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    變壓器的并列運行分析

    放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):133
    核心提示:

      0 引言

      在發(fā)電廠和變電所中,變壓器是重要電氣設(shè)備,為了提高供電的可靠性和靈活性,減少能量損耗,保證經(jīng)濟運行,通常將二臺或數(shù)臺變壓器一次側(cè)以及二次側(cè)同極性的端子之間通過同一母線分別互相連接的方式來運行。其意義是:當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障時,并列運行的其它變壓器仍可以繼續(xù)運行,以保證重要用戶的用電;或當(dāng)變壓器需要檢修時可以先并聯(lián)上備用變壓器,再將要檢修的變壓器停電檢修,既能保證變壓器的計劃檢修,又能保證不間斷供電,提高供電的可靠性。又由于用電負(fù)荷季節(jié)性很強,在負(fù)荷輕的季節(jié)可以將部分變壓器退出運行,這樣既可以減少變壓器的空載損耗,提高效率,又可以減少無功勵磁電流,改善電網(wǎng)的功率因數(shù),提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性。但是,變壓器并列運行應(yīng)同時滿足下列條件:①變壓器變比相同(允許有±0.5%的差值);②變壓器的短路電壓相等(允許有±10%的差值);③變壓器的接線組別相同。除滿足以上三個條件外,對于并列運行變壓器容量比一般不超過3:1。


      2 變壓器并列運行條件分析(下面結(jié)合某一變電站進(jìn)行分析)


      2.1 某一變電站兩臺變壓器技術(shù)參數(shù)及電氣主接線:

      變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)

      變壓器分接開關(guān)各檔位對應(yīng)表

      2.2 不滿足變壓器并列運行條件分析

      2.2.1 變壓比不同時的變壓器并列運行分析 當(dāng)并列運行變壓器的接線組別相同、短路電壓相等,而變比不等時,那么并列運行變壓器的二次電壓不等。當(dāng)兩臺變壓器空載時,二次回路就會有電壓差,因此而產(chǎn)生環(huán)流Ic。變比相差越大,產(chǎn)生環(huán)流也越大,影響變壓器容量的合理利用,所以并列變壓器變比相差必須限制在0.5%之內(nèi)。


      式中:ZdL1、ZdL2分別為兩臺變壓器的短路阻抗;


      Ue1、Ue2分別為兩臺變壓器的二次額定電壓;
      若兩臺變壓器中第二臺的容量大,即Ie2>Ie1

      式中UdL1、UdL2分別為兩臺變壓器的短路電壓

      以上述變電站為例:設(shè)1#主變檔位為I檔,2#主變檔位為I檔:

      由于S1=S2=6300KVA則

      因此上述變電所兩臺主變變比不等時,產(chǎn)生環(huán)流

      以上計算可知,上述兩臺變壓器變比不等相差2.5%時,產(chǎn)生環(huán)流可達(dá)額定電流的17.8%。由于環(huán)流在變壓器空載時便存在,它占據(jù)了變壓器的容量,增大了變壓器損耗,不能使所有并列運行的變壓器都帶上額定負(fù)荷,結(jié)果使變壓器的總?cè)萘坎荒艹浞掷谩?/P>

      2.2.2 短路電壓不等時變壓器并列運行分析 當(dāng)并列運行中的變壓器接線組別和變比都相同,而短路電壓不等時,變壓器二次回路不會產(chǎn)生環(huán)流,但會影響兩臺變壓器的負(fù)荷分配。

      從兩臺并列運行變壓器簡化等值電路圖可以看出:

      I1ZdL1=I2ZdL2即負(fù)載電流與短路阻抗ZdL成反正

      由于Ue1=Ue2 則Ie1Ze1=Ie2Ze2
      式中I*1、I*2兩臺變壓器的負(fù)荷電流相對值;

      Z*dl1、Z*dL2兩臺變壓器的短路阻抗相對值,數(shù)值與短路電壓相等。

      從上式說明,負(fù)載電流的相對值與短路電壓成反比,由于短路電壓不等,所以負(fù)載電流相對值不等,并且說明短路電壓不等的變壓器并列運行,不能同時達(dá)到滿載。

      如上述某變電站,1#主變UdL1=7.44%,2#主變UDl2=7.81%,

      則兩臺變壓器短路電壓不等,根據(jù)I*1Z*dl1=I*2Z*dL2代入有關(guān)數(shù)據(jù)

      由此可見,當(dāng)短路電壓數(shù)值大的變壓器滿載時,短路電壓數(shù)值小的變壓器會過載。為使負(fù)荷合理分配,在兩臺變壓器短路電壓相差不超過±10%的情況下,可選擇容量大的變壓器短路電壓小些,一般要求并列變壓器容量比不宜超過3:1,也就是限制了變壓器的短路電壓相差值不至過大。

      2.2.3 接線組別不同時變壓器并列運行分析 當(dāng)并列運行變壓器的變比和短路電壓相同,而接線組別不同時,變壓器并列運行的回路中會產(chǎn)生環(huán)流。繞組接線組別不同的變壓器并列運行時,同名相電壓間的位移角φ等于連接組號N之差乘以30°

      則φ=(N1-N2)30°

      如果并列運行變壓器容量相同,短路電壓相等,而只有接線組別不同,則產(chǎn)生環(huán)流

      例:當(dāng)30°時短路電壓為UdL=7.44%時

      只有在故障情況下,才允許短時通過這樣大的電流,由此可見,在作用下,并列運行變壓器的二次繞組內(nèi)雖然沒有接負(fù)載,但在回路中也會出現(xiàn)幾倍于額定電流的環(huán)流,這個環(huán)流會燒壞變壓器。因此接線組別不同的變壓器絕對不能并列運行。

      根據(jù)變壓器并列運行條件,上述變電站兩臺主變符合三個條件可并列運行:①變壓器的接線組別相同,均為Ynd11;②變壓器變比相同(通過有載調(diào)壓實現(xiàn));③變壓器的短路電壓相等(相差+4.7%<+10%),且容量相等。 

      3 n臺變壓器并、解列運行的經(jīng)濟點計算

      運行中的變壓器損失可分成鐵損和銅損。一般說來,鐵損基本不變,但銅損隨著負(fù)荷電流的平方而變化。因此,在一定負(fù)荷下,多并列運行一臺變壓器的總鐵損增加而銅損將減少。變壓器并、解列的經(jīng)濟點按下列公式計算:

      3.1 在n臺變壓器容量、型式(型號)一樣(相同)時;

      3.1.1 當(dāng)總負(fù)荷增加時,滿足下式則應(yīng)增加一臺,即:

      S>Sn


      3.1.2 當(dāng)總負(fù)荷下降時,滿足下式則應(yīng)解列一臺,即:


      QO=I0%Sn×1/100 Qk=Vk%Sn×1/100

      式中S——變壓器的總?cè)萘?kVA)

      Sn——每臺變壓器的額定容量(kVA)

      N——運行中的變壓器臺數(shù)

      PO——空載有功損失(kW)

      QO——空載無功損失(kvar)

      IO%——空載電流

      PK——短路有功損失(kW)

      QK——短路無功損失(kvar)

      VK%——百分阻抗

      K——無功電力經(jīng)濟當(dāng)量(一般在系統(tǒng)最大負(fù)荷時取0.1,在最小負(fù)荷時取0.06)

      現(xiàn)以上述某變電站兩臺變壓器為例,計算其并、解列運行的經(jīng)濟點。從變壓器技術(shù)參數(shù)可知:

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