变压器优化运行

变压器优化运行（精选九篇）

变压器优化运行 篇1

一、设备简介及运行状况

1. 设备简介

公司拥有两台BE55-4B-G型静电除尘器和配套出灰设备, 由于机组分期建设, 分别配置一台除尘变压器, 其技术参数见表1。

正常运行时, 2#除尘变压器高压侧接至10kVⅡ段, 带380V除尘Ⅱ段运行 (见图1) , 低压侧电流100A左右;3#除尘变压器高压侧接至10kVⅠ段, 带380V除尘Ⅲ段运行, 低压侧电流约156A。两台除尘变压器的负荷率均很小, 并存在自身损耗。

2. 2#、3#除尘变压器独立运行时数据分析

根据变压器短路电阻计算公式, 将表1数据代入, 可计算得出2#除尘变压器短路电阻RS2=3.847Ω, 3#除尘变压器短路电阻RS3=3.785Ω。2#除尘变压器带除尘Ⅱ段运行时低压侧负载电流100A, 电压400V, 代入变压器负载损耗计算公式, 得出2#除尘变压器负载损耗p2=96.70W, 负载率为13.87%。因此, 不计负载的铁耗时2#除尘变压器总损耗为952.70W。3#除尘变压器带除尘Ⅱ段运行时低压侧负载电流156A, 电压400V, 代入上式, 得出3#除尘变压器负载损耗p3=231.53W, 负载率为21.62%。不计负载的铁耗时3#除尘变压器总损耗为1 238.03W。所以, 独立运行时2#、3#除尘变压器总损耗为2 190.73W。

3. 存在问题

两台除尘变压器独立供380V一段母线运行, 不能充分利用变压器的容量, 造成资源的浪费;2#、3#除尘变压器分别供除尘Ⅱ、Ⅲ段运行时, 都没有备用变压器, 一旦除尘变压器出现故障跳闸, 无法自动切换电源, 使电除尘系统暂时瘫痪, 造成环境污染。因此决定对其进行改造, 改变原运行方式。

二、改造方案

1. 单台变压器供两段380V母线的可行性

根据现场实际情况, 利用现有设备, 考虑系统运行及其检修需要, 通过分析计算, 只要确保变压器连续可靠运行, 并在故障时有备用电源, 采用单台变压器供两段380V母线的方案是可行的, 并具有使用方便灵活、工作稳定可靠等特点, 还有一定的节电效果。

2. 一台变压器运行、一台备用的安全性

在380V除尘ⅡA段和ⅡB段间加装4602刀闸, 在4601刀闸和4602刀闸之间加装电压互感器 (380V除尘Ⅱ段PT, 图1虚框部分) , 为备用到自投提供条件;同理, 在380V除尘ⅢA段和ⅢB段间加装4702刀闸和380V除尘Ⅲ段PT。但是, 当10kVⅠ、Ⅱ段母线独立运行, 在正常倒闸操作2#、3#除尘变压器并列运行时, 可能造成非同期。因此, 在2#除尘变压器高压侧610开关与3#除尘变压器高压侧617开关、2#除尘变压器低压侧06开关和3#除尘变压器低压侧07开关的闭锁回路中分别并接入备用自投小开关的接点与备用自投装置的输出合闸接点 (图2) 。避免了10kVⅠ、Ⅱ段母线独立运行时, 2#、3#除尘变压器非同期。

以07开关控制回路为例说明二次回路工作原理 (图2) , 当2#除尘变压器带380V除尘Ⅱ、Ⅲ段运行时, 备用自投开关打到3#除尘变压器“联锁”位置时, 接点 (1) 和 (2) 断开, 06开关和07开关闭锁投入, 在除尘段380V低压母线失电时, 可实现3#除尘变压器备用自投。如果仍需要2#、3#除尘变压器单独带380V除尘Ⅱ段、380V除尘Ⅲ段运行, 则断开006开关, 将备用自投开关置于“断开”位置, 接点 (1) 和 (2) 接通, 06开关和07开关闭锁解除, 则06开关和07开关都可以同时合闸。可见, 改造后采用一台变压器运行、一台备用在安全性方面是可行的。

3.改造前后对比

在实际运行中, 2#、3#除尘变压器各自带380V除尘Ⅱ、Ⅲ段时, 低压侧负载电流分别为245A、237A, 代入变压器负载损耗计算公式, 可以得出2#除尘变压器负载损耗p2′为580.42W, 负载率为33.95%, 总损耗为1 436.42W;3#除尘变压器负载损耗p3′为534.38W, 负载率为32.84%, 总损耗为1 540.38W。

改造前, 2#、3#除尘变压器独立运行时总损耗 (不计负载的铁耗, 下同) 为2 190.73W, 负载率分别为13.87%、21.62%。改造后2#除尘变压器带380V除尘Ⅱ、Ⅲ段时, 总损耗为1 436.42W, 降低了754.31W, 负载率为33.95%;而3#除尘变压器带380V除尘Ⅱ、Ⅲ段时, 总损耗为1 540.38W, 降低了650.35W, 负载率为32.84%。因此, 两台变压器一备一用的方案是可行的, 能够确保安全运行, 可以降低变压器损耗, 具有一定的节能效果。

三、应用效果

第一, 解决了原来运行方式下没有备用电源的局面, 提高了系统运行的安全可靠性。对开关保护的改造, 避免了电气倒闸操作时发生非同期事故的可能性, 提高了供电的可靠性。

第二, 提高了变压器的负载率, 减少变压器的损耗650.35~754.31W, 具有一定的节能效果。

第三, 通过5年多的实际运行, 单台变压器供两段380V母线的方案具有安全可靠、操作方便、便于维护等许多优点, 受到运行人员的好评。

参考文献

运行变压器的绝缘监测探讨 篇2

电力变压器是电力系统最主要最昂贵的设备之一,其安全护运行对保证供电可靠性有重要意义，电力变压器的高故障率不仅极大地影响电力系统的安全远行,同时也会给电力企业及电力用户造成很大的经济损失。为了提高电力系统运行的可靠性,减少故障及事故引起的经济损失,要定期对变压器进行绝缘预防性试验监测。

