变压器并列运行负荷不平衡分析

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并列运行变压器负荷调整与分析

并列运行变压器负荷调整与分析

L a du t ga da ayi o aall p rtd t nfr r o d ajsi n n ls np rl eae r s me n s eo a o
ZHANG in— x n ZHANG h Ja o g, S u—h n og
变 压 器 在 并 列 运 行 中 , 负 荷 分 配 是 按 照 各 台 其

其 标 么值


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而 2号 变压 器 少 输 出 了 , 而 达 到 调 整 负 荷 的 从


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△ 的 大 小 决 定 着 负 荷 调 整 量 的 大 小 , 理 想 最
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等 , 荷 不 能 按 其 额 定 容量 比例 分 配 , 列 运 行 变 压 负 并
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全运行 。
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变压器并列运行及负荷分配的计算

变压器并列运行及负荷分配的计算

变压器并列运行及负荷分配的计算Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】一、变压器并列运行的条件是什么?1.变比相等。

变压器比不同,二次电压不等,在二次绕组中也会产生环流,并占据变压器的容量,增加变压器的损耗。

差值最多不超过±0.5%。

2.联结组序号必须相同。

接线组别不同在并列变压器的二次绕组中会出现电压差,在变压器的二次侧内部产生循环电流。

3.两台变压器容量比不超过3:1。

容量不同的变压器短路电压不同,负荷分配不平衡,运行不经济。

4.短路电压相同。

关于短路电压要求相同的说明:实际上是非常接近即可,因为试验值往往与设计理论值有一定的偏差,铭牌上写的都是试验值,即实际值。

如果短路电压相差过大,会导致短路电压小的发生过负荷现象,建议允许差一般不超过10%。

至于为什么,请看文末的变压器并列运行负荷分配计算。

二、什么叫变压器的短路电压?这里要先说一下变压器的阻抗电压变压器的阻抗电压百分数由电抗电压降和电阻电压降组成。

在数值上与变压器的阻抗百分数相等,表明变压器内阻抗的大小。

阻抗电压百分数表明了变压器在满载(额定负荷)运行时变压器本身的阻抗压降的大小。

它对于变压器在二次侧发生短路时,将产生的短路电流大小有决定性意义,对变压器制造价格和变压器的并联运行也有重要意义,也是考虑短路电流热稳定和动稳定及继电保护整定的重要依据。

此数值在变压器设计时遵从国家标准。

阻抗电压百分数的大小与变压器的容量有关,一般变压器容量越大短路阻抗也就越大(一般情况哦)。

我国生产的电力变压器,阻抗电压百分数一般在4%~24%的范围内。

再说变压器的短路电压变压器的短路电压百分数是当变压器一侧短路,而另一侧通以额定电流时的电压,此电压占其额定电压百分比。

实际上此电压是变压器通电侧和短路侧的漏抗在额定电流下的压降。

同容量的变压器,其电抗愈大,这个短路电压百分数也愈大,同样的电流通过,大电抗的变压器,产生的电压损失也愈大,故短路电压百分数大的变压器的电抗变化率也越大。

变压器并列运行负荷不平衡分析

变压器并列运行负荷不平衡分析

变压器并列运行负荷不平衡分析变压器并列运行时,需要调整变压器的运行方式,但是有时会出现负荷分配不平衡的现象,甚至出现有功反向。

在查找相关书籍和技术规定时,只明确了两台主变并列条件,并没有对什么时候中压侧并列或低压侧分列运行进行详细分析,使得变压器容量不能充分利用,造成有的变压器轻载,有的变压器重载,对电网的合理、经济调度带来不利影响,甚至危及电网安全稳定运行。

为此,本文通过阻抗的计算详细分析负荷分配不平衡的原因,为合理、经济调度电网提供了理论依据。

1 问题提出变压器是电力系统中的重要电气设备,由于连续运行的时间长,为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性,在运行中将两台或多台变压器并列运行,如图1所示(所有开关均处于合闸状态),也就是将两台或多台变压器的一次绕组并列在同一电压等级的母线上,二次绕组并列在另一电压等级的母线上运行。

