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    有载调压抽头不匹配的变压器并联运转剖析

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    点击次数：  更新时间：2018-06-26 11:19  【打印此页】  【关闭】

    　　

    关键词： 变压器调压抽头并联运转 环流

     

    　　一、问题提出及布景

    　　 变压器并联运转可更灵敏地满意用户的负荷需求及进步供电可靠性，变压器设备有载调压抽头今后能够便利进行电压调理，进步运转电压质量。因而大多数220kV变电站选用带有载调压抽头的主变压器，并按可在220kV，110kV两边并联运转的条件规划。但因为各种原因，在工程建造中会呈现不能彻底满意有关导则要求的并联运转条件的状况，220kV阳江变电站扩建#3主变过程中便遇调压抽头不匹配而导致的相似的问题。现介绍如下：

    　　 220kV阳江变电站现运转两台主变（120+150MVA），主变额外电压比： 220±8×1.25% / 121 / 11 kV，接线方式：YN yn0 d11，#1主变阻抗电压为：Uk1-2=14.8%，Uk1-3=24 %，Uk2-3=8 % ； #2主变阻抗电压为：Uk1-2=14.1%，Uk1-3=24 %，Uk2-3=7.5% 。在扩建#3主变工程中，的变压器并联运转剖析业主选用的主变参数如下：容量180MVA，接线方式：YN yn0 d11，额外电压比： 220±106×1.5% / 121 / 11 kV，阻抗电压Uk1-2=14%，Uk1-3=50%，Uk2-3=35%。可见，该主变调压抽头及阻抗电压与220kV阳江站既有#1、#2主变不匹配。

    　　 依据GB/T17468-1998《电力变压器选用导则》，变压器并联运转条件如下：a）相位联系要相同，即钟时序数要相同；b）电压和变压比要相同，答应误差也相同（尽量满意电压比在答应误差规模内），调压规模与每级电压相同；c）短路阻抗相同，尽量控制在答应误差规模±10%以内，还应留意极限正分接方位短路阻抗与极限负分接方位短路阻抗要别离相同；d）容量比在0.5~2之间。

    　　可见，220kV阳江变电站三台主变不满意上述b)点的主变并联运转条件。

    　　该站的三台主变能否并联运转，需作进一步的核算剖析。

    　　二、环流核算及剖析

    　　1、核算条件

    　　1)因#1、#3主变容量差最大，别离以#1、#3主变并联运转和三台主变并联运转为例进行环流核算；

    　　2)不考虑抽头改动对短路电抗影响；

    　　3)电压无功调理设备能主动调整主变的变比差最小；

    　　4)疏忽绕组电阻重量；

    　　5)归算到220kV侧环流；

    　　2、有载调压抽头不匹配#1、#3主变并联运转的环流核算：

    　　主变阻抗Uk1-2折算为220kV侧的有名值

    　　1）#1主变

    　　Xk1=Uk1-2 × U2/S1

    　　 =0.148×2202÷120

    　　 =59.69Ω

    　　2）#2主变

    　　Xk2=Uk1-2 × U2/S3

    　　 =0.141×2202÷150

    　　 =45.50Ω

    　　3）#3主变

    　　Xk3=Uk1-2 × U2/S3

    　　 =0.14×2202÷180

    　　 =37.64Ω

    　　#1、#2、#3主变220kV侧的额外电流值：

    　　IN3=180×103÷√3÷220=472A

    　　IN2=150×103÷√3÷220=394A

    　　IN1=120×103÷√3÷220=315A

    　　#1、#3主变并联运转环流核算电路图如下:

    　　

    　　