绝缘的劣化、缺陷的发展,虽然具有统计性,发展速度也有快有慢,但大多数都有一定的发展期。在这期间,绝缘会发出反映绝缘状况变化的各种物理化学信息。理论上,只要捕捉到这些哪怕是很微弱的信息,进而经过对这些数据的处理和综合分析,就可以对设备绝缘的可靠性作出判断和对绝缘寿命作出预测,这就是绝缘监测的理论基础。

2 监测数据的采集

(1)多路转换单元。

用以对多台设备和某设备的多路信号(均来自传感器)进行选择或作巡回监视、一般可用继电器或程控模拟开关对信号进行选通。

(2)预处理单元。

其功能主要是对输入信号的电平作必要的调整,以满足模数转换器对输入模拟信号电平的要求,同时要采取一些措施抑制干扰以提高信噪比。故该单元又可分为两部分:一部分是放大倍数可调整的程控放大器;另一部分是抗干扰设施,例如设置滤波器、差动平衡系统等。

要强调指出的是预处理单元的位置一般应安排在数据采集之前,甚至有时它与传感器安排在一起,即采取就地处理的方式,这样可大大削弱信号传输过程中受到的干扰影响。其原因如图1所示:

从传感器S输出信号Us,经预处理P放大K倍,若在信号KUs传输过程中加入干扰信号UI,那么数据处理单元A得到的信噪比SNR1=KUs/ UI;若将P放在A处,则其信噪比为SNR2=Us/ UI,减少为就地预处理的K分之一。

(3)数据采集单元。

它包括采样保持和模数转换器ADC。前者由采样保持放大器(放大倍数为1)、电子开关、保持电容器等元器件组成,其功能是在模数转换周期内存储信号的各个输入量,并把数值大小不变的信号送入模数转换器。它缩短了模数转换的采样时间,从而提高了系统的运行速度。ADC是数据采集系统的核心,需要满足转换速度和准确度两方面的要求。转换速度(采样速度或称采样率)视信号采集的要求而定,若要采集信号波形则需较高的采样率:若只需采集信号峰值,则可选择较低采样率。一般采样率可在50 khz—10 Mhz间选择。

3 绝缘监测的测试内容及原理

3.1 变压器套管的监测

(1)监测内容。

变压器套管为电容型设备,监测内容如下:介质损耗tg 、泄露电流I0、电容量变化率△c/c、不平衡电压Uo。

(2)介质损耗tg 的测量原理。

介质损耗测量对设备绝缘的劣化的故障有较高的灵敏度,在绝缘预防性试验中是必不可少的测量项目。同时高压设备的介质损耗一般都很小,所以对测量的精度要求很高,而且在现场测量时易受各种形式的干扰,因此要精确而稳定地在线监测设备的介质损耗难度较大。本系统在测量时,采用电容取样信号和微机自动控制头半平衡电桥的测量原理,具有取样信号大、抗干扰性强和测量数据稳定的特点。

3.2 信号的抽取

(1)作为参考信号的PT二次电压信号的抽取。

PT二次电压信号是作为测量参考信号引入的，

由于PT二次电压信号同时还作为继电保护的电源用,绝对不允许短路,所以我们在引入此信号时采用了如下措施:

固定安装位置;固定安装在端子排上;在信号输入回路中串快速熔断器,回路中有两处串快速熔断器,分别在端子排和信号选线箱内;将输入信号与测量回路通过精密的隔离电压互感器可靠隔离。隔离后有两点好处:第一,防止测量回路故障对PT信号的直接短路。第二,由于未屏信号经电容探头取样后,地线无法与设备接地线断开,经过对PT二次信号隔离后,还可消除地电位的干扰影响。

(2)套管未屏信号的抽取。

变压器套管的信号抽取方法采用在未屏对地之间串标准电容器组的方法。标准电容器组上还并联有放电管、短路刀闸及保护间隙,可确保高压设备的安全运行。另外,合上短路刀闸还可安全方便地更换标准电容器组。这些元件安装在一个封闭的铝合金箱内,每个铝合金箱内安装一组(A,B,C三相)变压器套管。

3.3 油中氢气的监测

本文研究的测氢控头采用高分子膜渗透油中氢气,直接从油中分离出氢气进行在线监测,弥补了气象色谱法周期性限制和误差大的缺陷,并根据氢气含量的变化情况,预知设备的早期故障,是目前较为理想的手段。

油中氢气含量的测量采用活化的铂丝作为氢敏元件,当氢气在加热到恒定高温的铂丝上燃烧时,引起铂丝电阻值的变化,这种变化在一定范围内与氢气浓度成函数关系。对氢敏元件获得的信号进行采集处理,即可得到氢气浓度。有稳定可靠及寿命长的优点,是国外采用燃料电池作为氢敏元件所不能匹及的。

3.4 绝缘监测的测量原理

测氢探头采用高分子膜渗透油中氢气,直接从油中分离出氢气,采用活化的铂丝作为氢敏元件,通过氢气在铂丝上燃烧,引起铂丝电阻值的变化,来测量氢气含量的。

当电力变压器在正常运行时,绕组周围存在电场,而铁芯和夹件等金属构件处于该电场中,且场强各异。若铁芯不可靠接地,则将产生悬浮电位、引起绝缘放电。因此铁芯必须可靠接地。但是,由于各种原因使铁芯产生多点接地后,一方面造成铁芯局部短路,质链部分磁通产生感应电势,形成环流,这种环流有时高达数百安培,产生局部过热,引起油分解另一方面,由于铁芯的正常接地线产生环流,引起变压器局部过热,也可能产生放电性故障。运行经验表明,铁芯接地电流正常情况下在几个到几十个毫安当铁芯多点接地时,该电流可能增大到几个安培甚至还要高。

(1)上层油温的监测。

变压器上层油温的异常变化,可以反映出变压器的过热性故障。本系统用PT100温度传感器对上层油温进行监测。测量的原理框图所示:

(2)母线过电压的监测。

对变电站母线过电压进行在线监测,可以了解变电站内高压设备遭受雷电过电压和操作过电压的频率和强度,了解避雷器的动作状况和保护作用,为设备事故分析提供第一手资料,同时,通过数据积累,还可以为相应的标准的制定和修改提供参考数据。

(3)气象条件监测。

气象条件的监测采用专用测量温度、湿度的探头,对环境气象条件进行监测。传感器置于标准气象箱内。

4 结语

变压器的绝缘监测技术是电力系统最具有潜力的技术之一,定义集中、高智能化、高精确度为发展方向。它的硬件技术发展与传感器技术、电子技术、光纤技术的发展密切相关,这个领域的每一项突破性成就都有可能给检测带来发展机遇。

参考文献

张占银,陈化钢,韩素云译.高电压设备的绝缘监测[J].安徽电力试验研究所,,(1).