110kV燕城变电站一次主接线图(如图1所示)。

1.1 变压器并列运行的优点(1)变压器并列运行时,当1台变压器发生故障时,并列运行的其他变压器仍可以继续运行,以保障重要客户的用电;当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器,将检修变压器停电检修,这样既可以保证变压器的计划检修,又能保证不中断供电,提高了供电的可靠性。

(2)在负荷较轻的季节,可以将部分变压器退出运行,这样既可以减少变压器的空载损耗、提高效率,又可以减少无励磁损耗,改善电网的功率因素,提高系统的经济性。

1.2 变压器并列运行负荷分配不平衡情况2014年春检工作中,公司一座35kV变电站需要停电检修,该变电站35kV 线路接至110kV燕城变电站,即全站负荷由110kV燕城变电站供电。

为了提高供电可靠性,减少停电范围和时间,满足用户需求,将停电检修35kV变电站的负荷转移,由燕城变电站10kV I段母线供电,这时,燕城变电站35kV母线负荷减少约10MW,相应的10kV I段母线增加约10MW,运行方式改变后,110kV 燕城变电站1#主变35kV侧出现有功反向(即有功从母线流向主变),如表1所示。

变压器的并列运行分析

变压器的并列运行分析

在发电厂和变电所中,变压器是重要电气设备,为了提高供电的可靠性和灵活性,减少能量损耗,保证经济运行,通常将二台或数台变压器一次侧以及二次侧同极性的端子之间通过同一母线分别互相连接的方式来运行。

其意义是:当一台变压器发生故障时,并列运行的其它变压器仍可以继续运行,以保证重要用户的用电;或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器,再将要检修的变压器停电检修,既能保证变压器的计划检修,又能保证不间断供电,提高供电的可靠性。

又由于用电负荷季节性很强,在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行,这样既可以减少变压器的空载损耗,提高效率,又可以减少无功励磁电流,改善电网的功率因数,提高系统的经济性。

但是,变压器并列运行应同时满足下列条件:①变压器变比相同(允许有±0.5%的差值);②变压器的短路电压相等(允许有±10%的差值);③变压器的接线组别相同。

除满足以上三个条件外,对于并列运行变压器容量比一般不超过3:1。

2 变压器并列运行条件分析(下面结合某一变电站进行分析)2.1 某一变电站两台变压器技术参数及电气主接线:变压器的技术数据变压器分接开关各档位对应表2.2 不满足变压器并列运行条件分析2.2.1 变压比不同时的变压器并列运行分析当并列运行变压器的接线组别相同、短路电压相等,而变比不等时,那么并列运行变压器的二次电压不等。

当两台变压器空载时,二次回路就会有电压差,因此而产生环流Ic。

变比相差越大,产生环流也越大,影响变压器容量的合理利用,所以并列变压器变比相差必须限制在0.5%之内。

式中:ZdL1、ZdL2分别为两台变压器的短路阻抗;Ue1、Ue2分别为两台变压器的二次额定电压;若两台变压器中第二台的容量大,即Ie2>Ie1式中UdL1、UdL2分别为两台变压器的短路电压以上述变电站为例:设1#主变档位为I档,2#主变档位为I档:由于S1=S2=6300KVA则因此上述变电所两台主变变比不等时,产生环流以上计算可知,上述两台变压器变比不等相差2.5%时,产生环流可达额定电流的17.8%。

变压器并列运行无功异常原因分析及解决措施

变压器并列运行无功异常原因分析及解决措施
定环流参考方向定义为由%1主变通过低压侧母线 流向%2 ,贝U:
S;=S1 +Sc
(6)
S;=S2—Sc
(7)
△S22Sc
(8)
为2Z很小,所以即使*U不大(即

