變壓器調壓檔位選擇的簡易計算(詳解)

1、變壓器調壓檔位選擇的簡易計算（詳解）電力系統即使在正常運行時，由于負載的變動，電壓也是經常變化的。電網各點的實際電壓一般不能恰好與額定電壓相等，實際電壓與額定電壓之差為電壓偏移。電壓偏移的存在時不可避免的，但要求這種偏移不能太大，否則就不能保證供電質量，作為兩個電網之間的聯絡變壓器，經常需要調節(jié)該變壓器的電壓來調整網絡之間的負載分配；有些對電壓質量要求嚴格的用戶，也經常要求連續(xù)調節(jié)變壓器的電壓，以保證電壓偏移始終在規(guī)定范圍內。因此，對變壓器進行調壓（改變變壓器的電壓比）是變壓器正常運行的方式。變壓器調壓方式分為無載調壓和有載調壓兩種。為了改變變壓器的電壓比來調壓，變壓器必須使一次繞組具有幾種分

2、接抽頭，以便改變該繞組的匝數，從而改變變壓器的電壓比。連續(xù)及切換分接頭的裝置，通常稱為分接開關。如果需要換分接頭必須將變壓器從網路中切除，即不帶電切換，稱為無載 （無勵磁）調壓， 這種分接開關稱為無勵磁分接開關。如果切換分接頭不須將變壓器從網路中切除，即可帶負載切換，稱為有載調壓，這種分接開關稱為有載分接開關。本文介紹通過簡易計算選擇變壓器調壓分接頭檔位的方法。計算基礎知識簡述、電壓損耗簡易公式U=（PR+QX）/ Un 的推導U1 、 U2 分別是線路首端和末端電壓，I 為電流。在電力系統里，圖中 ad 線叫做電壓降落，是個矢量；而 od-oa（就是 ac 的長度）即U1 、 U2 的有效值

3、之差叫做電壓損耗，這是個數值；對應的ab、 db 則被稱之為橫向壓降和縱向壓降。一般來說，在電力系統中U1 、 U2 的相角相差比較小，也就是說ab ac，所以我們一般就近似用ab 的長度（橫向壓降）作為 U1 、 U2 的電壓損耗（工程上這么干是完全沒有問題的）。那么，在這個問題就是個純數學問題了：由于：代入得：2、雙繞組變壓器等值電路參數：2RT PK UN2/ 1000 SN2XT UK% UN2/100 SN2GT P0/1000 UN22BTI0%/100 SN UN2XTXT /ZBRTRT /ZBGT GT /YBBTBT /YB式中：PK 變壓器的短路損耗Ud% 變壓器的短路電

4、壓百分值P0變壓器的空載損耗I0% 變壓器的空載電流百分值RT變壓器的高低壓側繞組總電阻XT 變壓器的高低壓側繞組總電抗 TOC o 1-5 h z GT變壓器的電導(S)BT- 變壓器的電納(S)SN- 變壓器的額定容量(MVA)UN變壓器的額定電壓(kV), 當歸算到高壓側, 則取高壓側額定電壓 ; 歸算到低壓側, 則取低壓側額定電壓.有關考題解答(國網 2015 年招聘考試真題)某110kV 變電所最大負荷為30+j10MVA. ，最小負荷為0+j0MVA.，變壓器銘牌顯示為 110 2 2.5%/10.5kV ，忽略變壓串聯電阻及激磁支路，變壓器歸算至高壓側的電抗為12.1 歐姆，假設

5、變電站高壓側電壓保持不變，要求變電所10kV 母線電壓變化范圍不超出 10.0 10.5kV ，求該變壓器的最佳分接頭位置為。解：由題意知忽略變壓串聯電阻及激磁支路，R=0 UTmax=(PmaxR+QmaxX)/U 1max= (30 0+10 12.1)/110=1.1 (kV) UTmin=(PminR+QminX)/U 1min= (0 0+0 12.1)/110=0 (kV)U1max=( U1max- UTmax) U2N/ U2max =( 110-1.1 ) 10.5/10=114.345 (kV)U1min= ( U1min- UTmin) U2N/ U 2min =( 11