盛昌达.电气设备绝缘在线监测的几个问题 [J].电企联杂志,,(2).

电力变压器经济运行分析 篇3

【关键词】电力变压器；经济运行；有效措施

随着我国社会经济的不断增长，人们的生活水平越来越高，社会对电能的需求逐渐增加，电力资源的供应已经难以满足社会的需求。鉴于这种状况，电力企业为缓解供求矛盾，必须节约电力资源，尽可能的减少电力资源的浪费，以促进电力企业的可持续发展，保障人们的生活质量，拉动我国国民经济的增长。为此，电力企业必须实现电力变压器的经济运行。在我国电力企业供电中，电力变压器是其最为关键的设备之一，其所使用的数量比较多，所产生的损耗比较大。电力变压器经济运行的重要前提是确保变压器运行的可靠性，保证供电的质量符合标准，在此基础上选择最佳的运行方式，以尽可能地降低变压器在运行过程中产生的损耗，从而避免电力资源的浪费。电力变压器运行效率的提高，需要对其进行有效的管理，制定科学的运行计划，以推动电力企业的稳定发展。

一、电力变压器损耗的类型

电力变压器的损耗主要分为两种类型，第一种变电器损耗类型是有功损耗。电力变压器的有功损耗主要产生于绕组电阻和铁心等部位。其又可以分为三种类别，一种是铜耗，由基波电流所产生。当变压器经过一次绕组和二次绕组的时候，便容易造成电能的消耗；一种是铁耗，由基波磁场所产生。这种消耗主要存在于变压器的铁心部位，在对电力变压器的损耗进行分析的时候，通常将基波磁场产生的铁耗作为固定损耗；一种则是杂散损耗，即变电器中的不明损耗，由谐波电流和磁场所产生。这类损耗主要产生于变电器的绕组、铁心等部位，产生此种损耗的原因比较多，在计量方面有一定的难度，一般是取经验值来进行分析。第二种变电器损耗类型是无功损耗。无功损耗的最大特点在于其不对外做功，在电气设备中，可以维持磁场的电功率，具有承载能量转换的作用。

二、现阶段电力变压器经济运行中存在的问题

（一）用电负荷过重而阻碍了电力变压器的经济运行

随着社会总用电量的增加，许多220千伏和110千伏的变电站，用电的负荷过重，尤其是在用电高峰期的夏季或是各单位，增加了电力变压器的负担，使其很难实现经济运行。另外，在我国一些重要的庆典或是活动期间，必须保障用电量的正常供应，因而电力变压器需要肩负起保障电量运行的任务，也正是因为如此其无法顺利的进行经济运行。而且在面对我国电力系统的重大检修时，也不可开展经济运行，以避免电力系统的运行发生安全事故，保障供电质量。

（二）电力变压器在切换过程中容易产生能量消耗

在同时运行两台电力变压器的时候，必须对其进行切换，以确保两台电力变压器的有效运行，在切换的过程中存在一定的安全风险。有的电力系统具有较低的负荷率，各时期电力负荷差异比较大，因而其必须每天切换变压器，需要采用先进的设备，以至于减少了设备的使用时间，时常开展故障返修，从而无法开展电力变压器的经济运行。

（三）电力变压器经济运行中缺乏有效的技术手段

技术问题一直是电力变压器经济运行中急需解决的问题之一，是影响电力变压器经济运行的重要因素。就目前而言，在进行变压器经济运行相关内容的分析和计算时，通常都是人工开展，难以保障结果的可靠性，效率比较低，在技术上较为滞后。

三、促进电力变压器运行的有效措施

（一）加强对电力变压器运行的管理

首先，可以电力系统的供电状况为依据，遵循用户用电的原则和特点，来适当的调整电压率。充分了解每个时期的用电负荷状况，以发现用电规律，找出用电高峰期和低谷期，从而合理安排电力变压器的运行，以避免负荷过重而阻碍了电力变压器的经济运行；其次，要定期对电力变压器进行更新，以确保电力设备的质量，避免设备受损后而进行大修，从而节约设备维修资金。电力变压器的更新，能使其保持在高效率的工作中，可减少其在运行中对设备造成的损害。要选择容量合适的电力变压器，以降低电力变压器的空载率。除此之外，还要定期检查电力变压器的运行状况，并且开展维修和养护工作，以延长电力变压器的使用寿命，提高电力变压器的运行效率。

（二）创新技术，实现电力变压器的经济运行

在选择电力变压器的时候，要考虑到电力负载的情况，以采用型号规格合适的电力变压器，使其在损耗率最低的时候开始运行。另外，需要淘汰过去高耗能的电力变压器，采用具有节能效用的电力变压器，以满足现阶段能源节约型社会建设的要求。在设计并联变压器的经济运行方案时，要先了解电力变压器的负荷状况，根据其容量来进行计算和分析，以形成均衡变压器负荷， 降低电力变压器运行中的损耗。要对电力变压器进行散热工作，以避免其因温度过高而受到损害，从而影响经济运行效果。为提高电力变压器的运行经济效益，可对其运行系统进行调整，改善电力变压器运行系统地功率因数，以减少电力变压器在运行过程中的损耗，尤其是铁耗。电力变压器运行系统中的无功补偿可以采用就地补偿的方式，观察电力变压器所承载负荷的变化，并且以此为依据来调整电压，从而保障系统电压的质量。