变比相差不大、也
较大的环流。例如,
压器
的 电压为5%,
电压相差1%,即*U=
0. 01U+,则环流 /c=Un/2Z=0. 01/(2X0. 05)=0 1 标幺
(1)
槡C
式中,:1、:2分别为两台变压器的变比。
收稿日期:2018-12-18 作者简介:阳丽(1983 —),工学硕士,高级工程师,从事电力调 度、运行分析与控制方面的研究工作。
压器
,若接线组别和 电压 ,而变
比 ,当一 接一电 ,
就会出现电压
差=%如果
,在=的作用
电流
/c在
压器之间流通,
电流称为环流⑷。变压器
Abstract: Reactive power abnormal during transformers parallel operation not only increases transformer loss,but may also causes transformer protection action. The article analyzed the reasons that reactive power abnormal during transform­ ers parallel operation, and carried out the example calculation. For minimizing reactive cycle power, the measure that transformers should be parallel according to file position matching table was proposed. Key words: transformer; parallel; reactive cycle power; file position matching table

110kV悦城站#1主变压器紧急抢修后的主变并列运行分析

110kV悦城站#1主变压器紧急抢修后的主变并列运行分析

110kV悦城站#1主变压器紧急抢修后的主变并列运行分析摘要:110kV悦城站#1主变压器因油试验不合格进行紧急更换,出于运行方式的需要,对更换后的#1主变压器与现运行的#2主变压器进行并列运行分析,提出可供运行参考的电压档位组合建议。

关键词:主变压器;并列运行1、问题提出110kV悦城站#1主变压器油试验不合格,为保障即将到来的迎峰度夏用电供电需求,须对#2主变压器进行紧急更换。

110kV悦城站的电气主接线方式如图1所示。

更换前的#1、#2主变压器,以及拟替换#1主变压器的备用变压器主要电气参数见表1。

图1 110kV悦城站电气主接线图2、#1主变压器更换后的并列运行分析2.1、变压器并列运行的优势及基本条件在电力系统中,通常将多台变压器并列运行,比起单台变压器运行,具有以下的优势:1)、可提高供电可靠性:当两台及以上变压器并列运行时,如其中一台因故退出运行,其他变压器仍能保证对重要用户继续供电;2)、可保变压器证经济运行;负荷低谷时,减少变压器投运数量,可降低变压器损耗;负荷高峰时,变压器并列运行,满足供电负荷的需要;3)、减少变压器备用容量。

处于并列运行状态的变压器,通常希望变压器之间不存在不平衡电流,变压器之间的负荷分配与额定容量成正比,与短路阻抗成反比;负荷电流的相位相互一致[1]。

变压器并列运行须满足三大基本条件,分别为:1)、联结组标号相同;2)、电压比应相同,差值不得超±0.5%;3)、阻抗电压值偏差小于10%[2]。

2.2、110kV悦城站#1主变压器紧急更换后,与#2主变压器的并列运行分析以下计算分析中,#1主变压器参数按更换后考虑,取值“表1 主变压器参数表”中“备用变压器”的相关参数。

1)、联结组标号比较更换后的#1主变压器与现运行的#2主变压器联结组标号相同,满足并列运行基本条件1;2)、电压比比较更换后的#1 主变与#2 主变的变高调压范围不同,#1 主变的调压范围为±8x1.25%,#2 主变的调压范围为±8x1.5%。

小议10kv系统中变压器并列运行问题及其解决方法

小议10kv系统中变压器并列运行问题及其解决方法

小议10kv系统中变压器并列运行问题及其解决方法摘要:本文探讨了变压器在运行中遇到的问题,并对此提出相应的解决方法,保证电网安全可靠的运行。

关键词:变压器;问题分析;物质条件;短路一、变压器并列运行存在的问题分析在具有两路独立中压电源进线的供配电系统(尤其是具有一、二级负荷的系统)设计中,中压系统采用两段母线独立运行(中间不设母联或设母联但正常情况下断开),而低压系统则采用单母线分段、中间设联络的系统形式。

低压侧的母线联络有两大功能:其一是当一段母线失去电源(即有一台变压器退出运行)时,通过母线联络向该段母线供电,以保证该段母线上的一级负荷及二级负荷的正常供电;其二是当两段母线(即两台变压器)负荷极不平衡时,通过母线联络使两台变压器并列运行,均衡其负荷,以达到节能目的。