    图1 : #1、#3主变并联运转环流核算电路图

    　　假定220kV空载，121kV侧加额外线电压121kV，#1、#3主变220kV侧相电压为：

    　　UE1=220×（1+△K1）÷√3kV

    　　UE3=220×（1+△K3）÷√3kV

    　　则环流：

    　　△ I= （UE1- UE3）÷（Xk1+ Xk3）

    　　=220×103×（△K1-△K3）÷√3÷（Xk1+ Xk3）A

    　　环流参阅正向为从#1主变经过220kV母线流入#3主变。

    　　抽头方位合理匹配的状况下，按上述公式核算的环流值如下表：

    　　表一：#1、#3主变并联运转环流核算成果表

    　　

     

    　　#1主变抽头方位

    　　

     

    　　#3主变抽头方位

    　　

     

    　　220kV环流（A）

    　　

     

    　　-8×1.25%=-10%

    　　

     

    　　-6×1.5%=-9%

    　　

     

    　　-13.05

    　　

     

    　　-7×1.25%=-8.75%

    　　

     

    　　-6×1.5%=-9%

    　　

     

    　　3.26

    　　

     

    　　-6×1.25%=-7.5%

    　　

     

    　　-5×1.5%=-7.5%

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　-5×1.25%=-6.25%

    　　

     

    　　-4×1.5%=-6%

    　　

     

    　　-3.26

    　　

     

    　　-4×1.25%=-5%

    　　

     

    　　-3×1.5%=-4.5%

    　　

     

    　　-6.52

    　　

     

    　　-3×1.25%=-3.75%

    　　

     

    　　-2×1.5%=-3%

    　　

     

    　　-9.79

    　　

     

    　　-2×1.25%=-2.5%

    　　

     

    　　-2×1.5%=-3%

    　　

     

    　　6.52

    　　

     

    　　-1×1.25%=-1.25%

    　　

     

    　　-1×1.5%=-1.5%

    　　

     

    　　3.26

    　　

     

    　　0×1.25%=0%

    　　

     

    　　0×1.5%=0%

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　1×1.25%=1.25%

    　　

     

    　　1×1.5%=1.5%

    　　

     

    　　-3.26

    　　

     

    　　2×1.25%=2.5%

    　　

     

    　　2×1.5%=3%

    　　

     

    　　-6.52

    　　

     

    　　3×1.25%=3.75%

    　　

     

    　　2×1.5%=3%

    　　

     

    　　9.79

    　　

     

    　　4×1.25%=5%

    　　

     

    　　3×1.5%=4.5%

    　　

     

    　　6.52

    　　

     

    　　5×1.25%=6.25%

    　　

     

    　　4×1.5%=6%

    　　

     

    　　3.26

    　　

     

    　　6×1.25%=7.5%

    　　

     

    　　5×1.5%=7.5%

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　7×1.25%=8.75%

    　　

     

    　　6×1.5%=9%

    　　

     

    　　-3.26

    　　

     

    　　8×1.25%=10%

    　　

     

    　　7×1.5%=10.5%

    　　

     

    　　-6.52

    　　

    　　按上表主变调压抽头方位匹配，最大环流可到达13.05A，考虑到主变调压抽头坐落最等级低的状况很少，能够疏忽。则正常状况下，最大环流可到达9.79A。

    　　3、三台主变并联运转时的环流核算

    　　三台主变并联运转环流核算电路图如下:

    　　

    　　

    图2 : 三台主变并联运转环流核算电路图

    　　因为#1、#2主变抽头电压共同，将#1、#2主变作戴维南等效电路

    　　如下图,其间UE= UE1= UE2, XE= Xk1// Xk2=25.82Ω.

