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        變壓器并列運行條件探析

        2012-08-15 00:54:11李忠義
        科技視界 2012年27期
        關(guān)鍵詞:環(huán)流繞組損耗

        劉 旭 李忠義

        (天津市電力公司檢修公司 中國 天津 300222)

        變壓器是變電站最重要的設(shè)備,是全站設(shè)備運行的中心樞紐,所以變壓器的并列運行成為變電站運行人員應(yīng)關(guān)注的問題。變壓器電壓比不相同,兩臺變壓器并列運行將產(chǎn)生環(huán)流,影響變壓器的出力。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。因此,應(yīng)盡量使并列運行變壓器電流、電壓、阻抗電壓等值同時,但變壓器并列運行中常會遇到電壓比、百分阻抗不完全相同的情況,這時應(yīng)采取必要的措施,確保變電站變壓器運行更加穩(wěn)定、健康而經(jīng)濟(jì)。

        1 變壓器并列運行意義所在

        1.1 提高供電的可靠性

        當(dāng)并列運行的變壓器中有一臺發(fā)生故障時,只要迅速將其從電網(wǎng)中切除,另一臺或兩臺變壓器仍可正常供電;檢修某臺變壓器時,也不影響其他變壓器正常運行,從而減少了故障和檢修時的停電范圍和次數(shù),提高供電可靠性。

        1.2 提高變壓器運行的經(jīng)濟(jì)性

        由于用電負(fù)荷季節(jié)性很強(qiáng),可根據(jù)負(fù)荷的大小調(diào)整投入運行的變壓器臺數(shù),這樣既可以減少變壓器的空載損耗,提高效率,降低變壓器運行中的損耗,又可以減少無功勵磁電流,改善電網(wǎng)的功率因數(shù),提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行。

        2 變壓器并列運行所需條件

        變壓器并列運行最理想的運行情況是:當(dāng)變壓器已經(jīng)并列起來,但還沒有帶負(fù)荷時,各臺變壓器之間應(yīng)沒有循環(huán)電流;當(dāng)同時帶上負(fù)荷后各臺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分擔(dān)負(fù)荷。因此,為了達(dá)到理想的運行情況,變壓器并列運行時必須滿足下面技術(shù)條件:

        2.1 兩個變壓器的電壓和變比應(yīng)相同(變比差不得超過0.5%,調(diào)壓范圍與每級電壓均應(yīng)相同),否則兩個變壓器二次繞組內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流,造成電能損耗,嚴(yán)重時將導(dǎo)致繞組過熱并燒毀。

        2.2 兩個變壓器的連接組別應(yīng)相同(連接方式、極性、相序等均必須相同)。由于組別不同,將使兩個變壓器的低壓側(cè)產(chǎn)生相位差,由此產(chǎn)生電位差,而這一電位差會在低壓側(cè)形成較大的環(huán)流。

        2.3 兩個變壓器的阻抗電壓應(yīng)相等(最多不超過±10%)。這是因為并列運行變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的,若阻抗電壓值相差過大,則起不到均衡負(fù)荷的作用,嚴(yán)重時將會使阻抗電壓值較小的變壓器過負(fù)荷。

        2.4 兩個變壓器的容量之差不宜過大(最多不超過3∶1)。如果差距過大,兩個變壓器的特性不可能完全相同,則兩個變壓器間的環(huán)流就會較大,極易造成容量較小的變壓器過負(fù)荷。

        3 不滿足條件變壓器并列運行的不良后果分析

        下面分析變壓器并列運行條件中某一條件不符合時產(chǎn)生的不良后果:

        3.1 電壓比不相等變壓器的并列運行

        由于兩臺變壓器原邊電壓相等,電壓比不相等,副邊繞組中的感應(yīng)電勢也就不相等,便出現(xiàn)了電勢差。在電勢差的作用下,副邊繞組內(nèi)便出現(xiàn)了循環(huán)電流。

