干式變壓器并聯(lián)運行門檻的探討
干式變壓器是電網(wǎng)中重要的電氣設備。由于干式變壓器連續(xù)運行時間長,為了使干式變壓器安全經(jīng)濟運行,提高供電的可靠性和靈活性,通常會有兩臺以上的干式變壓器并聯(lián)運行。干式變壓器并聯(lián)運行是指兩個或兩個以上干式變壓器的一次繞組并聯(lián)到同一電壓的母線上,二次繞組并聯(lián)到另一電壓的母線上。其意義在于:當一臺干式變壓器發(fā)生故障時,其他并聯(lián)運行的干式變壓器仍然可以繼續(xù)運行,保證重要用戶的用電量;或者當干式變壓器需要檢修時,可以先并聯(lián)備用干式變壓器,然后切斷待檢修的干式變壓器,既可以保證干式變壓器有計劃的檢修,又可以保證不間斷供電,提高供電可靠性。此外,由于季節(jié)性負荷強,部分干式變壓器在輕載季節(jié)可以停止運行,不僅可以降低干式變壓器的空載損耗,提高效率,還可以降低無功勵磁電流,提高電網(wǎng)的功率因數(shù),提高系統(tǒng)經(jīng)濟性。干式變壓器并聯(lián)運行較理想的運行情況是:當干式變壓器已經(jīng)并聯(lián),但沒有負載時,各干式變壓器之間不應有環(huán)流;同時,每臺干式變壓器在加載后都可以合理分配負荷,即按照各自的容量比分擔負荷。因此,為了達到理想的運行條件,干式變壓器并聯(lián)運行時必須滿足以下閾值:(1)各干式變壓器的電壓比(變壓比)應相同;(2)每臺干式變壓器的阻抗電壓應相等;3)每臺干式變壓器的接線組別應相同。以下分析干式變壓器并聯(lián)運行的一個閾值不滿足要求時的不良后果:(1)不同電壓比的干式變壓器并聯(lián)運行:由于三相干式變壓器和單相干式變壓器的原理相同,為了分析方便,以兩臺單相干式變壓器并聯(lián)運行為例。由于兩個干式變壓器的一次電壓相等,電壓比不相等,所以二次繞組中的感應電勢不相等,出現(xiàn)電位差e。在e的作用下,二次繞組出現(xiàn)環(huán)流ic。當兩臺干式變壓器的額定容量相等時,即sni=snii。環(huán)流:IC= e/(zdi zdii)其中zdi——表示較好干式變壓器的內(nèi)部阻抗,zdi 3354表示第二干式變壓器的內(nèi)部阻抗,如果zd用阻抗電壓uzk表示,那么zd=uzk*un/100in其中un表示額定電壓(v),in表示兩個干式變壓器額定容量不相等時的額定電流(a),即snisni, 環(huán)流ic為:IC= * ii/[uzki (uzkii/)]其中:uzki——代表較好干式變壓器的阻抗電壓uzkii——代表第二干式變壓器的阻抗電壓ini
2)干式變壓器在阻抗和電壓不相等時并聯(lián)運行:因為干式變壓器之間的負載分布與其額定容量成正比,而與阻抗和電壓成反比。也就是說,干式變壓器并聯(lián)運行時,如果阻抗電壓不同,則負載不是按額定容量成比例分配的,并聯(lián)干式變壓器帶來的電流與阻抗電壓成反比,即ii/iii=uzkii/uzki或UZKIIII=uzkiiii=uzkiiiii。兩臺干式變壓器并聯(lián)運行,容量為sni和sni,阻抗電壓為uzi和uzii。每臺干式變壓器的負荷按下式計算:si=[(snisnisii)/(sni/uzkini/uzkii)]*(sni/uzki)sii=[(snisnisii)/(sni/uzkini/uzkii)]*(sni/uzkii),即(sni * uzki)根據(jù)上述分析,當兩臺阻抗和電壓不相等的干式變壓器并聯(lián)運行時,阻抗和電壓大的分布負荷小,當這種干式干式變壓器不允許長期過載運行。因此,阻抗大、電壓大的干式變壓器只能帶負荷運行,限制了總輸出功率,增加了能量損耗,無法保證干式變壓器的經(jīng)濟運行。因此,為了避免并聯(lián)干式變壓器因阻抗電壓差大而導致負載電流分布嚴重不均勻,干式變壓器的容量不能充分發(fā)揮,規(guī)定阻抗電壓差不能超過10。(3)不同接線組的干式變壓器并聯(lián)運行:干式變壓器的接線組反映了高低壓側(cè)電壓的對應關(guān)系,一般用時鐘法表示。當并聯(lián)干式變壓器的電壓比和阻抗電壓相等,但接線組不同時,意味著兩臺干式變壓器的二次電壓之間存在相角差和電壓差u,在電壓差作用下產(chǎn)生環(huán)流IC:IC=e/(zdizidi)如果不同繞組組的干式變壓器的線電壓之間的夾角用表示,zd用uzk表示,則環(huán)流可由下式表示:IC=2U1sin
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