有載調壓抽頭不匹配的變壓器并聯(lián)運行分析

1、有載調壓抽頭不匹配的變壓器并聯(lián)運行分析        摘要：列舉出工程建設中遇到的因有載調壓抽頭不匹配導致的變壓器并聯(lián)運行條件不滿足的實例，對此進行有關環(huán)流和負荷失配率計算分析，比照有關導則的標準和條文，判斷得出該工程滿足并聯(lián)運行條件，得出結論：對類似問題均需具體計算分析后再作出判斷。 關鍵詞：變壓器 調壓抽頭 并聯(lián)運行 環(huán)流 一、問題提出及背景變壓器并聯(lián)運行可更靈活地滿足用戶的負荷需求及提高供電可靠性，變壓器安裝有載調壓抽頭以后可以方便進行電壓調節(jié)，提高運行電壓質量。因此大多數(shù)220kV變電站選用帶有載調壓抽頭的

2、主變壓器，并按可在220kV，110kV兩側并聯(lián)運行的條件設計。但由于各種原因，在工程建設中會出現(xiàn)不能完全滿足有關導則要求的并聯(lián)運行條件的情況，220kV陽江變電站擴建#3主變過程中便遇調壓抽頭不匹配而導致的類似的問題。現(xiàn)介紹如下：220kV陽江變電站現(xiàn)運行兩臺主變（120 150MVA），主變額定電壓比： 220±8×1.25% / 121 / 11 kV，接線形式：YN yn0 d11，#1主變阻抗電壓為：Uk1-2=14.8%，Uk1-3=24 %，Uk2-3=8 % ； #2主變阻抗電壓為：Uk1-2=14.1%，Uk1-3=24 %，Uk2-3=7.5% 。在擴建

3、#3主變工程中，業(yè)主選用的主變參數(shù)如下：容量180MVA，接線形式：YN yn0 d11，額定電壓比： 220±106×1.5% / 121 / 11 kV，阻抗電壓Uk1-2=14%，Uk1-3=50%，Uk2-3=35%?？梢姡撝髯冋{壓抽頭及阻抗電壓與220kV陽江站既有#1、#2主變不匹配。根據(jù)GB/T17468-1998電力變壓器選用導則，變壓器并聯(lián)運行條件如下：a）相位關系要相同，即鐘時序數(shù)要相同；b）電壓和變壓比要相同，允許偏差也相同（盡量滿足電壓比在允許偏差范圍內），調壓范圍與每級電壓相同；c）短路阻抗相同，盡量控制在允許偏差范圍±10%以內，還應

4、注意極限正分接位置短路阻抗與極限負分接位置短路阻抗要分別相同；d）容量比在0.52之間?？梢?，220kV陽江變電站三臺主變不滿足上述b)點的主變并聯(lián)運行條件。該站的三臺主變能否并聯(lián)運行，需作進一步的計算分析。二、環(huán)流計算及分析1、計算條件1)因#1、#3主變容量差最大，分別以#1、#3主變并聯(lián)運行和三臺主變并聯(lián)運行為例進行環(huán)流計算；2)不考慮抽頭改變對短路電抗影響；3)電壓無功調節(jié)裝置能自動調整主變的變比差最?。?)忽略繞組電阻分量；5)歸算到220kV側環(huán)流；2、#1、#3主變并聯(lián)運行的環(huán)流計算：主變阻抗Uk1-2折算為220kV側的有名值1）#1主變   &#

5、160;    Xk1=Uk1-2 × U2/S1    =0.148×2202÷120    =59.692）#2主變Xk2=Uk1-2 × U2/S3    =0.141×2202÷150    =45.503）#3主變Xk3=Uk1-2 × U2/S3    =0.14×2

