减少变压器损耗154 kW·h,春季可以节约电能损耗13 875 kW·h。由此可见,经过运行区控制后,配电变压器的经济效益有所增长,且其高压断路器的运行条件得到了大幅度的改善。

4 结束语

配电变压器经济运行软件的设计难点在于如何对并列运行配电变压器组的综合损耗曲线进行分类,从而得出配电变压器的经济运行判据。本文利用有功损耗将配电变压器损耗曲线分类,再利用相交点的大小得出配电变压器经济运行转折区域,并依此给出经济运行方式,是本软件最大的创新点。

通过实例测试可以看出,如果采纳配电变压器经济运行软件的建议进行变压器的合理投切,将明显地减少变压器损耗,节省了电能,提高了电力公司效益。

参考文献

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配网并列变压器经济运行的实例分析 篇6

电力变压器是应用极为广泛的电气设备。从发电、供电到用电,一般需经过约5次变压过程,每次变压都要产生电能损耗,在电力系统中,变压器的总损耗约占总发电量的8%,因此,变压器经济运行是降低网损的一个有效途径。

以开封供电公司35kV金沙变电站两台主变并列运行变压器为例,进行分析计算,降低两台变压器的损耗,使两主变经济运行。

1 实例分析及计算

1.1 设备基本配置

35kV金沙变电站有2台主变,分别为S7-5000和S7-6300,35kV导线为LGJ-95,长度为12.3km,月平均供电量350万kWh,该站35kV线损长期偏高。

1.2 理论线损计算

以2011年7月电量为例,总供电量:WP=3629920kWh Wq=798140kvarh;1#变:AP=1640880kWh,Aq=319200kvarh,运行时间744h;△P0=5.9kW,△Pk=37.8kW;2#变:WP=1847640kWh,Wq=307200kvarh,运行时间731h,△P0=7.13kW,△Pk=41.34kW。

(1)导线的损耗电量:

式中,Wp为总有功电量;Wq为总无功电量;k为负荷曲线特征系数,取1.05;Rd为导线电阻;U为额定电压;t为线路运行时间。

(2)变压器的空载损耗电量:

式中,△P0为变压器空载损耗;t为变压器的运行时间。

(3)变压器的平均电流:

式中,Ap为变压器有功电量;Aq为变压器无功电量;Ue为额定电压;t为变压器运行时间。

经计算,1#变压器平均电流为37.06A,2#变压器平均电流为42.26A。

(4)变压器的负载损耗电量:

式中,IPJ为变压器的平均电流;Ie为变压器的额定电流;△Pk为变压器的短路损耗,kW;Tf为变压器负载时间。

(5)理论线损率:

该月实际线损率为3.84%。

2 线损过高原因分析

可从以下方面进行线损过高原因分析:

(1)关口表计计量问题。

(2)母线电量不平衡率问题。

(3)主变是否经济运行。

(4)电容是否及时投退。

(5)线路电晕损耗是否过大。

(6)导线损耗所占比例是否过大。

3 采取措施

(1)联系计量人员,对关口表计进行校验,确保计量数据精确无误。

(2)安排专人对10kV母线的电量平衡率进行计算,发现异常及时检查。

(3)绘制该站变压器经济运行曲线图。

根据损耗公式,绘出变压器的损耗曲线图,如图1所示。

根据临界负载功率公式,当负载小于1687kVA,运行1#变;负载大于1687kVA小于3147kVA,运行2#变;负载大于3147kVA,两台主变并列运行。

严格按照变压器经济运行区间安排运行方式。

(4)根据负荷的大小及时对电容调档和投退。

(5)安排人员开展夜巡,将有放电现象的瓷瓶进行更换。

(6)由于该站负荷大且分布不均匀,主变是无载调压,为保证电压合格率和降低线损,建议将该站输电线路导线更换为LGJ-185。

4 取得的成效

采取上述措施后,2011年9、10月线损有明显下降,取得明显节电效果,各月线损对比见表1。

参考文献

[1]刘健,倪建立.配电网自动化新技术[M].北京:中国水利水电出版社,2004

[2]毕胜春.电力系统远动及调度自动化[M].北京:中国电力出版社,2010

[3]陈化刚.城乡电网改造实用技术问答[M].北京:中国水利水电出版社,1999

变压器并列运行研究 篇7

变压器并列运行时必须满足以下条件: (1) 各台变压器的电压比应相同; (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 (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) 。