（三）做好电力变压器的相关记录

为实现电力变压器的经济运行，电力企业的工作人员一定要将其所使用的电力变压器进行基本资料和参数的记录，了解其实际的电力负荷情况，并且列入档案进行有效的管理，以方便日后的查询。在电力变压器记录工作中，一定要详细的记录电力变压器的生产厂家，电力变压器的压力值，其所能输送的电能容量以及电力变压器的型号等。在记录完整之后，则可对其基本参数进行分析和统计，并且要开展归纳和整理工作。当电力变压器在运行过程中出现问题的时候，便可以对其进行查询，全面了解电力变压器的状况，从而更好地维护变压器的运行。

结束语

实现电力变压器经济运行，是我国电力企业发展过程中的必然要求，是解决我国电力资源供求矛盾的重要途径，必须予以高度重视。现阶段，在电力变压器经济运行过程中仍然存在着一定的问题，还有待进一步的完善。在选择电力变压器运行方式的时候，必须结合当地的电网系统状况，考虑变压器的性能，关注变压器运行系统地负荷状况，从而选择最佳的运行方案，既能保证电力变压器的安全运行，又能降低变压器的损耗率。除此之外，要加强对变压器运行的管理，以减少其运行成本，为电力企业节约资金和电力资源，从而提高电力企业的经济效益，使其获得更多的社会效益。

参考文献

[1]齐晓波，张绍国.电力变压器经济运行分析[J].陕西电力，2010，（38）

[2]侯永刚.电力变压器经济运行分析[J].黑龙江科技信息 ，2013，（27）

变压器优化运行 篇4

由于备自投能够在主供电源失电时自动投入备用电源, 保障连续供电, 从而提高供电可靠性, 因此在变电站得到了广泛使用。变电站负载较高时, 必须投入所有变压器才能保证供电, 此时没有备用变压器, 变压器备自投失去作用;变电站负载较低时, 应适当停运备用部分变压器, 降低损耗, 同时投入变压器备自投, 在运行变压器突然故障时迅速投入备用变压器保证连续供电。目前, 这些工作完全由人工进行判断和操作, 效率不高、及时性差。为此, 本文提出了一种根据负载优化运行方式的智能变压器备自投, 能够高效及时地自动完成这些工作。

1 工作流程

根据负载优化运行方式的智能变压器备自投, 能够自动在负载较大时投入较多的变压器, 保证供电, 同时退出不能发挥作用的备自投功能;在负载较小时投入较少的变压器, 降低损耗, 同时投入备用变压器的备自投功能, 并在运行变压器突然故障时迅速投入备用变压器保证连续供电。其工作流程如图1所示。

2 相关逻辑的说明

根据负载优化运行方式的智能变压器备自投, 其备自投功能与传统备自投相同, 不再赘述, 本文仅介绍其自身特有的逻辑判断功能。

2.1 待调整范围的判别方法

根据每台变压器各侧的电流、电压信息计算出各侧负载;再将每台变压器各侧负载中的最大值相加后与设定好的负载范围定值相比较, 小于负载范围定值说明在调整范围内, 否则不在调整范围内。负载范围整定时, 需根据不同变电站设备的实际情况进行, 通常视设备可长期承受的最大过载能力而定。

2.2 满足闭锁条件的判别方法

若接收到变压器或者相关开关的故障信号, 即为满足闭锁条件;若未接收到变压器或者相关开关的故障信号, 则不满足闭锁条件。

2.3 供电负荷状态的判定方法

将每台变压器各侧负载中的最大值相加后与设定好的负载较大定值相比较, 大于负载较大定值且持续时间大于负载较大判断时间定值, 即判定为负载较大;再将每台变压器各侧负载中的最大值相加后与设定好的负载较小定值相比较, 小于负载较小定值且持续时间大于负载较小判断时间定值, 即判定为负载较小。

负载较大定值和负载较小定值要根据变压器经济运行区间进行设定。举例说明, 某变电站接线如图2所示, 假设2台变压器参数完全相同, 其经济运行区间为40%~80%额定容量, 那么负载较大定值就可以取2台变压器额定容量之和的40%, 负载较小定值也可以同样取值。负载较大和负载较小判断时间要根据具体负荷性质进行整定, 用以躲过负荷瞬时增加或减少, 从而避免引起频繁调整, 造成变压器、开关的使用寿命减少。

2.4 备用变压器有无的判定方法

至少有一台变压器各侧开关均在断开位置, 但各侧开关两侧刀闸均在合闸位置, 且该变压器各侧所在母线的母联开关及其两侧刀闸均在合闸位置, 则判定此变压器有备用变压器;否则, 判定为无备用变压器。

3 应用于传统综自站和智能站的差异

根据负载优化运行方式的智能变压器备自投, 在传统综合自动化变电站和智能变电站 (数字变电站) 中应用, 其逻辑原理相同, 但信息采集、逻辑结果执行等方面有很多差异。

3.1 应用于传统综自动化变电站

在传统的综自变电站中, 需要安装这种根据负载优化运行方式的智能变压器备自投装置, 通过信号电缆获得开关及刀闸位置信息, 由交流采集回路采集电压、电流等交流量, 最后由装置内部逻辑程序完成运行方式状态的识别和逻辑判别, 逻辑输出经电缆传输给相应的变压器或开关完成运行方式的调整。

3.2 应用于智能变电站

在智能变电站 (数字化变电站) 中, 根据负载优化运行方式的智能变压器备自投功能由不同保护对象的间隔层装置共同完成, 由母线测控装置完成母线电压的采集, 变压器测控装置完成变压器运行状态和电流的采集, 将获得的信息通过网络传输给主逻辑单元, 完成运行状态的识别和动作逻辑判断。主逻辑单元可以单独设立装置, 也可以集成在其它智能装置内, 如高压侧分段开关保护测控装置内。本方法开关量和逻辑信息采用IEC 61850标准GOOSE信号[1], 通过数字传输网络传输给主逻辑单元, 逻辑结果也以GOOSE方式传输给分散执行单元, 完成运行方式的调整;模拟量的采集采用IEC 61850标准SV服务报文传输[2,3]。此方法能直接应用于以IEC 61850为基础建立起来的智能变电站中。

