關(guān)于220kV三圈變壓器零序參數(shù)的特殊算法

王翠霞

（石嘴山供電局，寧夏 石嘴山 753000）

1 引言

為適應(yīng)大電網(wǎng)發(fā)展的需要，相繼出現(xiàn)的超高壓電網(wǎng)和大容量機組，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)和管理水平提出了更高的要求。保護(hù)定值整定計算工作，各個步驟相應(yīng)也要精確細(xì)化，以確保計算結(jié)果貼近實際需求。在變電站母線系統(tǒng)阻抗參數(shù)的歸算及計算變壓器零序電流保護(hù)的過程中，準(zhǔn)確地計算出變壓器零序阻抗參數(shù)，是保證其它與之關(guān)聯(lián)的計算結(jié)果正確的重要環(huán)節(jié)。寧夏電網(wǎng)的220kV降壓變壓器一般作為樞紐設(shè)備運行，擔(dān)負(fù)著承上啟下的重任，變壓器零序阻抗參數(shù)的重要性不言而喻。目前，人工計算環(huán)節(jié)不能因循守舊，應(yīng)學(xué)習(xí)并掌握更合理的計算方法，定量算出結(jié)果，以提高繼電保護(hù)整定計算的技術(shù)水平。筆者在此以實例展示了220kV三圈變壓器零序阻抗參數(shù)計算的整個步驟，該結(jié)果經(jīng)軟件核實了其正確性。該種手算220kV變壓器零序阻抗參數(shù)的特殊算法有效、實用，為地區(qū)電網(wǎng)整定計算工作提供了新的途徑和方法，填補了地區(qū)220kV主變零序阻抗參數(shù)計算的空白。

2 實例計算

2.1 變壓器參數(shù)

名稱：電力變壓器；

型號：SFSZ-180000/220；

產(chǎn)品序號：810301；

額定容量：180000/180000/54000kVA；

額定電壓：220±8×1.25%/121/35kV；

額定電流：472.4/858.9/890.8A；

聯(lián)接組標(biāo)號：YNyn0d11；

阻抗電壓:Uk1-2%=14.55%，Uk1-3%=25.52%Uk2-3%=7.89%（額定9檔下）；

基準(zhǔn)容量100MVA下變壓器各側(cè)正序阻抗標(biāo)幺值：

X1T*=0.073875，X2T*=-0.00856，X3T*=0.043297。

2.2 三繞組變壓器的零序參數(shù)和等值電路

某變電站#1主變?yōu)槿辔逯饺@組變壓器，零序勵磁阻抗Xμ0為無窮大。為使磁通有正弦波形，電動勢有正弦波形，要求勵磁電流有三次諧波電流分量。為此，通常設(shè)有三角形繞組，提供三次諧波勵磁電流分量的通路。因零序勵磁阻抗為無窮大，所以三繞組變壓器的零序等值電路基本與正序等值電路相同，所不同的是，電路的連接方式需視繞組的連接方式和中性點接地方式而定。如圖1所示為YNynd聯(lián)結(jié)組別三繞組變壓器零序等值電路。圖1中的XT0.1、XT0.2、XT0.3是高、中、低壓側(cè)繞組的自感抗和互感抗的組合電抗，即等值電抗，而不是漏抗。

圖1 YNynd聯(lián)結(jié)組別三繞組變壓器的零序等值電路（Xμ0趨于無窮大）

2.3 零序阻抗試驗測量數(shù)據(jù)

如圖2所示為變壓器廠家零序阻抗測量試驗接線圖。

圖2 變壓器零序阻抗試驗接線圖

零序阻抗參數(shù)試驗的測量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 零序阻抗參數(shù)試驗的測量數(shù)據(jù)

表1中所測零序阻抗為每一項的阻抗值，通過試驗接線圖可推出，該值是測量電壓與測量電流比值的3倍，測試的數(shù)據(jù)同此吻合。

2.4 采用實測參數(shù)運用特殊算法計算變壓器零序等值阻抗

經(jīng)過對試驗電路進(jìn)行推導(dǎo)，得出以下幾組相應(yīng)數(shù)據(jù)：

高壓加電，中壓開路對應(yīng)測量值為：

中壓加電，高壓開路對應(yīng)測量值為：

高壓加電，中壓短路對應(yīng)測量值為：

中壓加電，高壓短路對應(yīng)測量值為：

2.4.1 采用有名值計算

（1）計算零序電抗有名值

在用實驗所得的有名值進(jìn)行計算中，測量值須統(tǒng)一折算方能引用，按從高壓側(cè)看入，將中壓側(cè)加電試驗所得的測量值折算至高壓側(cè)，則代入理論公式的是：

將 A、B′、C、D′代入以下公式，計算各側(cè)的零序等值阻抗。

（2）將零序電抗有名值折算至變壓器各側(cè)相應(yīng)的電壓等級

上面一個環(huán)節(jié)所計算為統(tǒng)一從高壓側(cè)看入，利用所測量參數(shù)通過電路公式推導(dǎo)推算出的變壓器各側(cè)零序電抗有名值，將該值轉(zhuǎn)換到各自電壓等級下的有名值。這個環(huán)節(jié)如未作考慮，則中低壓側(cè)零序電抗的標(biāo)幺值計算會有些偏差。轉(zhuǎn)換過程如下：