按照试运行方案, 投入3号主变压器前应核对一次相位, 选择在主变压器低压侧进行。3号主变压器低压侧和2号主变压器低压侧进行核对相位时, 发现3号主变压器低压侧u, v, w相位滞后2号主变压器低压侧u, v, w相位60°。工作人员利用高压无线相位仪器, 测得2号主变压器和1号主变压器的低压侧相位是一致的, 并且都与3号主变压器相位相差60°, 这说明3号主变压器相位不正确。

通过相位图来分析, 如图1 (a) 所示, 正常Y-d11连接组变电器各相绕组通铁心柱, 高压侧绕组同极性端为首端, 故高、低压侧绕组电动势同相位, 此时低压侧电动势Eu超前高压侧电动势Eu30°。正是所说的11点钟接线, 一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时, 二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是, 低压侧的相电压超前高压侧线电压30°或滞后330°) 。

如图1 (b) 所示, Y-d11变压器按照正序接高压侧时, 高压侧U相与低压侧uw相量同向。则Uuv超前UUV30°。且Y-d11变压器的正序方向是规定的以出厂变压器铭牌的UVW方向为正序方向。

同理, 当Y-d11连接组变压器高压侧U, W接反, 负相序进入变压器时, 为W, V, U相量。

测量分析后发现负相序高压侧进入变压器后, 低压侧Uu滞后高压侧UU30°, 低压侧Uv滞后高压侧UV30°, 低压侧Uw滞后高压侧UW30°, 变成1点钟接线, 与原来的11点钟接线相差了60°。

变压器并列运行研究 篇8

在具有两路独立中压电源进线的供配电系统 (尤其是具有一、二级负荷的系统) 设计中, 中压系统采用两段母线独立运行 (中间不设母联或设母联但正常情况下断开) , 而低压系统则采用单母线分段、中间设联络的系统形式 (见图1) 。

低压侧的母线联络有两大功能:其一是当一段母线失去电源 (即有一台变压器退出运行) 时, 通过母线联络向该段母线供电, 以保证该段母线上的一级负荷及二级负荷的正常供电;其二是当两段母线 (即两台变压器) 负荷极不平衡时, 通过母线联络使两台变压器并列运行, 均衡其负荷, 以达到节能目的。

然而, 变压器的并列运行将带来以下3大问题:

(1) 当系统内低压侧 (d1、d2点) 发生短路时, 流过故障点的短路电流比变压器分列运行大1倍左右, 故要求设备具有较高的遮断能力。

(2) 当中压侧 (d3、d4及d5点) 发生短路时, 将有一个通过母联及两变压器流向短路点的反送电流。由于阻抗及各种电流保护的参数配合等原因, 这一反送电流较难迅速切除。特别是在中压进线断路器前端的供电线路 (d5点) 发生短路时, 这一反送电流将对电网及供电部门的抢修构成较大威胁。这是供电部门不能接受的。

(3) 发生短路时完好侧的变压器会严重过负荷。若母联断路器不能及时跳闸, 则会使完好侧电源跳闸, 从而扩大事故停电范围, 造成一、二级负荷也同时停电的严重后果。

由于以上原因, 类似如图1所示系统的变压器并列运行在设计中 (尤其是民用建筑的设计中) 已很少采用。然而, 尽管设计中已考虑到各变压器的负荷平衡, 但在实际运行中, 各变压器负荷不平衡的情况仍时有发生。尤其是在民用建筑 (如宾馆、商场、写字楼等) 中, 由于季节性、时间性负荷所占比例较大, 各变压器负荷不平衡问题就更加突出。这就体现出了研究图1所示低压系统的变压器并列运行问题的重要性。

二、问题的解决措施

(一) 前提条件

首先, 必须取得供电局的认可。供电局是电力、电网生产、运行及管理的部门, 必须保证整个电网的安全可靠运行。而对于图1所示系统, 就安全性而言, 变压器的并列运行要略低于分列运行。所以, 除采取必要的技术和管理措施外, 还必须取得供电局的认可, 否则项目将无法实施。

其次, 不是所有项目都适合采用图1所示系统的变压器并列运行方式。对一般情况而言, 可采用两路中压进线一用一备, 中压系统主接线为单母线分段中间设联络且母联常合的方式。这实际上等同于单路中压进线的变压器并列运行, 不存在反送电问题。当然, 对各变压器发生负荷不平衡概率较小的场所, 也可采用两路中压进线同时工作, 独立运行。低压系统通过连锁装置确保变压器不并列运行的方式。