4 结束语

本文提出的智能变压器备自投能够根据负载情况自动优化运行方式, 不但保证了变压器运行的经济性和供电可靠性, 而且无需现场运维人员和监控人员过多关注并进行人工投退, 大幅减少了工作量, 提高了变电站的智能化程度, 较传统备自投更适应于无人值守变电站。本文所述方法已经申请了发明专利。

摘要：介绍一种根据负载优化运行方式的智能变压器备自投装置, 它可通过采集断路器 (开关) 及刀闸信息实现自动识别运行方式, 同时利用采集到的电流、电压信息计算出的负载情况, 选择最经济的变压器运行方式并根据运行方式选择自动投退变压器备自投功能。该装置在保证变压器运行经济性的同时保证了供电可靠性, 其各项功能自动完成, 具有一定的人工智能, 可使变电站运行更加智能化。

关键词：负载优化,变压器,运行方式,智能备自投

参考文献

[1]IEC 61850-7-2—2003IDT变电站通信网络和系统第7-2部分:变电站和馈线设备的基本通信结构抽象通信服务接口 (ACSI) [S]

[2]IEC 61850-9-1—2003IDT变电站通信网络和系统第9-1部分:特定通信服务服务映射 (SCSM) 通过单向多路点对点串行通信链路的采样值[S]

变压器并列运行研究 篇5

现代建筑电气工程设计中, 通常将两台或数台变压器并列运行。一般来说, 容量选择是根据最大负荷来考虑的, 两台相同容量的变压器只有2种运行方式, 即并列运行和分列运行。对于日负荷曲线和年负荷曲线波动大的变配电所, 采用不等容量变压器的供电方式[1], 则存在着3种运行方式, 即轻负载时小容量变压器运行, 小负载时大容量变压器运行, 大负载时2台变压器并列运行。这就提高了运行经济性, 减小能量损耗, 提高系统的运行效率, 并改善系统的功率因数。

1 变压器并列运行的条件

变压器并列运行时, 通常希望它们之间无平衡电流;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。要做到上述几点, 并列运行的变压器就必须满足以下条件[2]:

1) 具有相等的一、二次电压, 即变比相等。

2) 额定短路电压相等。

3) 绕组连接组别相同, 即要求极性相同, 相位相同。

上述三个条件中, 第一条和第二条往往不可能做到绝对相等, 一般规定变比的偏差不得超过±0.5%, 额定短路电压的偏差不得超过±10%。除满足这三个条件外, 对于不等容量变压器的容量比, 一般不宜超过3∶1。

2 变压器并列运行条件的具体讨论

2.1 阻抗电压不同的两台变压器并列运行

因为变压器间负荷分配与其额定容量成正比, 而与阻抗电压成反比。也就是说当变压器并列运行时, 如果阻抗电压不同, 其负荷并不按额定容量成比例分配, 并列变压器所带的电流与阻抗电压成反比, 即

设两台变压器并列运行, 其容量为SN1, SN2, 阻抗电压为UZK1、UZK2。则各台变压器的负荷按下式计算:

N台变压器并列运行, 当1台变压器容量先满载时, 其最大允许容量 (能承担的总负载) Sfm的计算式为

式中:Ukx%—并列运行变压器中最小的短路阻抗值。

2.2 变比不同的两台变压器并列运行

按照规程要求及一般运行经验表明, 变压器并列运行时, 彼此之间的二次电压之差应尽量最小。一般要求并列运行的各台变压器的变压比相差不要超过额定值的±0.5%,

若并列运行变压器的变比不等时, 并列运行的变压器二次电压也不会相等。2台变压器空载时, 二次回路就会有电压差, 因而产生循环电流。

循环电流Ic大小决定于并列运行变压器的二次电压的差值, 即

式中:Zdl1、Zdl2—分别为2台变压器的短路阻抗;

Uc1、Uc2—分别为2台变压器的额定电压。

3 应用实例

豫北某变电站主变规模:最终两台, 一期1×31.5 MVA, 阻抗电压取U1-2=10.18%, U1-3=17.97%, U2-3=6.5%, 电压等级110/35/10 k V, 有载分接开关 (110+4-2×2.5%) / (38.5±2×2.5%) /10.5 k V;本期扩建1×50 MVA, 阻抗电压取Ud=17%, 电压等级110/10 k V, 有载分接开关110±8×1.25%/10.5 k V。

讨论两台变压器的并列运行情况:

10 k V母线并列运行

50 MVA变压器:

50 MVA变压器过负荷率:

50MVA变压器过负荷倍数

31.5 MVA变压器:

31.5 MVA变压器过负荷率

根据以上分析可知:当两台阻抗电压不等的变压器并列运行时, 阻抗电压大的分配负荷小, 当这台变压器满负荷时, 另一台阻抗电压小的变压器就会过负荷运行。变压器长期过负荷运行是不允许的。按最恶劣情况分析, 此过负荷倍数情况下, 变压器正常连续运行允许时间不超过1.5 h。因此, 只能让阻抗电压大的变压器欠负荷运行, 这样就限制了总输出功率, 能量损耗也增加了, 也就不能保证变压器的经济运行。所以, 为了避免因阻抗电压相差过大, 使并列变压器负荷电流严重分配不均, 影响变压器容量不能充分发挥, 规定阻抗电压不能相差10%。本变电站的阻抗电压差为5.6%, 不超过10%, 故能满足阻抗电压不能相差10%的并列要求。