        在有負(fù)荷的情況下,由于循環(huán)電流的存在,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。這樣就造成并列運行的變壓器不能按容量成正比分擔(dān)負(fù)荷。即變壓器不能帶滿負(fù)荷,使總?cè)萘坎荒艹浞掷?,不僅降低了輸出功率,還增加了電能損耗。特別是當(dāng)變比相差較大時,還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)電流過大而影響并列變壓器的正常工作,變壓器并列運行的變比相差不宜過大。

        3.2 阻抗電壓不等情況下變壓器的并列運行

        阻抗電壓不等時變壓器并列運行:因為變壓器間負(fù)荷分配與其額定容量成正比,而與阻抗電壓成反比。也就是說當(dāng)變壓器并列運行時,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,當(dāng)兩臺阻抗電壓不等的變壓器并列運行時,阻抗電壓大的分配負(fù)荷小,當(dāng)這臺變壓器滿負(fù)荷時,另一臺阻抗電壓小的變壓器就會過負(fù)荷運行。變壓器長期過負(fù)荷運行是不允許的,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。

        4 變壓器并列運行的實際應(yīng)用

        在生產(chǎn)實踐中,往往變壓器已經(jīng)存在,即使阻抗不相等,只要能保證最大負(fù)荷下短路阻抗最小的變壓器不會過載,那么就可以并聯(lián)使用。只要Uk%相同,基本上就是成正比分配負(fù)荷。

        短路電壓百分比應(yīng)該叫短路阻抗更嚴(yán)謹(jǐn)一些,短路阻抗的定義為:短路阻抗用Uk表示,它指在額定頻率和參考溫度下,一對繞組中某一繞組端子之間的等效串聯(lián)阻抗,此時另一繞組的端子短路。短路阻抗通常用百分?jǐn)?shù)表示,此值等于短路試驗中為產(chǎn)生相應(yīng)額定電流時所施加的電壓與額定電壓之比。當(dāng)短路阻抗不同時,不會產(chǎn)生環(huán)流,但會產(chǎn)生附加損耗。原因是當(dāng)兩臺阻抗電壓不等的變壓器并列運行時,阻抗電壓大的分配負(fù)荷小,當(dāng)這臺變壓器滿負(fù)荷時,另一臺阻抗電壓小的變壓器就會過負(fù)荷運行。變壓器長期過負(fù)荷運行是不允許的,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)運行。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%。另外,如果并列變壓器的變比不同或聯(lián)接組別不同時都會產(chǎn)生環(huán)流。

        兩臺要并列運行的的變壓器如容量不同不會產(chǎn)生附加損耗,但不同容量的變壓器阻抗值較大,負(fù)荷分配極不平衡,當(dāng)運行方式改變、檢修、事故停電時,小容量的變壓器將起不到備用的作用。因此兩臺變壓器并列,其容量比不應(yīng)超過3∶1。

        5 結(jié)語

        綜上所述,變壓器并列運行應(yīng)注意以下事項:①變壓器運行前必須進(jìn)行極性、接線組別及變比的測量試驗以確保變壓器安全并列運行;②變壓器在安裝后以及在進(jìn)行過有可能使相位變動的工作后必須經(jīng)過核相后才允許并列運行;③并列運行時,應(yīng)合理選擇并、解列點;④變壓器并列運行前,必須根據(jù)各變壓器檔位的電壓比,確定并列運行的變壓器變比相等時所對應(yīng)的檔位,并進(jìn)行相應(yīng)的檔位調(diào)整;⑤當(dāng)并列運行的變壓器中性點是經(jīng)消弧線圈接地的,須進(jìn)行消弧線圈由接一臺主變運行切換到另一主變運行倒閘操作時,應(yīng)遵循先停后送的原則,嚴(yán)禁將消弧線圈同時接入兩臺變壓器的中性點上。

        [1]張耀山.變壓器并列運行的技術(shù)分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息,2010(6).

        [2]劉玉軍.變壓器并列運行問題簡析[J].中國設(shè)備工程,2012(4).

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