论文部分内容阅读
【摘要】并列运行无载调压变压器的电压调节，在操作上将导致全站失电，影响负荷运行。通过环流计算，控制负荷，可以做到不停电调节电压，保证重要负荷的正常供电
【关键词】无载调压变压器 并列运行电压调节环流计算
中图分类号：TM4文献标识码： A 文章编号：
电力系统电压受运行方式、线路阻抗及负荷变化等因素的影响，偏离了额定电压。为保证各种电气设备处于最佳工作状态下运行，需要调整变压器的变压比和电压分接头，以保证系统电压符合标准。
变压器调压装置的分类。
变压器分接开关，也称变压器调压装置，分为无载分接开关和有载分接开关两类。①无载分接开关不具备带负载转换档位的能力，故调档时必须使变压器停电，在变压器无负载、无电压时才许可操作。②有载分接开关可以在变压器运行时带负荷切换档位调解变压器的电压。因为有载分接开关在调档过程中，不存在短时断开过程，经过一个过渡电阻过渡，从一个档转换至另一个档位，从而也就不存在负荷电流断开的拉弧过程。
我单位5座变电站变压器都采用无载调压装置。
1、并列运行无载调压变压器调压时存在的问题
无载调压分接开关在调压操作时，必须逐台停电进行，首先将一台变压器停电转检修，另一台主变运行带全站负荷。检修人员执行调节分接开关作业完毕，在送变压器时，两台主变变比不同，一台主变位于n档，另一台位于n±m档。无载调压范围一般为额定电压的±5％，分为3、5、7、9级，每级为额定电压的3.3%、2%、1.4%、1.1%，相应每档变比差值3.3%、2%、1.4%、1.1%。
调压后一台主变位于n档，另一台位于n±m档，即便只调1档（m = 1），两台主变并列运行其差值最小为1.1%，
根据电力相关规程规定，变压器并列运行需要并且必须满足以下四个条件：
接线组别相同；
变比差值不得超过±0.5%；
短路电压值不得超过±10%；
两台变压器容量比不宜超过3：1。
此时，两台变压器违反了并列运行条件第二条：变比差值不得超过±0.5%。
危害分析：如果变压器变比不同，其二次电压大小不等、在二次绕组中会产生环流、这个环流不仅占据变压器容量，还将增加变压器损耗，使变压器输出能量降低，变比相差过大，将会破坏变压器的正常运行，导致保护动作。
按照规程要求，由于两台主变档位不同，不能并列运行，这样将造成全站短时间停电。操作时，需要将运行主变先停电，再送调压变压器，这将导致全站短时间(根据变电站规模不同，约5-10分钟)失电。
一直以来，我单位五座变电站实施调节主变分接头调压时，按照规程规定，都会短时间全站失电，首先对所带负荷造成较大影响，不能正常连续运行，其次由于全站断路器需要全部操作一遍，容易引发开关、直流电源等次生故障。
2、问题的分析计算
规程规定的变压器并列运行指的是长时间的运行，调压时的主变并列是短时间的，时长大约在1-2分钟之间，并非长期并列运行。
2.1 不同档位变压器短时并列条件
由于主变内部阻抗的存在，该环流值可以计算，并控制在设备容许范围内。变压器具备过负荷能力，可以短时间超过额定容量运行，同时考虑变压器的过负荷保护设置，当环流值符合以下条件时，对变压器没有损害，变压器可以并列：
Ic + If ＜ Igf （1）
上式中：Ic为环流值，If为负荷电流，Igf为主变过负荷电流。
负荷电流：在停一台主变前，需要压负荷，将全站负荷控制在一台主变容量范围内，即If≤In。调压完成后，主变并列时，两台主变平均分配负荷电流，单台主变的负荷电流If≤0.5In（2）。
主变过负荷电流计算：
Igf =（Kk/Kb）In = (1.2/0.85)In = 1.41In(3)
将（2）（3）式代入（1）式，得到下式
环流值Ic ＜ Igf–If = 1.41In–0.5In = 0.91In
Ic ＜0.91In
即环流值小于0.91倍的主变额定电流值，两台变压器即可并列。
2.2变比不同的变压器并列时二次环流的计算
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) （1）