按照规程要求及一般运行经验表明, 变压器并列运行时, 彼此之间的二次电压之差应尽量最小。一般要求并列运行的各台变压器的变压比相差不要超过额定值的±0.5%, 此变电站三绕组主变的有载分接开关为7档, 双绕组主变有载分接开关为17档, 三绕组变压器的7个档位分别对应双绕组变压器的-4, -2, 0, 2, 4, 6, 8档位, 只要并列时两台变压器在对应档位上, 就满足并列运行时电压比相同并列条件, 不会出现变压器二次侧电压差较大产生不平衡电流影响变压器出力的情况。

本变电站运行时, 若双绕组变压器的接线方式为YNdn, 三绕组变压器的接线方式为YNyn0dn, 两台主变高低压侧接线组别一致, 并列运行条件下类似于三绕组主变中压侧悬空与双绕组主变并列, 满足接线组别相同的并列要求。

可见本变电站满足两台主变并列运行规定的3个基本条件, 并且根据相关运行资料和经验表明, 并列运行时两台变压器的容量比应不大于3∶1, 本变电站两台变压器的容量比为50/31.5=1.587倍, 完全满足并列运行的要求。

4结语

采用不等容量变压器并列运行的供电方式, 不仅应当满足并列运行的安全技术条件, 同时也应当满足经济运行的要求。通过对容量不同、阻抗电压不等的两变压器并列运行的论证分析, 给出判断变压器能否并列运行的具体方法。

参考文献

[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[2]曹宏凯.变压器并列运行条件的理论分析[J].甘肃冶金白银, 2009 (3) :98-100.

浅谈变压器并联运行 篇6

110kV河婆站是20世纪70年代设计建造的老变电站, 由一台31.5MVA的主变向揭西县城西部及相邻的坪上镇供电。近年来, 随着经济社会的发展, 人们对电网容量的需求越来越大, 该站主变承担不了这些负荷, 常常出现过载现象。同时, 由于110kV河婆站主变是无载调压变压器, 必须停电后才能进行换档调压, 受供电可靠性考核指标的影响, 使得该站不能根据负荷的季节变化及时调整电压, 造成10kV母线电压质量长期不合格。

由于2012年揭西供电局220kV明山站投入运行后, 110kV河婆站将被取代并退出运行, 如果现在投入资金购置大容量变压器对110kV河婆站主变进行扩容改造, 显然不经济, 会造成资源的浪费。此时, 可以考虑将近年技改退出运行的110kV主变运到110kV河婆站与原有主变并列运行。使得110kV河婆站可以根据用电负荷大小来进行主变的投切, 可尽量减少变压器本身的损耗, 达到经济运行的目的。当并列运行的变压器中有一台损坏时, 只要迅速将之从电网中切除, 另一台或两台变压器仍可正常供电;检修某台变压器时或换档调压时, 也不影响其他变压器正常运行, 从而减少了故障和检修时的停电范围和次数, 提高供电可靠性。

所谓主变并联运行, 是指两台或多台变压器的一次侧和二次侧分别接到两侧公共的母线上。要实现两台或多台变压器并联运行, 从安全、经济和科学方面思考, 有几个问题必须要注意。

二、变压器并联运行的条件

变压器并联要安全运行, 必须满足以下条件;如果不符合条件, 并联运行将会引起安全事故发生。它要求空载时, 并联线圈间不应有循环电流流过;带负载时, 各变压器的负荷应按容量成比例地分配, 使容量能得到充分利用。在日常运行中发现并联线圈间的循环电流 (也就是环流) , 对变压器损害是非常大的。为了消除环流, 实现两台或多台变压器并联运行, 就必须满足以下条件:

1. 接线组别相同。

如果接线组别不同的两台变压器并联, 二次回路中将会出现相当大的电压差。由于变压器内阻很小, 将会产生几倍于额定电流的循环电流, 使变压器烧坏。

2. 电压比相等。

如果变压比不同的两台变压器并联, 二次侧会产生环流, 增加损耗, 占据容量。要在任何一台都不会过负荷的情况下, 才可以并联运行。为了使并联的变压器安全运行, 我国规定并联变压器的变压比差值不得超过±0.5% (指分接开关置于同一档位的情况) 。

3. 阻抗电压的百分数相等。

如果两台变压器的阻抗电压 (短路电压) 百分数不等, 则变压器所带负载不能按变压器容量的比例分配。例如, 若电压百分数大的变压器满载, 则电压百分数小的变压器将过载。只有当并联运行的变压器任何一台都不会过负荷时, 才可以并联运行。一般认为, 并联变压器的短路阻抗相差不得超过±10%。通常, 应设法提高短路阻抗大的变压器副绕组电压或改变变压器分接头位置来调整变压器的短路阻抗, 以使并联运行的变压器的容量得到充分利用。

4. 容量比不超过3∶1。

这样就限制了变压器的短路电压值相差不致过大。由于不同容量的变压器, 其阻抗值相差较大, 负荷分配不平衡, 同时从运行角度考虑, 小容量变压器起不到备用作用, 所以容量比不宜超过3∶1。但是, 在两台变压器均未超过额定负荷运行时, 容量比可大于3∶1。正常情况下, 容量大的变压器短路阻抗应小于容量小的变压器的短路阻抗。为使变压器二次电流在相位上相同, 需要各台变压器短路阻抗的阻抗角相等。只有二次电流在相位上相同, 才能使各变压器合理地利用。因为总电流为分电流之和, 在总电流一定的前提下, 只有当分电流相同时其值最小。很明显, 若相角不同, 即使分电流很大, 总电流不一定很大, 因总电流并不是分电流值的代数相加。在变电站, 会遇到电度表记录总表和分表数不一致, 就是这种情况。

三、合理配置变压器并联运行方式

变压器在运行中本身就会损耗, 并联越多, 损耗就越大。变压器台数要根据用户在实际运行中负荷的变化来调整。 (1) 当负荷下降到一定程度, 切断一台变压器运行比较经济; (2) 当负荷增加到某种程度, 则可能是投入一台较为经济。是否经济是以变压器损耗多少来衡量的。