6、0-0 )10.5/10.5=110(kV)U1t?av= (U 1max+ U1min)/2=(114.345+110)/2=112.1725 (kV)所以選擇最接近的分接頭: U 1t=110+110 2.5%=112.75 (kV)即選擇+2.5%檔位。( 2008 年注冊電氣工程師考試真題)某變電所有一臺變比為110 2 2.5%/6.3kV，容量為31.5MVA 的降壓變壓器，歸算到高壓側的變壓器阻抗為ZT=2.95+j48.8 ， 變壓器低壓側最大負荷為24+j18MVA，最小負荷為12+j9MVA，變電所高壓側電壓在最大負荷時保持110kV，最小負荷時保持113kV， 變電所低壓

7、母線要求恒調壓，保持 6.3kV， 求滿足該調壓要求的變壓器分接頭檔位。解： UTmax=(PmaxR+QmaxX)/U 1max= (24 2.95+18 48.8)/110=8.6 (kV) UTmin=(PminR+QminX)/U 1min= (12 2.95+9 48.8)/113=4.3 (kV)U1max=(U1max- UTmax)U2N/U2max=(110-8.6 )6.3/6.3=101.4(kV)U1min=(U1min- UTmin)U2N/U2min=(113-4.3 )6.3/6.3=108.7(kV)U1t?av= (U 1max+ U1min)/2=(101.

8、4+108.7)/2=105.05 (kV)所以選擇最接近的分接頭: U 1t=110-110 5%=104.5 (kV)即選擇-5%檔位。實際應用分析一臺降壓變壓器，容量為 31.5MVA ， 變比為 110 2 2.5 /6.3kV ，歸算至高壓側的阻抗為2.4+j40 ，最大負荷和最小負荷時，通過變壓器的功率分別為Smax=30+j15MVA ，Smin =12+j8MVA ， 高 壓 側 的 電 壓 分 別 為 Umax =110kV ，Umin=113kV ， 要求低壓母線的電壓變化范圍不超出6.0kV 6.6kV ，試選擇變壓器分接頭。 解：由題可知，各分接頭電壓依次為：104.5

9、 kV 107.25 kV 110 kV 112.75 kV 115.5 kV UTmax=(PmaxR+QmaxX)/U1max= (30 2.4+15 40)/110=6.1 (kV) UTmin=(PminR+QminX)/U 1min= (12 2.4+8 40)/113=3.09 (kV) U1max=( U1max- UTmax) U2N/ U2max =( 110-6.1 )6.3/6.0=109.1(kV)U1min=( U1min- UTmin) U2N/ U2min =( 113-3.09 ) 6.3/6.6=104.9 (kV)U1t?av= (U 1max+ U1min

10、)/2=(109.1+104.9)/2=107 (kV)所以選擇最接近的分接頭U 1t=107.25 (kV)校驗：U2max=( U1max- UTmax) U2N/ U1t =( 110- 6.10) 6.3/107.25=6.10 (kV)U2min=( U1min- UTmin) U2N/ U1t =( 113- 3.09 ) 6.3/107.25=6.46 (kV)可見，范圍在(6.0 ， 6.6 )之間，所以表明符合要求一升壓變壓器，容量為 31.5MVA ， 變比為 121 2 2.5 /6.3kV ，歸算至高壓側的阻抗為3+j50 ，最大負荷和最小負荷時，通過變壓器的功率分別為