然而,变压器的并列运行将带来以下3大问题:(1)当系统内低压侧( d1、d2 点)发生短路时,流过故障点的短路电流比变压器分列运行大1倍左右,故要求设备具有较高的遮断能力。

(2)当中压侧( d3、d4及d5点)发生短路时,将有一个通过母联及两变压器流向短路点的反送电流。

由于阻抗及各种电流保护的参数配合等原因,这一反送电流较难迅速切除。

特别是在中压进线断路器前端的供电线路( d5点)发生短路时,这一反送电流将对电网及供电部门的抢修构成较大威胁。

这是供电部门不能接受的。

(3)发生短路时完好侧的变压器会严重过负荷。

若母联断路器不能及时跳闸,则会使完好侧电源跳闸,从而扩大事故停电范围,造成一、二级负荷也同时停电的严重后果。

尽管设计中已考虑到各变压器的负荷平衡,但在实际运行中,各变压器负荷不平衡的情况仍时有发生。

尤其是在民用建筑(如宾馆、商场、写字楼等)中,由于季节性、时间性负荷所占比例较大,各变压器负荷不平衡问题就更加突出。

二、问题的解决措施(一)前提条件首先,必须取得供电局的认可。

供电局是电力、电网生产、运行及管理的部门,必须保证整个电网的安全可靠运行。

变压器并列运行的电压差 -回复

变压器并列运行的电压差 -回复

变压器并列运行的电压差-回复【变压器并列运行的电压差】引言:变压器是电力系统中常用的电气设备,用于改变交流电的电压,实现电能的传输与分配。

在某些情况下,为了满足需要更大功率的要求,我们可能会将多个变压器进行并列运行。

然而,并列运行的变压器之间存在一定的电压差,本文将从理论分析、原因分析以及控制方法等角度,来深入探讨并列运行的变压器之间的电压差。

一、理论分析1. 并列变压器的基本原理在交流电路中,通过电压变压器可以实现电能从高压端向低压端的转换。

当两个变压器并列运行时,其高压侧或低压侧的电压可以通过控制变压器的变比来实现一定程度的调节。

但是,由于各个变压器的参数有所不同,例如变比、阻抗、电阻等,导致并列运行的变压器之间存在一定的电压差。

2. 并列运行的电压差分析并列运行的变压器之间存在电压差分为主要原因有以下几点:(1)变压器的短路阻抗不同:每个变压器的短路阻抗是其在短路状态下所表现出来的电阻-电抗比。

不同变压器的短路阻抗不同,导致其在并列运行时电流分配不均,进而引起电压差的产生。

(2)变压器的变比不同:变压器的变比是指其高压侧与低压侧的电压比值。

由于每个变压器的变比存在差异,使得并列运行的变压器之间在高压侧或低压侧的电压不同。

(3)磁路参数不同:变压器的磁路参数,如磁阻、漏感等,也会影响并列运行的变压器之间的电压差。

二、原因分析1. 参数不匹配并列运行的变压器之间存在电压差的一个重要原因是参数不匹配。

每个变压器的制造过程中存在一定的误差,例如变压器变比、短路阻抗等参数可能存在差异,导致并列运行时电流分配不均,从而引起电压差的产生。

2. 负载差异并列运行的变压器所供应的负载可能存在差异,例如一个变压器负载较重,而另一个负载较轻。

由于负载差异,使得并列运行的变压器之间的电流分配不均,进而导致电压差的出现。

3. 外界干扰外界干扰也可能导致并列运行的变压器之间存在电压差。

例如,对于变压器短路测试时,会注入一定电流进行测试,而这个注入电流可能在各个变压器之间分配不均匀,从而导致电压差的产生。

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变压器并列运行负荷不平衡分析
变压器并列运行时,需要调整变压器的运行方式,但是有时会出现负荷分配不平衡的现象,甚至出现有功反向。

在查找相关书籍和技术规定时,只明确了两台主变并列条件,并没有对什么时候中压侧并列或低压侧分列运行进行详细分析,使得变压器容量不能充分利用,造成有的变压器轻载,有的变压器重载,对电网的合理、经济调度带来不利影响,甚至危及电网安全稳定运行。