式中ZdI--表示1#变压器的内部阻抗；ZdII--表示2#变压器的内部阻抗
变压器铭牌参数阻抗电压Uzk
Uzk=(Zd/Zn)100=( Zd/Un/1.732In)100（2）
式中Zd--变压器的内部阻抗；Zn--变压器的额定阻抗；Un--变压器的额定电压；In--变压器的额定电流
如果Zd用阻抗电压Uzk表示，则由（2）式变换为：
Zd=UzkUn/(100*1.732In) （3）
将（3）式代入（1）式，得到下式
Ic=△E/( UzkIUn/(100*1.732In)+ UzkIIUn/(100*1.732In))
=100*1.732In△E/( UzkI+UzkII)Un （4）
如果△E用額定电压Un表示时，则
△E=△f* Un （4）
式中f--表示两台变压器的档位差
将（5）式代入（4）式，得到下式
Ic=100*1.732In △f* Un /( UzkI+UzkII)Un
=(100*1.732△f /( UzkI+UzkII)) In
2.3实例计算
以商一变电站为例，两台主变型号是S7—6300/35，35KV侧额定电流104A，6KV侧额定电流577A，阻抗电压为7.33%，7.32%。三个档位为36750，35000，33250，档位差为5%。
假设两台主变档位都在II档，现在需将档位调至I档，则不同档位并列时产生的环流为：
Ic=(100*1.732△f /( UzkI+UzkII)) In
=(100*1.732*0.05 /( 7.33+7.32)) 577
=341.1A
判别标准：0.91In = 0.91*577 = 525.07A
Ic＜0.91In满足判别标准要求
2012年10月22日，在商一变电站进行了试验，取得环流值与计算值基本相符，两台变压器并列成功。
3、需要注意的问题：
1、主变停电前应控制负荷，总负荷小于一台变压器容量，以防主变过负荷。
2、并列前，应将两台变压器的差动保护解除，防止低压侧环流导致差动保护误动，造成甩负荷。
3、如果要调整的电压幅值大于一次可调电压幅值，可以采取两步走的办法，调压两次，绝不可以一步到位，造成主变受损。
【关键词】无载调压变压器 并列运行电压调节环流计算
中图分类号：TM4文献标识码： A 文章编号：
电力系统电压受运行方式、线路阻抗及负荷变化等因素的影响，偏离了额定电压。为保证各种电气设备处于最佳工作状态下运行，需要调整变压器的变压比和电压分接头，以保证系统电压符合标准。
变压器调压装置的分类。
变压器分接开关，也称变压器调压装置，分为无载分接开关和有载分接开关两类。①无载分接开关不具备带负载转换档位的能力，故调档时必须使变压器停电，在变压器无负载、无电压时才许可操作。②有载分接开关可以在变压器运行时带负荷切换档位调解变压器的电压。因为有载分接开关在调档过程中，不存在短时断开过程，经过一个过渡电阻过渡，从一个档转换至另一个档位，从而也就不存在负荷电流断开的拉弧过程。
我单位5座变电站变压器都采用无载调压装置。
1、并列运行无载调压变压器调压时存在的问题
无载调压分接开关在调压操作时，必须逐台停电进行，首先将一台变压器停电转检修，另一台主变运行带全站负荷。检修人员执行调节分接开关作业完毕，在送变压器时，两台主变变比不同，一台主变位于n档，另一台位于n±m档。无载调压范围一般为额定电压的±5％，分为3、5、7、9级，每级为额定电压的3.3%、2%、1.4%、1.1%，相应每档变比差值3.3%、2%、1.4%、1.1%。
调压后一台主变位于n档，另一台位于n±m档，即便只调1档（m = 1），两台主变并列运行其差值最小为1.1%，
根据电力相关规程规定，变压器并列运行需要并且必须满足以下四个条件：
接线组别相同；
变比差值不得超过±0.5%；
短路电压值不得超过±10%；
两台变压器容量比不宜超过3：1。
此时，两台变压器违反了并列运行条件第二条：变比差值不得超过±0.5%。
危害分析：如果变压器变比不同，其二次电压大小不等、在二次绕组中会产生环流、这个环流不仅占据变压器容量，还将增加变压器损耗，使变压器输出能量降低，变比相差过大，将会破坏变压器的正常运行，导致保护动作。