11、Smax=26+j18MVA ，Smin =15+j10MVA ， 高 壓 側 的 電 壓 分 別 為 Umax=120kV ，Umin=115kV ，低壓母線的可能調壓范圍是Umax=6.6kV ，U min =6.0kV ，試選擇變壓器分接頭。 解：由題可知，各分接頭電壓依次為：114.95 kV 117.975 kV 121 kV 124.025 kV 127.05 kV UTmax=(PmaxR+QmaxX)/U 1max=(26 3+18 50)/120=8.15 (kV) UTmin=(PminR+QminX)/U 1min=(15 3+10 50)/115=4.74 (kV) U

12、1max=( U1max+ UTmax) U2N/ U2max=( 120+8.15 )6.3/6.6=122.33(kV)U1min=( U1min+ UTmin) U2N/ U2min =( 115+4.74 ) 6.3/6.0=125.73 (kV)U1t?av= (U 1max+ U1min)/2=(122.33+125.73)/2=124.03 (kV)所以選擇最接近的分接頭U 1t=124.025 (kV)校驗：U2max=( U1max+ UTmax) U2N/ U1t =( 120+8.15) 6.3/124.025=6.51 (kV)U2min=( U1min+ UTmin)

13、 U2N/ U1t =( 115+4.74) 6.3/124.025=6.08 (kV)可見，范圍在(6.0 ， 6.6 )之間，所以表明符合要求。35kV 電力網示如圖，已知：線路長度25km，r1 0.33 /km,x1 0.38 /km, 變 壓 器 歸 算 到 高 壓 側 的 阻 抗ZT (1.63 j12.2) ，變 電 所 低 壓 母 線 額 定 電 壓 為 10kV ， 最 大 負 荷 SLDm a x (4.8 j3.6)MVA ，最小負荷SLDmin (2.4 j1.8)MVA 。調壓要求是最大負荷時不低于10.25kV，最小負荷時不高于 10.75kV。 若線路首端電壓維持

14、36kV 不變， 試選擇變壓器分接頭。36kV35 2 2.5% /10.5kV解：系統的等效電路為：系統的總阻抗：ZZL ZT (0.33 j0.38) 25 (1.63 j12.2)9.88 j21.7額定電壓時輸電系統的總損耗：4.82 3.62Smax.2 .(9.88 j21.7) 0.2904 j0.6377(MVA)3522.42 1.82Smin.(9.88 j21.7) 0.0726 j0.1594(MVA)352S1maxSLDmaxSmax4.8j3.6+0.2904j0.63775.0904 j4.2377(MVA)S1minSLDminSmin2.4j1.8+ 0.0

15、726j0.15942.4726 j1.9594(MVA)最大、最小負荷時系統的電壓損耗：P1max RQ1 max Xmax5.0904 9.88 4.2377 21.73.9514kV36P1min RQ1min XVminV12.4726 9.88 1.9594 21.71.8597kV36V1max 10.25kVV1min10.75kV(36 3.9514) 10.5 10.25kVVtmaxVtmax 32.8303kV max(36 1.8597) 10.5 10.75kVVt maxVt min 33.3463kV1取平均值Vtav 2 (Vt max Vt min )1(32

16、.8303 33.3463) 33.0883kV選 擇 最 接 近 于 計 算 值 的 實 際 分 接 頭 為 2 2.5% ， 即10.5V13 5 ( 15 % ) k3V、校驗：3 . 2 5V2max (36 3.9514)10.12kV33.2510.5V2min(36 1.8957).10.78kV33.25故選擇 5% 抽頭不能滿足要求，但最接近要求。4、如圖所示為一升壓變壓器，其額定容量為變比為10.5/121 2 2.5% ，歸算到高壓側的阻抗ZT (3 j48)器的功率Smax (24 j16)MVA,S min (13 j10)MVA 。高壓側調壓要求Vmin 110kV,發(fā)電機電壓的可能調整范圍為10 11kV解：VT maxPmax R Qmax X24 3 16 48 7kVV1max120VT minPmin R Qmin X13 3 10 484.72kVV1min110(120 7) 10.5 121.2