为此,本文通过阻抗的计算详细分析负荷分配不平衡的原因,为合理、经济调度电网提供了理论依据。

1 问题提出
变压器是电力系统中的重要电气设备,由于连续运行的时间长,为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性,在运行中将两台或多台变压器并列运行,如图1所示(所有开关均处于合闸状态),也就是将两台或多台变压器的一次绕组并列在同一电压等级的母线上,二次绕组并列在另一电压等级的母线上运行。

110kV燕城变电站一次主接线图(如图1所示)。

1.1 变压器并列运行的优点
(1)变压器并列运行时,当1台变压器发生故障时,并列运行的其他变压器仍可以继续运行,以保障重要客户的用电;当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器,将检修变压器停电检修,这样既可以保证变压器的计划检修,又能保证不中断供电,提高了供电的可靠性。

(2)在负荷较轻的季节,可以将部分变压器退出运行,这样既可以减少变压器的空载损耗、提高效率,又可以减少无励磁损耗,改善电网的功率因素,提高系统的经济性。

1.2 变压器并列运行负荷分配不平衡情况
2014年春检工作中,公司一座35kV变电站需要停电检修,该变电站35kV 线路接至110kV燕城变电站,即全站负荷由110kV燕城变电站供电。

为了提高供电可靠性,减少停电范围和时间,满足用户需求,将停电检修35kV变电站的负荷转移,由燕城变电站10kV I段母线供电,这时,燕城变电站35kV母线负荷减少约10MW,相应的10kV I段母线增加约10MW,运行方式改变后,110kV 燕城变电站1#主变35kV侧出现有功反向(即有功从母线流向主变),如表1所示。

由上表可以看出,1#主变35kV侧出现有功反向(即有功从母线流向主变),这时2#主变不但供35kV负荷,还通过1#主变35kV侧向10kVI段母线供电,这样增加了1#主变的损耗。

2 负荷出现反向的原因分析
为了进一步查找变压器负荷分配不均匀的真正原因,公司组织检修人员和厂家技术人员测量变压器短路阻抗、负载损耗、空载损耗等技术参数,查找相关资料和文献,经过认真分析和研究,查找出了一种等效阻抗计算方法,能准确估算变压器不完全并列运行负荷的分配,该计算方法准确、可靠,给合理、经济地调整负荷提供了理论依据。

首先,画出变压器的等值模型(如图2所示),用Z11、Z12、Z13分别代表1#主变高、中、低压侧绕组的阻抗,用I11、I12、I13分别代表1#主变高、中、低压侧的电流;用Z21、Z22、Z23分别代表2#主变高、中、低压侧绕组的阻抗,用I21、I22、I23分别代表2#主变高、中、低压侧的电流,用Z35、Z10分别为35kV侧、10kV侧负荷的等效阻抗,由于变压器的电抗远远大于电阻,在计算中可以省略电阻,同时不考虑导纳。

根据基尔霍夫定律,由图2,得出:
Z11I11+ Z12I12= Z21I21+ Z22I22(1)
I11+ I12= I13(2)
I21+ I22= I23(3)
I22= I2-I22(4)
将式(2)、(3)、(4)代入式(1)得:
I22=[(Z11+ Z12)I2+ Z12I23-Z21I23]/(Z11+ Z12+ Z21+ Z22)(5)
同理,得出:
I12=[(Z21+Z22)I2+Z22I23-Z12I23]/(Z11+Z12+Z21+Z22)(6)
如果2台主变短路阻抗相同,且I23=0,则:
I22-I12=2Z11I23/(Z11+Z12+Z21+Z22)(7)
从式(5)、(6)、(7)可以看出,并列运行的2台变压器中压侧的电流I12、I22不仅与本侧电流I2有关,还与低压侧电流I13、I23有关。

3 运行实例
根据上述现状的调查结果,公司组织检修人员和厂家技术人员测量变压器短路阻抗、负载损耗、空载损耗等技术参数,110kV燕城变电站2台主变的技术参
数如表2所示,正常方式下1#、2#主变35kV 侧并列运行,10kV侧并列运行。