按照规程要求，由于两台主变档位不同，不能并列运行，这样将造成全站短时间停电。操作时，需要将运行主变先停电，再送调压变压器，这将导致全站短时间(根据变电站规模不同，约5-10分钟)失电。
一直以来，我单位五座变电站实施调节主变分接头调压时，按照规程规定，都会短时间全站失电，首先对所带负荷造成较大影响，不能正常连续运行，其次由于全站断路器需要全部操作一遍，容易引发开关、直流电源等次生故障。
2、问题的分析计算
规程规定的变压器并列运行指的是长时间的运行，调压时的主变并列是短时间的，时长大约在1-2分钟之间，并非长期并列运行。
2.1 不同档位变压器短时并列条件
由于主变内部阻抗的存在，该环流值可以计算，并控制在设备容许范围内。变压器具备过负荷能力，可以短时间超过额定容量运行，同时考虑变压器的过负荷保护设置，当环流值符合以下条件时，对变压器没有损害，变压器可以并列：
Ic + If ＜ Igf （1）
上式中：Ic为环流值，If为负荷电流，Igf为主变过负荷电流。
负荷电流：在停一台主变前，需要压负荷，将全站负荷控制在一台主变容量范围内，即If≤In。调压完成后，主变并列时，两台主变平均分配负荷电流，单台主变的负荷电流If≤0.5In（2）。
主变过负荷电流计算：
Igf =（Kk/Kb）In = (1.2/0.85)In = 1.41In(3)
将（2）（3）式代入（1）式，得到下式
环流值Ic ＜ Igf–If = 1.41In–0.5In = 0.91In
Ic ＜0.91In
即环流值小于0.91倍的主变额定电流值，两台变压器即可并列。
2.2变比不同的变压器并列时二次环流的计算
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) （1）
式中ZdI--表示1#变压器的内部阻抗；ZdII--表示2#变压器的内部阻抗
变压器铭牌参数阻抗电压Uzk
Uzk=(Zd/Zn)100=( Zd/Un/1.732In)100（2）
式中Zd--变压器的内部阻抗；Zn--变压器的额定阻抗；Un--变压器的额定电压；In--变压器的额定电流
如果Zd用阻抗电压Uzk表示，则由（2）式变换为：
Zd=UzkUn/(100*1.732In) （3）
将（3）式代入（1）式，得到下式
Ic=△E/( UzkIUn/(100*1.732In)+ UzkIIUn/(100*1.732In))
=100*1.732In△E/( UzkI+UzkII)Un （4）
如果△E用額定电压Un表示时，则
△E=△f* Un （4）
式中f--表示两台变压器的档位差
将（5）式代入（4）式，得到下式
Ic=100*1.732In △f* Un /( UzkI+UzkII)Un
=(100*1.732△f /( UzkI+UzkII)) In
2.3实例计算
以商一变电站为例，两台主变型号是S7—6300/35，35KV侧额定电流104A，6KV侧额定电流577A，阻抗电压为7.33%，7.32%。三个档位为36750，35000，33250，档位差为5%。
假设两台主变档位都在II档，现在需将档位调至I档，则不同档位并列时产生的环流为：
Ic=(100*1.732△f /( UzkI+UzkII)) In
=(100*1.732*0.05 /( 7.33+7.32)) 577
=341.1A
判别标准：0.91In = 0.91*577 = 525.07A
Ic＜0.91In满足判别标准要求
2012年10月22日，在商一变电站进行了试验，取得环流值与计算值基本相符，两台变压器并列成功。
3、需要注意的问题：
1、主变停电前应控制负荷，总负荷小于一台变压器容量，以防主变过负荷。
2、并列前，应将两台变压器的差动保护解除，防止低压侧环流导致差动保护误动，造成甩负荷。
3、如果要调整的电压幅值大于一次可调电压幅值，可以采取两步走的办法，调压两次，绝不可以一步到位，造成主变受损。