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      關于35/10千伏主變壓器改自耦 聯接后增加出力降低消耗的分析
      武漢天立華高電氣設備有限公司
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      我們知道,普通雙繞組變壓器改為自藕方式運行后,其輸出功率中將增加一部分傳導功率。與雙繞組結構時輸出同等容量相比,損耗將變為(1- )△A變;電壓變化率亦相應變為(1- )△U;改接后的變比為(1+K)。

      ?

        對于實際運行中的變壓器,要改接,其改后的變比必須不變,而且希望在改接時工藝盡量簡化,盡力不破壞原繞組結構。為此,我們若在原變壓器高壓側繞組上選一適當位置抽頭,而低壓側繞組不動,與其高壓側抽頭相聯,這樣改接后的變壓器接線由原來Y/△-11接線組別變為“△”聯接方式。通過分析,其輸出功率可比原變壓器額定輸出增加30%左右。

        若對于35/10千伏主變壓器按K=3.5,將其代入上式:

        當普通雙繞組變壓器改為自耦聯接發后,其忽略空載勵磁后的磁勢平衡方程為:

        

      (2——1)

      ?

        見(圖3)

        由(圖3)可以看出I=I 1+I2。這時其輸出電流即為I1+I2=I 。如果改接后仍要求低壓線組中的電流I2為原額定電流,則I1將會上升:

      ?

        a:垂直于漏磁場方向的導線寬度(即線圈餅的幅向寬度)(厘米)

        h:線圈有效高度(厘米)

        s:導線截面積(毫米2)

        由于改接后上式中m、n變為0.74倍,h亦相應變為0.74h,將變化的這些因子代入(2-4)式后,Kφ75℃的數值將減少為原來的0.55倍。

        c、變壓器負荷時由于漏磁在結構鋼中所產生的損耗Wf。

        

      (2-5)

      ?

        式中:K:系數,對于平滑壁三相變壓器

        UX<10.5%時取2.19

        UX>10.5%時取1.47

      )倍。

      ?

        

      ?

        Z*K自、Z*K雙為自耦變壓器和雙繞組變壓器的阻抗標么值

      (2——6)

      ?

        式中:K:系數,銅線圈取22.1

        鋁線圈取36.8

        I:流過繞組的電流(安)

        δ:流經繞組的電流密度(安/平方毫米)

        N:計算線圈的總匝數(匝)

        〤Nz:線圈絕緣校正系數

      ?

        當a

      ?

        圖中曲線①為主變的伏秒特性;曲線②為避雷器的特性曲線;③為間隙的曲線。

        上圖說明,內部過電壓時,電壓較低,放電時間若在τ0之后,則間隙動作,而避雷器不動作;雷擊時放電時間在τ0以前,則避雷器動作而間隙不動作。

        若所在系統發生永久性接地,則該改接后的主變35千伏側開關須跳開,等系統恢復正常后方可繼續供電。因此改接后的變電站供電可靠性將不能保證,所以此方法只適用于用電負荷不太重要的變電站。

        改接后主變的35千伏側的過電壓繼電保護,可利用35千伏側電壓互感器二次輸出用三塊電壓繼電器按絕緣監視接法接成“Y”形接線,使繼電器定值為線電壓時啟動,并同時作用于35千伏開關跳閘,來構成最簡便的保護。如果站內沒有35千伏側電壓互感器,亦可在10千伏的三相五柱電壓互感器的絕緣監視回路中,按“Y”形接入電壓繼電器來構成同類保護,不過此時定值要考慮避過10千伏側單相接地過電壓數值。一般此時取繼電器動作電壓為200伏即可。繼電器動作后仍作用于35千伏開關跳閘。

        主變改接后,由于其過電壓防護問題比較特殊,給限制過壓和保護設備的絕緣帶來了新的課題,有待今后在運行中積累經驗,更有效地采取相應措施。比如采用工頻通流容量較大的避雷器裝在低壓側來限制;以及采取將自耦聯接點(即高低壓繞組的聯接點),引出主變外殼用開關接、斷,當出現過電壓時自動用此聯接開關將主變及時變為雙繞組結構,過電壓消失后隨即自動改為自耦方式運行,則可能避免由于改進而造成的供電可靠性下降,等等也待今后研究有無實施的可能。

        同時還應注意一點,35千伏系統的不完全換位,主變改接后將會直接與10千伏側組成合成參數來影響10千伏的中性點位移;同樣10千伏也會影響到35千伏側。10千伏的中性點位移,在其出線回路較少時表現較為突出。現場會發現,35千伏因不完全換位AC兩相最大相電壓差6千伏;當改接后的主變投入后,10千伏側最大兩相相電壓差值為2千伏。當10千伏兩路出線投入后,10千伏側的母線兩相最大電壓差值已降為0.4千伏;三路出線投入后,即降為0.2千伏;回路出線全部送出后,其差值基本仍為0.2千伏。此時在10千伏母線所接電壓互感器的開口三角處測得電壓約5伏左右。同時發現,10千伏出線全部送出后,35千伏側此時最大電壓差值已降為0.2千伏左右。此現象說明,自耦變壓器投入后對整個所在系統將可能起到電壓平衡補償作用,使其不對稱度減小,為系統減小附加損耗提供了條件。

        2、改接后的主變短路電流將會增大

        由于改后的主變阻抗變小,所以當10千伏發生短路故障時,其短路電流將會比原來相應增加。因此對于系統阻抗小的站,要校核其短路電流,使通過主變的短路電流不勃勃其額定電流的20倍,以保證改后的主變不致因短路造成損壞,大于此值時要采取相應的措施,或不采用改接方案。對遠離電源的農村變電站,會由于改后阻抗變小而更有利于繼電保護的實現。利害關系將隨客觀條件而轉化。

        3、關于零序通路問題

        系統不對稱時,應用對稱分量法可以分析出此時將會出現另序分量。若變壓器為Y/△接法,另序分量是不能通過變壓器的,但當改為“△”接法后,由于兩側有了直接電的聯系,另序分量即能流過變壓器,并且會在變壓器中造成附加損耗。為了減小這一損耗,積極的措施是在變壓器中有一“△”聯接的繞組,“△”接法的方案卻好保留了這一特點。


       

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      公司名稱: 武漢天立華高電氣設備有限公司
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