在实际运行方式下,10kVII段未投入运行,期间,一条35kV线路检修,该线路对侧35kV变电站需要转移负荷,转移的负荷由110kV燕城变电站10kVI段母线供电,这时,燕城变电站35kV母线减少负荷约10MW,10kV母线增加约10MW,运行中110kV燕城变电站1#主变35kV侧出现有功反向(即有功从母线流向主变),实际上2#主变不但供35kV负荷,还通过1#主变35kV侧向10kV侧供电,如上表1所示。

表2 燕城变电站2台变压器主要技术参数
根据表2,将短路电压百分比代替阻抗,可得:
Z11=(10.11+18.48-6.69)/2=10.95(8)
Z12=(10.11+6.69-18.48)/2=-0.84(9)
Z13=(6.69+18.48-10.11)/2=7.53(10)
Z21=(10.36+18.78-6.39)/2=11.23(11)
Z22=(10.36+6.39-18.78)/2=-1.02(12)
Z23=(6.39+18.78-10.36)/2=7.41(13)根据110kV燕城变电站的运行方式,将I23=0,I13=I3及式(8)——(13)代入(5)、(6)可得出主变中压侧负荷分配情况:
I22=[(Z11+ Z12)I2+ Z12I23-Z21I23]/(Z11+ Z12+ Z21+ Z22)
=[(10.95-0.84)I2+10.95I13]/(10.95-0.84+11.23-1.02)
=0.5I2+0.54I3
I12=[(Z21+ Z22)I2+ Z22I23-Z12I23]/(Z11+ Z12+ Z21+ Z22)
=[(11.23-1.02)I2-10.95I13]/(10.95-0.84+11.23-1.02)
=0.5I2-0.54I3
令I12=0.5I2-0.54I3 =0;得出I2=1.08I3 ,即当中压侧负荷为低压侧负荷1.08倍时,1#主变中压侧负荷为0,既不送电也不受电,此时1#主变供低压侧负荷,2#主变供中压侧负荷;当中压侧负荷小于1.08倍低压侧负荷时,1#主变中压侧开始受电,1#主变中压侧有功功率显示为负;当中压侧负荷大于1.08倍低压侧负荷时,1#主变中压侧开始送电。

假设中、低压侧负荷功率因素相同,则:
P12=0.5P2-0.54P3 (16)
P22=0.5P2+0.54P3 (17)
将表2中的数据代入(16)、(17),得到:
35千伏线路检修前负荷情况:
P12=0.5P2-0.54P3=0.5*(8.2+22.8)-0.54*13.33=8.3 (MW)
P22=0.5P2+0.54P3=0.5*(8.2+22.8)+0.54*13.33=22.7(MW)
35千伏线路检修后负荷情况:
P12=0.5P2-0.54P3=0.5*(-1.7+23.2)-0.54*23.1=-1.7(MW)
P22=0.5P2+0.54P3=0.5*(-1.7+23.2)+0.54*23.1=23.2(MW)
计算结果与实际负荷分配情况基本相符。

4 运行方式分析
通过计算分析和实际运行工况,110千伏燕城变电站1#主变中压侧出现有功方向的原因是中、低压侧负荷的变化,而并非是变压器内部异常或变压器档位的不一致(档位不一致会影响到短路阻抗,但是影响非常小)。

中压侧负荷分配不平衡程度主要受到低压侧负荷的影响,1#主变中压侧是否出现有功方向主要决定于中低压侧的负荷比例。

5 结论
(1)当2台短路阻抗相同的基本相同的三绕组变压器低压侧分列、中压侧并列运行时,中压侧负荷分配不平衡,负荷不平衡程度与低压侧负荷成正比关系。

(2)三绕组变压器低压侧分离、中压侧并列运行时,有无中、低压侧环流与中低压侧负荷比例有关。

只有中压侧负荷远大于低压侧负荷时,才能采用中压侧并列,低压侧由其中1台主变供电的运行方式,否则供低压侧的主变中压侧可能出现有功方向。

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