    　　

    　　

    图3 : #1、#2主变作戴维南等效后和#3主变并联运转环流核算电路图

    　　由电路图可得:

    　　△ I= （UE- UE3）÷（XE+ Xk3）

    　　=220×103×（△K1-△K3）÷√3÷（XE+ Xk3）A

    　　△I1=△I×Xk2÷（Xk1+ Xk2）

    　　△I2=△I×Xk1÷（Xk1+ Xk2）

    　　环流参阅正向为从#1、#2主变经过220kV母线流入#3主变。

    　　抽头方位合理匹配的状况下，按上述公式核算的环流值如下表：

    　　表二：三台主变并联运转环流核算成果表

    　　

     

    　　#1、#2主变抽头方位

    　　

     

    　　#3主变抽头方位

    　　

     

    　　#3主变环流△I（A）

    　　

     

    　　#1主变环流△I1（A）

    　　

     

    　　#2主变环流△I2（A）

    　　

     

    　　-8×1.25%=-10%

    　　

     

    　　-6×1.5%=-9%

    　　

     

    　　-20.02

    　　

     

    　　-8.66

    　　

     

    　　-11.36

    　　

     

    　　-7×1.25%=-8.75%

    　　

     

    　　-6×1.5%=-9%

    　　

     

    　　5.01

    　　

     

    　　2.17

    　　

     

    　　2.84

    　　

     

    　　-6×1.25%=-7.5%

    　　

     

    　　-5×1.5%=-7.5%

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　-5×1.25%=-6.25%

    　　

     

    　　-4×1.5%=-6%

    　　

     

    　　-5.01

    　　

     

    　　-2.17

    　　

     

    　　-2.84

    　　

     

    　　-4×1.25%=-5%

    　　

     

    　　-3×1.5%=-4.5%

    　　

     

    　　-10.01

    　　

     

    　　-4.33

    　　

     

    　　-5.68

    　　

     

    　　-3×1.25%=-3.75%

    　　

     

    　　-2×1.5%=-3%

    　　

     

    　　-15.01

    　　

     

    　　-6.50

    　　

     

    　　-8.51

    　　

     

    　　-2×1.25%=-2.5%

    　　

     

    　　-2×1.5%=-3%

    　　

     

    　　10.01

    　　

     

    　　4.33

    　　

     

    　　5.68

    　　

     

    　　-1×1.25%=-1.25%

    　　

     

    　　-1×1.5%=-1.5%

    　　

     

    　　5.01

    　　

     

    　　2.17

    　　

     

    　　2.84

    　　

     

    　　0×1.25%=0%

    　　

     

    　　0×1.5%=0%

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　1×1.25%=1.25%

    　　

     

    　　1×1.5%=1.5%

    　　

     

    　　-5.01

    　　

     

    　　-2.17

    　　

     

    　　-2.84

    　　

     

    　　2×1.25%=2.5%

    　　

     

    　　2×1.5%=3%

    　　

     

    　　-10.01

    　　

     

    　　-4.33

    　　

     

    　　-5.68

    　　

     

    　　3×1.25%=3.75%

    　　

     

    　　2×1.5%=3%

    　　

     

    　　15.01

    　　

     

    　　6.50

    　　

     

    　　8.51

    　　

     

    　　4×1.25%=5%

    　　

     

    　　3×1.5%=4.5%

    　　

     

    　　10.01

    　　

     

    　　4.33

    　　

     

    　　5.68

    　　

     

    　　5×1.25%=6.25%

    　　

     

    　　4×1.5%=6%

    　　

     

    　　5.01

    　　

     

    　　2.17

    　　

     

    　　2.84

    　　

     

    　　6×1.25%=7.5%

    　　

     

    　　5×1.5%=7.5%

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　0.00

    　　

     

    　　7×1.25%=8.75%

    　　

     

    　　6×1.5%=9%

    　　

     

    　　-5.01

    　　

     

    　　-2.17

    　　

     

    　　-2.84

    　　

     

    　　8×1.25%=10%

    　　

     

    　　7×1.5%=10.5%

    　　

     

    　　-10.01

    　　

     

    　　-4.33

    　　

     

    　　-5.68

    　　

    　　按上表主变调压抽头匹配，最大环流可到达-20.02A，考虑到主变调压抽头坐落最等级低的状况很少，能够疏忽。则正常状况下，最大环流#3主变可到达15.01A，#1主变6.5A，#2主变8.51A。