（3）將計算所得的有名值統(tǒng)一折算至系統(tǒng)基準(zhǔn)下各電壓等級下的標(biāo)幺值

寧夏電網(wǎng)采用基準(zhǔn)容量Sj=100MVA；220kV基準(zhǔn)電壓：Uj=242kV；110kV 基準(zhǔn)電壓：Uj=121kV；35kV基準(zhǔn)電壓：Uj=38.5kV。

則變壓器各側(cè)零序阻抗參數(shù)歸算至系統(tǒng)各電壓等級基準(zhǔn)下的阻抗標(biāo)幺值為：

2.4.2 采用標(biāo)幺值計算

（1）測量值的標(biāo)幺值折算

將2.4中試驗所得的測量值A(chǔ)、B、C、D折算至變壓器相應(yīng)所加電壓側(cè)額定容量、額定電壓下的標(biāo)幺值，以便計算應(yīng)用。

變壓器高、中壓側(cè)額定容量:180MVA；高壓側(cè)額定電壓：220kV；中壓側(cè)額定電壓：121kV。

高壓加電，中壓開路對應(yīng)測量值為：

中壓加電，高壓開路對應(yīng)測量值為：

高壓加電，中壓短路對應(yīng)測量值為：

中壓加電，高壓短路對應(yīng)測量值為：

標(biāo)幺值折算如下：

（2）將 A、B、C、D 代入公式計算各側(cè)的零序等值阻抗

（3）折算至系統(tǒng)基準(zhǔn)下各側(cè)的標(biāo)幺值

以上（2）環(huán)節(jié)所計算結(jié)論為變壓器各側(cè)基準(zhǔn)下的零序電抗標(biāo)幺值，須統(tǒng)一折算至寧夏電網(wǎng)系統(tǒng)基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓下。

2.5 特殊算法所計算的變壓器零序阻抗參數(shù)同正序阻抗參數(shù)的比較

變壓器零序阻抗參數(shù)的計算，在無零序阻抗實測參數(shù)的情況下，通常采用變壓器零序阻抗值按其為正序阻抗參數(shù)的倍數(shù)考慮，即XT0=（0.850～0.95）XT1。下面，對根據(jù)實測參數(shù)計算的220kV變壓器的正序電抗標(biāo)幺值與根據(jù)實測參數(shù)采用特殊算法計算的變壓器零序阻抗標(biāo)幺值列表進(jìn)行比較，如表2所示。（兩種參數(shù)均折算至系統(tǒng)基準(zhǔn)容量為100MVA下）

表2 正序電抗標(biāo)幺值與零序電抗標(biāo)幺值的比較

3 結(jié)論

上述對220kV變壓器零序電抗參數(shù)特殊算法的手算過程，經(jīng)軟件驗算，該計算結(jié)果是準(zhǔn)確的，但該種算法基于具備變壓器出廠試驗報告中的零序阻抗測量數(shù)據(jù)。在用有名值計算過程中，考慮應(yīng)用試驗參數(shù)的統(tǒng)一性，均采用從高壓側(cè)看入，將中壓側(cè)加電試驗所得的測量值折算至高壓側(cè)；后又將變壓器高壓側(cè)看入所計算得出的各側(cè)零序阻抗參數(shù)有名值折算至變壓器各側(cè)相應(yīng)的電壓等級下的有名值，這兩個細(xì)節(jié)之處對于變壓器零序參數(shù)整個手算過程的縝密合理性至關(guān)重要，也是必不可少的考慮環(huán)節(jié)。在220kV變壓器零序參數(shù)的計算過程中，如若采用標(biāo)幺值計算，則步驟簡單，將各環(huán)節(jié)標(biāo)幺值折算基準(zhǔn)確定之后，不易出現(xiàn)疏漏環(huán)節(jié)。經(jīng)對依據(jù)變壓器實測參數(shù)計算的正序阻抗參數(shù)與零序阻抗參數(shù)比較，還可得出，本文算例中變壓器的零序阻抗參數(shù)值略小于正序阻抗參數(shù)值，十分相近。

4 結(jié)束語

正確計算變壓器參數(shù)是繼電保護(hù)整定計算工作的基礎(chǔ)，是提高繼電保護(hù)運行管理水平，是保障電網(wǎng)安全運行的重要條件。本文所提供的實際算例，屬寧夏某地區(qū)電網(wǎng)整定人員首次進(jìn)行220kV變壓器零序電抗手算并得到整定計算軟件驗證的，填補了地區(qū)變壓器零序參數(shù)計算的空白，希望能為加強繼電保護(hù)整定計算水平和提高繼電保護(hù)設(shè)備運行維護(hù)水平做出一些貢獻(xiàn)。

［1］江蘇省電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實用技術(shù)（第一版）［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編（第二版）［M］.北京：中國電力出版社，2000.