变压器损耗有两种:一种是铜损, 另一种是铁损。在正常运行状态下, 铁损几乎不变, 称不变损耗;铜损则随负荷电流的平方而变化, 又称可变损耗。而损耗与负荷的关系是, 在不变损耗和可变损耗相等的条件下, 变压器的效率最高, 变压器在这样的负荷下运行最经济, 即在此负荷下, 其产生的铜损等于铁损。变压器的损耗, 按其性质分为有功损耗和无功损耗。从经济观点来确定几台变压器并联投入时, 必须考虑到变压器内的有功损耗和无功损耗, 因为供应无功也会引起有功损耗, 设备消耗的无功功率是电力系统供给的, 无功功率的存在, 会使得系统中的电流增大, 从而使电力系统的有功损耗增加。

计算设备的无功损耗在电力系统中引起有功损耗增加量, 因此, 引入一个换算系数, 即无功经济当量, 也就是电力系统多发送1kVar无功功率时, 将在电力系统中增加有功损耗kW数, 其符号为kq, 单位为k W/k Var, 对于变电所, kq=0.02~0.15, 把无功损耗折算成有功损耗。

在数台并联变压器的情况下, 确定不同负荷时投入运行的变压器, 下面分两种情况分析:

1. 当并联的各台变压器型号和容量相同时, 不同负荷情况下该投入运行的变压器台数, 可按下列公式确定:

当负荷增加为:

则应将并联运行的n台变压器再增设一台较为经济。

若负荷减少为:

则应将并联运行的n台变压器切除一台较为经济。

当总负荷下降时, 满足下式则应解列一台, 即:

式中S——变压器的总容量 (kVA)

Sn——每台变压器的额定容量 (kVA)

N——运行中的变压器台数

PO——空载有功损失 (kW)

QO——空载无功损失 (kvar)

IO%——空载电流

PK——短路有功损失 (kW)

QK——短路无功损失 (kvar)

VK%——百分阻抗

K——无功电力经济当量 (其数值对于区域线路供电的110~35 kV降压变电站的变压器可取0.06~0.1, 对于安装在发电厂的变压器可取0.02) 。

2. 当并联的各台变压器型号和容量不同时, 不同负荷情况下该投入的台数, 则可由查曲线的方法确定。在这种情形下, 各变压器的铁损不一定相等, 负荷分配比较复杂, 很难用一个公式决定。一般实用的办法是将每台变压器的总损耗与负荷的关系做出曲线, 把合起来几台变压器的总损耗和负荷的关系也做出曲线, 放在一个坐标中, 纵坐标P表示损耗 (kW) , 横坐标S表示负荷 (kVA) 。多少负荷下该投入几台变压器, 就看在该负荷下投入几台变压器时损耗最小, 这可从查相应于该负荷的最低曲线得到。规程上还规定为了减少一昼夜中的操作次数, 停用变压器的时间一般不少于2~3h。

四、结论

在负荷变化较大或暂时无法通过更换新变压器扩容的变电站, 采用变压器的并联运行, 不论是对提高供电可靠性, 还是提高变压器运行的经济性、实现节能增效都有着十分积极的意义。

摘要：随着经济社会的发展、企业的做大做强, 社会对电网容量的需求越来越大, 一台变压器的容量往往承担不了全部负载。为了满足用户负荷的需要, 提高供电的可靠性, 可将两台或多台变压器并联运行。文章对揭西供电局110kV河婆站并联运行方式进行探讨, 供同行参考。

变压器并列运行问题简析 篇7

1.变压器并列运行的优点

(1) 提高变压器运行的经济性。当负荷增加到一台变压器容量不够用时, 则可并列投入第二台变压器, 而当负荷减少到不需要两台变压器同时供电时, 可将一台变压器退出运行。特别是在农村, 季节性用电特点明显, 变压器并联运行可根据用电负荷大小来进行投切, 以尽量减少变压器本身的损耗, 达到经济运行的目的。

(2) 提高供电可靠性。当并列运行的变压器中有一台损坏时, 只要迅速将之从电网中切除, 其他变压器仍可正常供电。在检修某台变压器时, 也不影响其他变压器正常运行, 从而减少了故障和检修时的停电范围和次数, 提高供电可靠性, 并节约电能, 实现节电增效。

2.变压器并列运行的条件和实际应用

(1) 并列运行的条件: (1) 变比应相等; (2) 联结组标号必须一致; (3) 短路电压应相等; (4) 容量比不应超过1/3; (5) 连接相序必须相同。上述条件满足后, 则可以使各变压器承担负荷按容量正比分配。

以上的 (1) 、 (2) 、 (5) 三点是变压器并联运行的基本条件, 缺一不可。第 (4) 点确切来说应该是容量比不宜超过1/3。从理论上来讲, 并联运行的变压器不受容量差别的影响, 但在实际运行中, 如果容量差别过大, 变压器的负荷分配容易受线路连接阻抗等一些因素的影响, 造成变压器实际负荷分配比例变化失衡, 因此一般建议 (有的地方是强制) 变压器容量比不宜超过1/3。

至于第 (3) 点短路电压应相等, 并不是变压器并联运行的充分条件。下面给出一个计算公式。

两台并联运行的变压器1#、2#, 并联后的负荷比例计算:S1/S2= (Se1/Uk1%) / (Se2/Uk2%)

式中:Se1——1#变压器的额定容量;

Se2——2#变压器的额定容量;

S1——1#变压器的实际负荷;

S2——2#变压器的实际负荷;

Uk1%——1#变压器的短路电压百分比 (铭牌标示) ;

Uk2%——2#变压器的短路电压百分比 (铭牌标示) 。

当Uk1%=Uk2%时, S1/S2=Se1/Se2, 两台变压器的负荷率相等, 这是最理想的情况, 变压器的利用率也最高。因此, 在订购变压器时, 并联运行的变压器的短路阻抗最好相等 (接近) 。

(2) 实际应用。在实际应用中, 往往变压器已经存在, 即使阻抗不相等, 只要能保证最大负荷下短路阻抗最小的变压器不会过载, 那么就可以并联使用。只要Uk%相同, 基本上就是成正比分配负荷。