    　　4、环流核算成果剖析

    　　1）、#1、#3主变并联运转最大环流和额外电流的比值为

    　　△ I1%=△I / IN1=9.79÷315=3.1%

    　　△ I3%=△I / IN3=9.79÷315=2.1%

    　　2）、三台主变并联运转最大环流和额外电流的比值为

    　　△ I1%=△I1 / IN1=6.5÷315=2.1%

    　　△ I2%=△I2 / IN2=8.51÷394=2.16%

    　　△ I3%=△I3 / IN3=15.01÷472=3.18%

    　　3）、 最大环流时的主变运送满负荷状况下失配率

    　　假定当三台主变无环流状况下，潮流方向从220kV母线流向主变，满负荷运转时#1主变的电流为315A，负荷功率因数Cosφ=0.8。则当变比不共同导致最大环流为-6.5A时，#1主变运送相同负荷时的电流为：

    　　I1’2=（315×Sinφ+6.5）2+（315×Cosφ）2 =101724

    　　I1’=318.9A

    　　或许当环流为6.5A时，#1主变运送相同负荷时的电流为：

    　　I1’2=（315×Sinφ-6.5）2+（315×Cosφ）2 =96810

    　　I1’=311.14A

    　　按上述办法可核算最大环流导致的#2、#3主变运送满负荷时电流的改动：

    　　对应抽头方位#1（#2）主变：-3.75%，#3主变：-3. %时

    　　I2’=399.2A , I3’=463A

    　　对应抽头方位#1（#2）主变：3.75%，#3主变：3. %时

    　　I2’=389A , I3’=481A

    　　按(I’-IN)/IN*100%核算最大环流导致的主变运送负荷分配失配率

    　　最大环流时的主变运送满负荷状况下失配率表

    　　

     

    　　抽头方位

    　　

     

    　　#1主变

    　　失配率

    　　

     

    　　#2主变

    　　失配率

    　　

     

    　　#3主变

    　　失配率

    　　

     

    　　#1（#2）主变：-3.75%，

    　　#3主变：-3. %

    　　

     

    　　1.2%

    　　

     

    　　1.3%

    　　

     

    　　-1.9%

    　　

     

    　　#1（#2）主变：3.75%，

    　　#3主变：3. %

    　　

     

    　　-1.2%

    　　

     

    　　-1.3%

    　　

     

    　　1.9%

    　　

    　　 GB/T13499-2002《电力变压器使用导则》第6点的相关条文：“不用对某些参数有少数失配的成果表明过多的忧虑。例如，对两台并联运转变压器没有必要精确地提出相同的分接电压。分接级通常是少到使错开的分接级能合理运转――― 两台不同规划的变压器，若它们之间的相对负荷失配率一般不大于１０％时，则认为是合理的。”
    对220kV阳江站主变环流核算得到成果： #3主变最大环流可到达主变额外电流的3.2%，环流导致的主变运送负荷分配失配率为1.9%小于上述导则的１０％合理要求，#1、#2主变的上述误差值小于#3主变，所以环流对主变影响能够承受， #1、#2、#3主变可在220kV和110kV侧并联运转。但应承认电压无功主动调理设备能主动调整主变的变比差到最小。

    　　三、定论

    　　 变压器并联运转是增强供电灵敏性、进步供电可靠性和对用户不间断供电在运转上选用的一种很有用的手法。为满意并联运转条件应在规划阶段按GB/T17468-1998《电力变压器选用导则》的要求挑选主变压器。但在实际工作中常遇到不能彻底满意导则要求而需并联运转的状况，则应详细进行环流、负荷分配方面的核算，并权衡并联运转带来对主变设备的晦气和运转上的优点，决议是否施行并联运转，或采纳进一步的替换改造变压器的办法。(李志平 王彦峰)

    　　 来历：慧聪

    　　
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