然而, 对于各变压器发生负荷不平衡概率较大, 且对电源切换时间要求较高的场所 (如医院) , 应采用图1所示的系统, 并应考虑变压器并列运行。医院中具有较多的季节性、时间性负荷, 易出现负荷不平衡, 而其对电源切换时间要求又很高。

(二) 并列运行变压器的技术要求

两个变压器并列运行必须满足下列基本技术要求:

1.两个变压器的电压和变比应相同 (变比差不得超过0.5%, 调压范围与每级电压均应相同) , 否则两个变压器二次绕组内将出现环流, 造成电能损耗, 严重时将导致绕组过热并烧毁。

2.两个变压器的连接组别应相同 (连接方式、极性、相序等均必须相同) 。由于组别不同, 将使两个变压器的低压侧产生相位差, 由此产生电位差, 而这一电位差会在低压侧形成较大的环流。

3.两个变压器的阻抗电压应相等 (最多不超过±10%) 。这是因为并列运行变压器的负荷是按其阻抗电压值成反比分配的, 若阻抗电压值相差过大, 则起不到均衡负荷的作用, 严重时将会使阻抗电压值较小的变压器过负荷。

4.两个变压器的容量之差不宜过大 (最多不超过3∶1) 。如果差距过大, 两个变压器的特性不可能完全相同, 则两个变压器间的环流就会较大, 极易造成容量较小的变压器过负荷。

(三) 必要的物质条件

系统中必须采用满足系统遮断要求的元器件及开关柜。由于低压侧短路时, 短路电流流过变压器, 而变压器的阻抗较大 (一般变压器的短路电压百分比Ud%约为4.5, 而民用建筑中常用的干式变压器的Ud%约为6) , 根据我国电力系统目前的状况, 城市的10k V侧最大短路容量约为300MVA, 则在变压器并列运行下, 低压侧发生短路时, 其流过短路点的超瞬变短路电流I″<50k A。而现今的低压电器有了很大的发展, 如Prisma、Ar Tu、MNS、GCK等开关柜, 以及MT、E、CW、NS、T、CM、SM40等空气断路器, 其遮断电流均能达到50k A及以上。这为解决问题提供了必要的物质基础。

至于中压系统, 其短路电流要比低压系统的小得多 (变比关系) , 且变压器是否并列对其短路电流的影响不是很大 (即使发生反送, 因反送短路电流要通过两台变压器及相连的低压线路, 短路阻抗很大, 故其值远小于短路侧电源送来的短路电流) , 常用的设备均能满足要求。

(四) 应对低压侧发生短路的措施

应对低压侧发生短路有以下几种措施:

1.适当选择变压器容量。变压器容量与其阻抗成反比, 故与流过其短路电流成正比。再者, 变压器容量越大, 供电范围也就越大, 一旦发生事故, 影响就越大, 则供电可靠性降低, 系统的调配、管理也不方便, 且容易出现“大马拉小车”的耗能情况。笔者认为, 除特殊情况外, 应尽量不选1600kVA及以上容量的10/0.4 kV变压器。

2.必须设置母联断路器。母联断路器可在一段母线发生故障时迅速断开, 而使完好的母线段继续正常运行, 同时切断了向系统反送短路电流, 以提高供电的安全性和可靠性。

3.尽量配平各变压器的负荷, 尤其是配平一、二级负荷 (误差应在10%左右) 。这样, 可将母联断路器的脱扣电流整定为进线断路器的70%以下, 以确保发生短路时母联断路器先于低压总断路器跳闸。这一点是保证完好侧继续供电的必要前提, 必须严格实施。

4.避免系统中出现单一回路容量超过整个母线段容量的50%。在一段母线中, 若有一回路容量非常大, 将会使这一回路的断路器与母联断路器、低压总断路器的脱扣电流无法按有效级差进行整定, 则断路器的保护选择性降低, 有可能产生越级跳闸, 扩大事故停电面。这是不能允许的。