短路电压百分比应该叫短路阻抗更严谨一些, 短路阻抗的定义为:短路阻抗用Uk表示, 它指在额定频率和参考温度下, 一对绕组中某一绕组端子之间的等效串联阻抗, 此时另一绕组的端子短路。短路阻抗通常用百分数表示, 此值等于短路试验中为产生相应额定电流时所施加的电压与额定电压之比。当短路阻抗不同时, 不会产生环流, 但会产生附加损耗。原因是当两台阻抗电压不等的变压器并列运行时, 阻抗电压大的分配负荷小, 当这台变压器满负荷时, 另一台阻抗电压小的变压器就会过负荷运行。变压器长期过负荷运行是不允许的, 因此, 只能让阻抗电压大的变压器欠负荷运行, 这样就限制了总输出功率, 能量损耗也增加了, 也就不能保证变压器的经济运行。为了避免因阻抗电压相差过大, 使并列变压器负荷电流严重分配不均, 影响变压器容量不能充分发挥, 规定阻抗电压不能相差10%。另外, 如果并列变压器的变比不同或联接组别不同时都会产生环流。

变压器投入运行前后的检查 篇8

新安装的变压器应不漏油, 这是一项重要的要求, 为此应进行严密性试验。根据制造厂和有关技术规范的规定:在变压器的油箱顶盖上用1.5～2.0 m的油柱, 持续3 h, 作整体严密性检查;对于小型变压器, 用0.3～0.6 m的油柱, 持续15 min在油枕上进行检查。根据这个规定, 对于小型变压器, 通常是采用0.3～0.6 m长、直径25 mm的铁管, 上装漏斗将它装在油枕上部, 并加入变压器油来试验油枕、油箱、散热器、油门各部分是否漏油, 如图1所示。试验时, 将油枕的透气孔关闭, 然后在漏斗中加油, 加入的油参数应与变压器中的油相同。试验要求如下:对于管状和平面油箱, 采用0.6 m的油柱压力, 对于波状油箱和有散热器的油箱, 采用0.3 m的油柱压力, 试验持续时间为15 min, 试验时应仔细检查散热器、法兰盘接合处, 套管法兰、油枕、油箱密封处等是否有漏油和渗油现象, 如有漏油和渗油, 应及时处理。试验完毕, 应将油面降到标准油面, 并将透气孔打开。

实践证明, 上述检查方法难以发现密封上的缺陷, 主要的原因是检查的压力比较低, 同时对变压器的油温没有规定。根据以往的运行情况, 经过这些检查合格的变压器, 在运行几个月或者经过一个夏季以后, 仍然会出现不同程度的渗油现象。因此不少单位对严密性检查作了修改, 他们的做法是:整体严密性检查是在补充注油完毕以后进行, 检查方法是用油泵把合格的绝缘油或者直接把压缩空气从油枕引进变压器内部, 升高压力到0.03～0.04 MPa, 持续24～48 h, 再观察变压器各密封部位有无渗漏。检查时, 油箱内绝缘油的温度不低于10℃。

装有气体继电器的变压器安装就位时, 应将靠油枕一侧垫高, 使变压器顶盖有1.0%～1.5%的坡度, 以便变压器内产生气体时, 气体易于进入油枕侧的气体继电器。加垫方法是将变压器用千斤顶顶起, 然后用垫板垫在油枕侧两滚轮下, 垫板的厚度可由两轮轨中心距离 (如图1中的距离S) 乘1.0%～1.5%求得。例如轮轨距为1 m, 则垫板的厚度应为10～15 mm。

2 变压器试运行中的检查

变压器投入运行前应作交接试验, 交接试验合格后才能投入运行。变压器通电前, 应检查电压切换装置的位置是否正确 (第一次运转时可先放在中间位置, 以后视运转情况再行切换) , 高低压引线是否良好, 散热器及油枕油门是否全开, 接地线是否接妥, 安全阀上的玻璃有无破损, 各接线端子是否松动, 变压器顶盖是否放有工具及破布、杂物等。

变压器并联经济运行分析 篇9

1 变压器并联运行分析及计算

为了保证工矿企业供电的可靠性, 一类用电负荷基本上都安装了2台可以并联运行的变压器。按习惯的观点, 总是一台运行, 另一台备用, 即使运行变压器的负荷率很高, 也不投入备用, 使之并联运行。认为一台变压器能带的负荷, 就不需2台并联运行, 这样运行经济。另外, 还认为一台变压器运行, 另一台处于“冷”备用状态, 这种运行方式最可靠。其实只要通过分析和计算, 就会发现这些观点是片面的, 甚至有些还是错误的, 现进行分析和论述。

设变电站安装了2台可以并联运行的变压器A和B, 当1台 (如A) 和2台 (A和B) 变压器运行的有功功率损耗相等时, 变电站的总负荷称经济并联负荷 (Sj) , 相应的负荷系数称临界负荷系数 (Bj) 。Sj和Bj的确定如下:

式中:Sj=SA+SB (kVA)

可得:

当并联变压器具有相同容量和相同参数时, (2) 和 (3) 式变为:

式中Se、S、PO、PK、VK、a分别为变压器额定容量、负荷、铁损、铜损、短路电压、损失比 (表示在额定负荷下铜损和铁损之比) , 注脚A、B为变压器A和B。

附图为2台相同参数变压器的有功损耗和负荷的关系曲线。△PA为单台运行曲线, △PAB为2台并联运行曲线。由图中可以看出, 实际负荷S>Sj时, 2台并联运行是经济运行;S

2 应用实例

汕尾市海丰矿业集团赤矿分矿场2台相同参数变压器10/0.4kV、1000kVA, 铁损1.777kV, 铜损11.53kV, 负荷为780kVA。一台运行, 另一台备用, 这是该公司多年来的运行方式, 后改为2台并联运行。试分析经济运行情况, 并计算每年 (按360天计算) 节能多少?

通过计算可知, 实际负荷780 kVA大于经济并联负荷555 kVA。因此, 并联运行是经济运行;单台运行是欠经济运行。并联运行和单台运行相比, 每年节电为: