變壓器不完全具備基本并列條件時的運行分析

石河子紅山嘴水力發(fā)電廠 （832000） 齊文凱

石河子地區(qū)的電力負荷發(fā)展很快，尤其是近幾年來國家對農(nóng)業(yè)優(yōu)惠政策的實施，及經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的建立，使其經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)了前所未有的高速度。也使電力需求出現(xiàn)了跳躍式發(fā)展，電力負荷增長出人意料。在農(nóng)業(yè)用電高峰的夏季，用電頻頻告急，電力變壓器常常出現(xiàn)過載。急情之下，只能找現(xiàn)存的變壓器臨時并聯(lián)使用，在這種情況下，很難保證變壓器參數(shù)完全一致。變壓器變比不同，是常遇到的情況之一。

某110KV變電所就遇到這種情況。此變電所原來安裝2×16000KVA變壓器，初夏農(nóng)灌負荷突然猛增，變壓器大幅超載，預加裝一臺變壓器，以解燃眉之急，但找到的變壓器與原變壓器不等，為了穩(wěn)妥，特進行了計算分析，確定可用性。計算分析如下：

1 變壓器參數(shù)

1.1 主要銘牌參數(shù)（表1）

1.2 由銘牌參數(shù)計算的各項阻抗值（歸算至110kv側(cè)）

表1 變壓器主要銘牌參數(shù)

表2 由銘牌參數(shù)計算的各項阻抗值（歸算至110KW側(cè)

2 變壓器并列運行的環(huán)流（IHL）

環(huán)流計算有2種情況，一種是3臺變壓器并列運行，另一種是2臺變壓器并列運行，所謂的2臺變壓器并列運行是指3#變與1#、2#變其中一臺并列運行。

2.1 電壓變比差值（ΔU）

夏季整個電網(wǎng)負荷大，電壓偏低，為保證35KV及10KV母線電壓質(zhì)量，110KV盡量使用負檔位。但受1#、2#變壓器設(shè)備特性的限制，最小只能使用-3×2.5%這一檔位。3#變壓器與其對應使用-3×2.4%檔位。故電壓差值ΔU=1.08%

2.2 環(huán)流回路阻抗圖及環(huán)流（IHL）

由于1#、2#變電壓比是一致的，它們之間無環(huán)流，它們與3#變電壓比不一致，環(huán)流發(fā)生于1#、2#變并聯(lián)后與3#變組成的串聯(lián)回路中。（圖1）

此阻抗圖是按3臺變并列運行繪制的，其回路總阻抗值為（Z3）

兩臺變運行，其元件1、2、3數(shù)值增加一倍，其回路總阻抗值

由ΔU=1.08%計算得到

三臺變運行時的環(huán)流 IHL（3）=0.41-j5.6=5.6∠-85.6°

兩臺變運行時的環(huán)流IHL（2）=0.253-j4.14=4.15∠-86.5°

圖1 環(huán)流回路阻抗圖

2.3 變壓器的負載電流

在無環(huán)流的情況下，變壓器負荷電流以額定電流86A計算，當110KV側(cè)運行于-3檔時，1#、2#變壓器中電流方向和變壓器負荷電流方向同相，3#變則相反，三臺變運行時，在1#、2#變各分擔環(huán)流的一半，計算結(jié)果列于表3。

從上述數(shù)據(jù)可以看出，在Cosφ=0.8時,環(huán)流影響較大，它可以使1#、2#變過載2.1%。（3臺變運行）或3.1%（2臺變運行），為了變壓器安全運行，必須按上述數(shù)值限制負荷。但這樣的限幅不大，是完全可以接受的。

2.4 損耗變化計算

1#、2#變壓器110KV使用-3檔，把中、低壓側(cè)電壓調(diào)至額定值。它的空載損耗參數(shù)（鐵損）就是銘牌上標明的數(shù)值23.5KW，沒有變化，而3#變壓器中低壓側(cè)在此檔時電壓降低了1.08%，也就是說變壓器主磁通降低了1.08%，而鐵損與磁通量的平方成比例，因此，此時的鐵損變成P0=33（1-0.0108）2=32.2KW

短路損耗(銅損)。此變電所的電能是由高壓側(cè)向中壓側(cè)及低壓側(cè)同時傳送的,它的額定數(shù)值應取銘牌中高—中、高—低損耗值得平均值。

由變壓器的負載電流知道了并列運行時的負荷電流，就不難計算相應的銅損，在Cosφ=0.8時，變壓器電流差別最大，相應的銅損變化也最大，故只對這種工況加以計算，其結(jié)果列于表4，由計算結(jié)果可以看出，在有環(huán)流情況下，損耗反而有所降低，這主要是由于3#變故有的銅損（137KW）比1#、2#的銅損（93.7KW）大的多，在環(huán)流影響下，3#變減少的損耗就比1#、2#變增加的大，從而使總損耗有所降低。

3 分析及結(jié)論

計算表明3臺變并列運行時，1#、2#變過負荷。因此須限負荷2.1%，限制量不大，對變電所沒有實際影響。因為3#變雖然是在兩臺變超載的情況下投運的，但不可能達到3臺滿載的程度，并列運行變壓器損耗并未惡化，還有所下降（-0.83%），所以總體來看還是很理想的。既然并列運行是可行的，35Kv及10Kv母線就沒有必要分段解列運行，也就不需要對母線負荷進行重新調(diào)整，這樣更有利于安全運行，減少工作量，更快地解決燃眉之急。由于3#變故有的鐵損及銅損，比1#、2#變大很多，在正常情況放下，如需兩臺變運行，盡量避免選擇3#變，但在特殊情況下，如需3#變和其它一臺變并列運行，通過計算，限負荷值只有3.1%，結(jié)果比較滿意，變壓器損耗并未惡化。

表3 變壓器負荷電流表

因此，盡管變壓器變比不等，但他們?nèi)匀豢梢圆⒘羞\行，比不并列運行要優(yōu)越，是可采用的方案。