6、202÷180    =37.64#1、#2、#3主變220kV側的額定電流值：IN3=180×103÷3÷220=472AIN2=150×103÷3÷220=394AIN1=120×103÷3÷220=315A#1、#3主變并聯(lián)運行環(huán)流計算電路圖如下:圖1 : #1、#3主變并聯(lián)運行環(huán)流計算電路圖假設220kV空載，121kV側加額定線電壓121kV，#1、#3主變220kV側相電壓為：UE1=220×（1 K1）÷3kVUE3=22

7、0×（1 K3）÷3kV則環(huán)流：    I= （UE1- UE3）÷（Xk1 Xk3）=220×103×（K1-K3）÷3÷（Xk1 Xk3）A環(huán)流參考正向為從#1主變通過220kV母線流入#3主變。抽頭位置合理匹配的情況下，按上述公式計算的環(huán)流值如下表：表一：#1、#3主變并聯(lián)運行環(huán)流計算結果表#1主變抽頭位置#3主變抽頭位置220kV環(huán)流（A）-8×1.25%=-10%-6×1.5%=-9%-13.05 -7×1.25%=-8.75%-6×1

8、.5%=-9%3.26 -6×1.25%=-7.5%-5×1.5%=-7.5%0.00 -5×1.25%=-6.25%-4×1.5%=-6%-3.26 -4×1.25%=-5%-3×1.5%=-4.5%-6.52 -3×1.25%=-3.75%-2×1.5%=-3%-9.79 -2×1.25%=-2.5%-2×1.5%=-3%6.52 -1×1.25%=-1.25%-1×1.5%=-1.5%3.26 0×1.25%=0%0×1.5%=0%0.00 1

9、15;1.25%=1.25%1×1.5%=1.5%-3.26 2×1.25%=2.5%2×1.5%=3%-6.52 3×1.25%=3.75%2×1.5%=3%9.79 4×1.25%=5%3×1.5%=4.5%6.52 5×1.25%=6.25%4×1.5%=6%3.26 6×1.25%=7.5%5×1.5%=7.5%0.00 7×1.25%=8.75%6×1.5%=9%-3.26 8×1.25%=10%7×1.5%=10.5%-6.52 按上

10、表主變調壓抽頭位置匹配，最大環(huán)流可達到13.05A，考慮到主變調壓抽頭位于最低檔的情況很少，可以忽略。則正常情況下，最大環(huán)流可達到9.79A。 3、三臺主變并聯(lián)運行時的環(huán)流計算三臺主變并聯(lián)運行環(huán)流計算電路圖如下:圖2 : 三臺主變并聯(lián)運行環(huán)流計算電路圖由于#1、#2主變抽頭電壓一致，將#1、#2主變作戴維南等效電路 如下圖,其中UE= UE1= UE2, XE= Xk1/ Xk2=25.82.圖3 : #1、#2主變作戴維南等效后和#3主變并聯(lián)運行環(huán)流計算電路圖由電路圖可得:    I= （UE- UE3）÷（XE Xk3）=220×

11、103×（K1-K3）÷3÷（XE Xk3）AI1=I×Xk2÷（Xk1 Xk2）I2=I×Xk1÷（Xk1 Xk2）環(huán)流參考正向為從#1、#2主變通過220kV母線流入#3主變。抽頭位置合理匹配的情況下，按上述公式計算的環(huán)流值如下表：表二：三臺主變并聯(lián)運行環(huán)流計算結果表#1、#2主變抽頭位置#3主變抽頭位置#3主變環(huán)流I（A）#1主變環(huán)流I1（A）#2主變環(huán)流I2（A）-8×1.25%=-10%-6×1.5%=-9%-20.02 -8.66 -11.36 -7×1.25%=-8.75%-6&#

12、215;1.5%=-9%5.01 2.17 2.84 -6×1.25%=-7.5%-5×1.5%=-7.5%0.00 0.00 0.00 -5×1.25%=-6.25%-4×1.5%=-6%-5.01 -2.17 -2.84 -4×1.25%=-5%-3×1.5%=-4.5%-10.01 -4.33 -5.68 -3×1.25%=-3.75%-2×1.5%=-3%-15.01 -6.50 -8.51 -2×1.25%=-2.5%-2×1.5%=-3%10.01 4.33 5.68 -1×

13、;1.25%=-1.25%-1×1.5%=-1.5%5.01 2.17 2.84 0×1.25%=0%0×1.5%=0%0.00 0.00 0.00 1×1.25%=1.25%1×1.5%=1.5%-5.01 -2.17 -2.84 2×1.25%=2.5%2×1.5%=3%-10.01 -4.33 -5.68 3×1.25%=3.75%2×1.5%=3%15.01 6.50 8.51 4×1.25%=5%3×1.5%=4.5%10.01 4.33 5.68 5×1.25%=

14、6.25%4×1.5%=6%5.01 2.17 2.84 6×1.25%=7.5%5×1.5%=7.5%0.00 0.00 0.00 7×1.25%=8.75%6×1.5%=9%-5.01 -2.17 -2.84 8×1.25%=10%7×1.5%=10.5%-10.01 -4.33 -5.68 按上表主變調壓抽頭匹配，最大環(huán)流可達到-20.02A，考慮到主變調壓抽頭位于最低檔的情況很少，可以忽略。則正常情況下，最大環(huán)流#3主變可達到15.01A，#1主變6.5A，#2主變8.51A。4、環(huán)流計算結果分析1）、#1、#3主變

15、并聯(lián)運行最大環(huán)流和額定電流的比值為    I1%=I / IN1=9.79÷315=3.1%    I3%=I / IN3=9.79÷315=2.1%2）、三臺主變并聯(lián)運行最大環(huán)流和額定電流的比值為    I1%=I1 / IN1=6.5÷315=2.1%    I2%=I2 / IN2=8.51÷394=2.16%    I3%=I3 / IN3=15.0

16、1÷472=3.18%3）、 最大環(huán)流時的主變輸送滿負荷情況下失配率假設當三臺主變無環(huán)流情況下，潮流方向從220kV母線流向主變，滿負荷運行時#1主變的電流為315A，負荷功率因數(shù)Cos=0.8。則當變比不一致導致最大環(huán)流為-6.5A時，#1主變輸送同樣負荷時的電流為：I12=（315×Sin 6.5）2 （315×Cos）2 =101724 I1=318.9A或者當環(huán)流為6.5A時，#1主變輸送同樣負荷時的電流為：I12=（315×Sin-6.5）2 （315×Cos）2 =96810I1=311.14A按上述方法可計算最大環(huán)流導致的#2、#

17、3主變輸送滿負荷時電流的改變：對應抽頭位置#1（#2）主變：-3.75%，#3主變：-3. %時I2=399.2A ,    I3=463A對應抽頭位置#1（#2）主變：3.75%，#3主變：3. %時I2=389A ,    I3=481A按(I-IN)/IN*100%計算最大環(huán)流導致的主變輸送負荷分配失配率最大環(huán)流時的主變輸送滿負荷情況下失配率表抽頭位置#1主變失配率#2主變失配率#3主變失配率#1（#2）主變：-3.75%，#3主變：-3. %1.2%1.3%-1.9%#1（#2）主變：3.75%，#3主變：

18、3. %-1.2%-1.3%1.9%    GB/T13499-2002電力變壓器應用導則第6點的相關條文：“不必對某些參數(shù)有少量失配的后果表示過多的擔心。例如，對兩臺并聯(lián)運行變壓器沒有必要準確地提出相同的分接電壓。分接級通常是少到使錯開的分接級能合理運行 兩臺不同設計的變壓器，若它們之間的相對負荷失配率一般不大于時，則認為是合理的?！睂?20kV陽江站主變環(huán)流計算得到結果： #3主變最大環(huán)流可達到主變額定電流的3.2%，環(huán)流導致的主變輸送負荷分配失配率為1.9%小于上述導則的合理要求，#1、#2主變的上述偏差值小于#3主變，所以環(huán)流對主變影響可以接受， #1