改擴建工程中變壓器并列運行的影響

1、    改擴建工程中變壓器并列運行的影響    李萬年摘 要：針對工程施工過程中新變壓器與舊變壓器并列運行引起的負(fù)載不均勻分配、環(huán)流等問題進行了分析，并提出了改善環(huán)流影響的措施。通過合理調(diào)節(jié)主變抽頭位置，降低了環(huán)流影響和網(wǎng)損，就改擴建工程的建設(shè)和設(shè)備選擇提出了一些建議。關(guān)鍵詞：變壓器；并列運行；環(huán)流；擋位：tm41 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2017.05.0491 問題的提出某220 kv變電站主變?nèi)萘繛?×90 mva，隨著負(fù)荷發(fā)展，已不滿足負(fù)荷需求，長期處于重載狀態(tài)。為了緩解供電壓力，滿足負(fù)荷增長需求，擬開展增容工

2、程，將原變壓器更換為2臺180 mva變壓器。工程實施期間，原1#變壓器（90 mva）與新增2#變壓器（180 mva）將并列運行3個月，以應(yīng)對夏季高峰負(fù)荷。新舊變壓器阻抗值、電壓比不相同，具體參數(shù)見表1.根據(jù)參數(shù)對比可看出，新舊變壓器容量不等、額定電壓不同、阻抗電壓不一致，高中、高低、中低側(cè)短路阻抗偏差分別為3.05%、88.25%、181%，額定電壓比差值為5.13%.由此可見，新、舊變壓器不滿足電力變壓器運行規(guī)程規(guī)定的并列運行條件。2 變壓器并列運行的理論分析2.1 負(fù)荷分配問題阻抗電壓不同的兩臺變壓器并列運行時，由于并聯(lián)阻抗不同，使得通過兩條變壓器支路的負(fù)荷電流不按變壓器容量比例分配

3、。當(dāng)變電站負(fù)載較大時，可能導(dǎo)致容量較小的變壓器滿載，而容量較大的變壓器負(fù)載率較低。2.2 環(huán)流問題兩臺變比不同的變壓器并列運行時，在低壓側(cè)會形成電位差，從而在變壓器之間形成環(huán)流，進而增大了變壓器損耗，其引起的環(huán)流功率可能導(dǎo)致變壓器過載，同時，會對保護造成一定影響。環(huán)流值過大時，還可能燒毀變壓器。兩臺變壓器引起的環(huán)流計算方法如下：式（1）中：ih為環(huán)流有名值；u為電壓差。根據(jù)變壓器廠家提供的相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)，可推導(dǎo)得出環(huán)流標(biāo)幺值計算公式如下：式（2）中：i*h為環(huán)流標(biāo)幺值；ih為環(huán)流有名值；in為基準(zhǔn)值；k*為電壓比偏差百分比；ud和ud分別為1#、2#主變高中側(cè)阻抗電壓值。3 不計及環(huán)流影響的負(fù)荷

4、分配情況本變電站新舊變壓器并列運行期間，中壓側(cè)最大負(fù)荷預(yù)計為180 mw，功率因數(shù)為0.95，低壓側(cè)未帶負(fù)荷。根據(jù)新舊變壓器主變?nèi)萘考案邏簜?cè)阻抗電壓值，有：式（3）（4）中：s為變電站總負(fù)載，s1和s2分別為1#、2#變壓器負(fù)載；ud1和u”d1分別為1#、2#主變高壓側(cè)阻抗電壓值；se1和se2分別為1#、2#主變的額定容量。根據(jù)上述公式，可求得1#、2#主變負(fù)載分別為64.5 mva、125 mva。4 檔位相同時變壓器間的環(huán)流計算由于主變環(huán)流主要是因各主變變比差引起的，因此，兩臺主變并列運行時環(huán)流等值簡化電路如圖1所示。1#主變額定電壓為230±8×1.25%/121

5、/10.5 kv，新增2#主變額定電壓230±8×1.25%/115/10.5 kv，使兩臺主變均運行在主抽頭位置，則電壓比偏差k*=5.13%，環(huán)流值i*h=24.9%.由于新舊變壓器額定變比不同，當(dāng)二者均運行在主抽頭位置時，其電壓比偏差較大，從而引起的環(huán)流值較大，達(dá)到24.9%.由于環(huán)流疊加在負(fù)荷電流上，使得二次側(cè)電壓較高的變壓器負(fù)荷加重，二次側(cè)電壓較低的變壓器負(fù)荷減輕。根據(jù)新舊變壓器額定電壓值，原1#變壓器二次側(cè)電壓較高，將該環(huán)流疊加至原1#變壓器上，校驗是否在額定容量內(nèi)，i1=0.107 ka，s1=22.4 mva，s1=86.9 mva。1#變壓器額定容量為90

6、 mva，根據(jù)上述計算結(jié)果，當(dāng)運行在主抽頭位置時，因環(huán)流影響，1#變壓器負(fù)荷值達(dá)86.9 mva，接近滿載，不利于變壓器的經(jīng)濟、可靠運行。5 減少環(huán)流影響的措施當(dāng)兩臺額定變比不一致的變壓器并列運行時，由于中/低壓側(cè)電壓不一致，所以，變壓器間將產(chǎn)生環(huán)流，增大變壓器損耗，且可能造成變壓器過載。為了減少環(huán)流對變壓器并列運行的影響，根據(jù)環(huán)流計算公式，可采取減少變壓器副邊電壓差的方式。由于變壓器原邊電壓相等，因此，當(dāng)并列運行的兩臺主變變比相差最小時，副邊電壓相差最小。本變電站1#主變額定電壓為230±8×1.25%/121/10.5 kv，2#主變額定電壓為230±8

7、15;1.25%/115/10.5 kv。調(diào)節(jié)兩臺主變抽頭位置使電壓比差值最小，此時，將1#主變分接頭調(diào)節(jié)至11擋，2#主變分接頭調(diào)節(jié)至7擋，兩臺主變變比相差降至最小，k*=0.09%，環(huán)流值i*h=0.44%.當(dāng)調(diào)制兩臺主變分接頭使二者變比相差最小時，兩臺主變并列運行的環(huán)流從24.9%降至0.44%，極大地減小了環(huán)流對變壓器并列運行的影響。此時，可計算得出環(huán)流引起的功率為0.08 mva，將該功率疊加到1#主變低壓側(cè)，此時1#主變負(fù)荷值為64.58 mva，負(fù)載率大大降低。6 結(jié)束語由于并列運行的兩臺主變?nèi)萘坎坏?、額定變比不同、阻抗電壓值不同，存在著兩臺主變負(fù)載分配不均、環(huán)流較大的情況，造成主變損耗較大，嚴(yán)重時可能引起主變過載、燒毀主變等情況。這在變電站增容擴建工程中時有發(fā)生。在變電站擴建工程中，為了滿足工程投產(chǎn)后長期并列運行的要求，擴建變壓器時應(yīng)盡可能地選擇與前期設(shè)備參數(shù)一致的同廠家產(chǎn)品。在增容工程中，工程施工期間如存在參數(shù)不同的新、舊變壓器短時并列的情況，應(yīng)密切關(guān)注變電站負(fù)荷規(guī)模，必要時調(diào)節(jié)主變抽頭，以減少變壓器并列運行的環(huán)流影響，避免出現(xiàn)變壓器過載等情況。參考