5.必须严格校核设备的遮断容量及动、热稳定参数。

(五) 应对中压侧发生短路的措施

从图1中可以看出, 当中压侧发生短路时, 流向短路点的短路电流由两部分组成, 即直接来自于中压电源和通过两台变压器由低压侧反送过来。由于变压器的阻抗比10k V线路阻抗大得多, 则由低压侧反送过来的短路电流要比直接从中压电源侧来的短路电流小得多, 故其危害性也小得多。以S9-1250/10型油浸式变压器 (相应的干式变压器的阻抗更大) 与5km的10k V电缆相比较, 变压器的电抗标幺值为3.6, 而电缆的电抗标幺值却只有0.36, 且反送短路电流要经过两台变压器。对切除这一反送电流, 一般无需采用速断保护, 可允许保护的动作带有一定的时限。对这一低压反送短路电流可采取以下几种措施:

1.变压器的中压电源断路器及该侧中压总进线断路器与其低压总断路器应相互连锁, 即只有当中压断路器合闸后, 低压总断路器才能合;反之, 若中压断路器跳闸, 则低压总断路器也应随之跳闸。当然, 应设置连锁解除装置, 以满足检修、调试的需要。对于在d3、d4点发生短路时, 这一连锁将非常迅速地切断低压反送短路电流。连锁接线图如图2所示。

2.低压母联断路器应带有失压脱扣, 并设置变压器严重过负荷保护, 动作于低压母联断路器跳闸。当中压侧发生短路时, 系统内的所有负荷包括短路侧的变压器 (此时其也成为负荷) 及反送短路电流均由完好侧变压器来带, 这将使该变压器严重过负荷, 并使母线电压急剧下;又因为低压断路器的保护特性均为反时限型, 只要母联断路器的脱扣电流整定为低压总断路器的70%以下, 便可确保母联断路器先于低压总断路器跳闸。以上措施能使两段低压母线迅速分列, 以保证系统的安全及完好母线段的正常运行。注意, 两个低压总断路器不能带有失压脱扣, 且其速断整定应躲过上述的反送短路电流, 否则将会使完好侧的低压总断路器也同时跳闸, 扩大了事故停电面, 而使系统的供电可靠性下降。

3.在中压进线侧设置电流方向保护, 动作于高压总进线断路器或低压母联断路器的跳闸, 也可同时动作于以上两断路器的跳闸, 以确保d5点发生短路时, 迅速地切断低压反送短路电流。由于保护可能出现误动作, 造成不必要的停电, 笔者认为宜仅动作于低压母联断路器的跳闸为好。如果确是发生短路 (d5点) , 母联断路器的跳闸已切断低压反送短路电;如为误动作, 则仅是变压器分列运行, 不会造成停电, 且短期内的负荷不平衡也不会对供电系统造成危害。

除了采取以上各种措施 (包括应对低压侧短路的具体措施) , 还应在低压母联断路器跳闸后, 尽快切除故障点, 以使低压母联断路器能尽早重新合闸, 恢复对故障侧低压母线段的供电。

三、结语

变压器并列运行研究 篇9

1 220KV三绕组变压器的应用及特点

220KV三绕组变压器在目前的发电厂领域得到了广泛的应用。这种变压器主要应用于两种不同的电压为系统或用户供电或者几级不同电压需要被连接时, 并且设计合理, 高压在最外层, 同时, 为了便于绝缘, 降变压将绕组放在高压、低压绕组之间能够保证磁场分布均匀, 减少了消耗, 对提高电压的调整率和运行的性能有很大的帮助。

220KV三绕组变压器和双绕线的变压器的工作原理是相同的, 就是在原先的基础上加了一个绕组, 具有下面的特点:第一, 按照国家规定的绕组容量的100/100/100、100/100/50和100/50/100三个类型匹配。在并列运行的过程中, 其中一个绕组的负荷和另外两个绕组的负荷的相量要相等, 每个绕组都不能超出在即的而定容量范围。第二, 在220KV三绕组变压器的运行中, 三个绕组是相互关联的。因此, 一个绕组的负荷会对其他绕组的负荷电流产生相应的影响。第三, 降压型绕组是按铁芯-低压-中压-高压的顺序排列的, 因此, 高压与抵押之间的阻抗最大。第四, 为了减少三次谐波的分量, 变压器的单个绕组需要一个三角形的绕组进行连接。

2 220k V三绕组变压器阻抗的运行

2.1 基本方程式和等值电路

三绕组的变压器在在负荷状态下运行时, 三个绕组相互连接, 使绕组的磁通与主磁通相连, 三个绕组的磁势是电流与匝数的积。所以, 负载时的磁势平衡方程式是三个绕组的磁势的相量总和等于励磁磁势相量, 把副边折算到原边后, 就变成了三侧电流之相量与空载电流相量相等。如果忽略空载电流, 就变为三侧电流之相量和等于零。

在三绕组的变压器里, 不与三个绕组同时相连的磁通都被称为是漏磁通, 如果只和一个绕组相连并与其他两个不相连, 这样的磁通叫做自漏磁通。与其中两个相连不与第三个相连的磁通, 叫做互漏磁通。因此, 每组的漏磁压都会对其他两组的产生影响。

2.2 变压器的容量不匹配问题

由于型号不同, 会导致变压器的容量不匹配, 如果采用常规的配置和整定方法, 很可能出现越级跳闸和大面积的停电的事故。因此需要针对运行过程中的不匹配现象, 研究出对三绕线变压器的保护设计, 加强上级与下级的保护相互配合。

3 220KV三绕组变压器的优化

3.1 220KV三绕组变压器与其他变压器的抗阻分析

要想了解三绕线变压器的阻抗, 需要将其与常规的变压器和高阻抗变压器进行比较。在常规的阻抗变压器中, 许多用户按照需求将三个阻抗值进行匹配, 但是这种做法是不准确的。因为, 阻抗值受到多个因素的影响, 包括变压器的主绝缘结构和纵绝缘结构, 另外每两个绕组之间的阻抗值与其他两个绕组之间的阻抗值是相互对应的。也就是说, 两个数值得以确定, 那第三个也就是定值。对于高抗变压器而言, 主要有以下特点:高中阻抗的值接近标准值, 与标准值的差别在21%的范围之内, 中低阻值比标准值高出244%, 高低阻值比标准值高出99%。

3.2 220KV三绕组有载调压高阻抗变压器设计

对高抗变压器进行设计, 目的是实现阻抗的匹配, 并且控制漏磁的损耗, 其中的首要因素是实现高抗阻, 这就需要对组线进行排列。根据高抗阻的特点, 阻抗增幅最大的是中低压的绕组, 因此需要把中低压作为着手点, 确定铁心的直径以及电抗高度和磁密, 通过增大中低压上的主漏磁空道的尺寸来增大阻抗。同时, 将中压绕组的部分剥离到高压绕组的外径侧, 这样使中低压之间的阻抗值达到标准数值。这样, 高阻抗得以实现, 三对阻抗之间也能够匹配。

220KV三绕组有载调压高阻抗变压器是一种非对称的变压器, 因此, 该变压器在同相供电的系统中有着独特的应用。要实现变压器的高阻抗, 可以通过将高压或者是中压的绕组进行拆分。然而, 绕组的拆分受到各种因素的制约, 随着绕组数量的增加, 绝缘的处理非常复杂, 变压器的成本和体积增加。当然, 在拆分的时候, 绕组拆分的匝数不可过多, 一般保持在15%~20%之间。

普通变压器与电抗器相结合也是一种有效的方法, 在很多方面都得到了广泛的应用。这种方法比较简便, 在一个常规的变压器连接一个空心的电抗器, 以此来增加变压器的高低和中低阻抗, 进而提高变压器的阻抗。这种变压器具有结构简单和容易实现的优点, 然而, 体积比较大, 容易产生一些问日, 也不利于维护。另外, 平衡变压器可以改变单相的负载对三相负载不对称的影响, 当两个绕组的负载完全相同的情况下, 变压器的电流是对称的, 当只有一个绕组有负载时, 不对称的现象得不到改善, 在任意负载的情况下, 电流一般是不对称的。

为了实现三绕线变压器的相互匹配的并列运行, 需要对其进行合理的设计, 特备是保护设计。可以将两个变压器连接在一起, 共同使用一个直流环节, 实现有功能量的传递。另外, 可通过降压变压器来实现与电子器件的协调工作。

结束语

220KV三绕组变压器因其自身的优势在电力方面得到了普遍的应用和广泛的认可, 发挥了重要的作用。针对其在并列运行过程中出现阻抗不匹配的问题, 可以通过拆分绕组和进行保护设计等方法改进和优化, 实现变压器阻抗的相互匹配, 以便充分发挥220KV三绕组变压器在电力行业的重要作用, 提高工作效率, 节约成本, 减少消耗。本文就一些基本的理论, 进行了简单的分析, 不当之处请于指正。

参考文献

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