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关于35/10千伏主变压器改自耦 联接后增加出力降低消耗的分析
武汉天立华高电气设备有限公司
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我们知道,普通双绕组变压器改为自藕方式运行后,其输出功率中将增加一部分传导功率。与双绕组结构时输出同等容量相比,损耗将变为(1- )△A变;电压变化率亦相应变为(1- )△U;改接后的变比为(1+K)。

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  对于实际运行中的变压器,要改接,其改后的变比必须不变,而且希望在改接时工艺尽量简化,尽力不破坏原绕组结构。为此,我们若在原变压器高压侧绕组上选一适当位置抽头,而低压侧绕组不动,与其高压侧抽头相联,这样改接后的变压器接线由原来Y/△-11接线组别变为“△”联接方式。通过分析,其输出功率可比原变压器额定输出增加30%左右。

  若对于35/10千伏主变压器按K=3.5,将其代入上式:

  当普通双绕组变压器改为自耦联接发后,其忽略空载励磁后的磁势平衡方程为:

  

(2——1)

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  见(图3)

  由(图3)可以看出I=I 1+I2。这时其输出电流即为I1+I2=I 。如果改接后仍要求低压线组中的电流I2为原额定电流,则I1将会上升:

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  a:垂直于漏磁场方向的导线宽度(即线圈饼的幅向宽度)(厘米)

  h:线圈有效高度(厘米)

  s:导线截面积(毫米2)

  由于改接后上式中m、n变为0.74倍,h亦相应变为0.74h,将变化的这些因子代入(2-4)式后,Kφ75℃的数值将减少为原来的0.55倍。

  c、变压器负荷时由于漏磁在结构钢中所产生的损耗Wf。

  

(2-5)

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  式中:K:系数,对于平滑壁三相变压器

  UX<10.5%时取2.19

  UX>10.5%时取1.47

)倍。

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  Z*K自、Z*K双为自耦变压器和双绕组变压器的阻抗标么值

(2——6)

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  式中:K:系数,铜线圈取22.1

  铝线圈取36.8

  I:流过绕组的电流(安)

  δ:流经绕组的电流密度(安/平方毫米)

  N:计算线圈的总匝数(匝)

  〤Nz:线圈绝缘校正系数

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  当a

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  图中曲线①为主变的伏秒特性;曲线②为避雷器的特性曲线;③为间隙的曲线。

  上图说明,内部过电压时,电压较低,放电时间若在τ0之后,则间隙动作,而避雷器不动作;雷击时放电时间在τ0以前,则避雷器动作而间隙不动作。

  若所在系统发生永久性接地,则该改接后的主变35千伏侧开关须跳开,等系统恢复正常后方可继续供电。因此改接后的变电站供电可靠性将不能保证,所以此方法只适用于用电负荷不太重要的变电站。

  改接后主变的35千伏侧的过电压继电保护,可利用35千伏侧电压互感器二次输出用三块电压继电器按绝缘监视接法接成“Y”形接线,使继电器定值为线电压时启动,并同时作用于35千伏开关跳闸,来构成最简便的保护。如果站内没有35千伏侧电压互感器,亦可在10千伏的三相五柱电压互感器的绝缘监视回路中,按“Y”形接入电压继电器来构成同类保护,不过此时定值要考虑避过10千伏侧单相接地过电压数值。一般此时取继电器动作电压为200伏即可。继电器动作后仍作用于35千伏开关跳闸。

  主变改接后,由于其过电压防护问题比较特殊,给限制过压和保护设备的绝缘带来了新的课题,有待今后在运行中积累经验,更有效地采取相应措施。比如采用工频通流容量较大的避雷器装在低压侧来限制;以及采取将自耦联接点(即高低压绕组的联接点),引出主变外壳用开关接、断,当出现过电压时自动用此联接开关将主变及时变为双绕组结构,过电压消失后随即自动改为自耦方式运行,则可能避免由于改进而造成的供电可靠性下降,等等也待今后研究有无实施的可能。

  同时还应注意一点,35千伏系统的不完全换位,主变改接后将会直接与10千伏侧组成合成参数来影响10千伏的中性点位移;同样10千伏也会影响到35千伏侧。10千伏的中性点位移,在其出线回路较少时表现较为突出。现场会发现,35千伏因不完全换位AC两相最大相电压差6千伏;当改接后的主变投入后,10千伏侧最大两相相电压差值为2千伏。当10千伏两路出线投入后,10千伏侧的母线两相最大电压差值已降为0.4千伏;三路出线投入后,即降为0.2千伏;回路出线全部送出后,其差值基本仍为0.2千伏。此时在10千伏母线所接电压互感器的开口三角处测得电压约5伏左右。同时发现,10千伏出线全部送出后,35千伏侧此时最大电压差值已降为0.2千伏左右。此现象说明,自耦变压器投入后对整个所在系统将可能起到电压平衡补偿作用,使其不对称度减小,为系统减小附加损耗提供了条件。

  2、改接后的主变短路电流将会增大

  由于改后的主变阻抗变小,所以当10千伏发生短路故障时,其短路电流将会比原来相应增加。因此对于系统阻抗小的站,要校核其短路电流,使通过主变的短路电流不勃勃其额定电流的20倍,以保证改后的主变不致因短路造成损坏,大于此值时要采取相应的措施,或不采用改接方案。对远离电源的农村变电站,会由于改后阻抗变小而更有利于继电保护的实现。利害关系将随客观条件而转化。

  3、关于零序通路问题

  系统不对称时,应用对称分量法可以分析出此时将会出现另序分量。若变压器为Y/△接法,另序分量是不能通过变压器的,但当改为“△”接法后,由于两侧有了直接电的联系,另序分量即能流过变压器,并且会在变压器中造成附加损耗。为了减小这一损耗,积极的措施是在变压器中有一“△”联接的绕组,“△”接法的方案却好保留了这一特点。


 

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