調節(jié)有載調壓變壓器檔位產生環(huán)流完成差動帶負荷試驗

康雪萍

摘 ? 要：新建變電所投用送電階段，變電所往往沒有負荷或負荷很小，難以進行線路、主變、母線的差動帶負荷試驗。提出了通過調節(jié)有載調壓變壓器檔位產生環(huán)流完成差動帶負荷試驗的方法，介紹了浙化變、烷基配利用環(huán)流完成差動帶負荷試驗的方案。

關鍵詞：變壓器調檔;環(huán)流;并列運行;差動帶負荷試驗

DL/T 995—2016《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規(guī)程》明確規(guī)定：對于新安裝的或設備回路有較大變動的保護裝置，在投入運行以前，必須用一次電流及工作電壓加以檢驗，以判定電流差動保護接到保護回路中的各組電流回路的相對極性關系及變比是否正確。新建變電所投用送電階段，變電所往往沒有負荷或負荷很小，難以進行線路、主變、母線的差動帶負荷試驗。按常規(guī)的方法需要等變電所負荷增加后再完成差動帶負荷試驗，但這一過程持續(xù)時間較長，在這段時間內，為防止設備無主保護會將差動保護投入。運行人員需要密切關注負荷變化情況，查看是否滿足差動帶負荷試驗條件。需要投入的人力較多，管理成本明顯增大，還可能發(fā)生帶負荷試驗時間點把握不當出現差動保護誤動的情況。

為此，浙化變、烷基配通過調節(jié)有載調壓變壓器檔位產生環(huán)流進行差動帶負荷試驗，并取得了成功。

1 ? ?調檔產生環(huán)流原理

1.1 ?變壓器的并列運行

變壓器并列運行的理想條件是：空載時并列的各變壓器一次側間無環(huán)流，負載時各變壓器所負擔的負載電流按容量成比例分配。要達到上述理想條件，并列運行的各變壓器需滿足下列條件：（1）連接組號相同;（2）各變壓器一、二次額定電壓對應相等;（3）短路阻抗標幺值Zk*相等。

在上述3個條件中，條件（1）必須嚴格滿足，條件（2）、（3）允許有一定誤差。

1.2  變比不等的變壓器并列運行

設兩臺變壓器的聯(lián)接組號相同，但變比不相等，將一次側各物理量折算到二次側，并忽略勵磁電流，兩變壓器繞組之間的環(huán)流為：

Ic ? ? ? ? ? ? ? （1）

公式（1）中，XTI、XTII分別是并列運行的兩臺變壓器折算到二次側的短路阻抗實際值。由于變壓器短路阻抗很小，所以即使變比值差很小，也能產生較大的環(huán)流。通過調節(jié)變壓器檔位，使兩臺變壓器檔位差增大到一定值就產生足夠大的環(huán)流，可進行差動帶負荷試驗。

2 ? ?有載調壓變壓器帶負荷試驗

2.1 ?帶負荷試驗一次系統(tǒng)示意圖

新建110 kV浙化變，兩臺110/35 kV有載調壓變壓器，送電后浙化變110 kV系統(tǒng)雙母線運行，1#、2#主變并列運行，下級無負荷。主變正常運行在9檔，通過將1#主變檔位調高，2#主變檔位調低，形成環(huán)流完成差動帶負荷試驗。主變差動帶負荷試驗一次系統(tǒng)如圖1所示，環(huán)流方向為逆時針方向。

2.2 ?環(huán)流計算

浙化變1#、2#主變容量100 MVA，額定電壓及分接范圍[（115±8）×1.25%]/37 kV，短路阻抗均為12.06%。采用標幺值計算，基準容量SB=100 MVA，基準電壓取各級平均額定電壓37 kV、115 kV，對應基準電流為1 560.5 A、502.1 A，變壓器基準變比KB=115/37。

1#、2#主變阻抗標幺值為XTI*= XTII*=0.120 6，110 kV母線運行電壓U1=112 kV標幺值U1*=112/115，當變壓器檔位在n檔時，變比標幺值K*=K/KB=1+（9-n）×0.012 5。當1#主變在5檔，2#主變在14檔，環(huán)流計算如下：

Ic* =ΔU*/（XTI*+ XTII*）=U1*（1/KI*-1/KII*）/（XTI*+ XTII*）=112/115×[1/（1+（9-5）×0.012 5）-1/（1+（9-14）×0.012 5）]/（0.120 6+0.120 6） =0.465 6 ? ? ? ? （2）

35 kV側基準電流為1 560.5 A，環(huán)流換算到有名值為Ic=0.465 6×1 560.5=726.6 A

110 kV側基準電流為502.1 A，環(huán)流換算到有名值為Ic=0.465 6×502.1=233.8 A

浙化變1#、2#主變35 kV側電流互感器變比為2 000∶1，110 kV側電流互感器變比為1 000∶1，環(huán)流值在35 kV、110 kV側分別達到電流互感器額定的36.33%、23.38%，一次電流足夠大，滿足差動帶負荷試驗要求。一次電流的方向從110 kV母線流入檔位高的變壓器，從檔位低的變壓器流回110 kV母線。通過以上計算分析，判斷可采用調節(jié)變壓器檔位產生環(huán)流作為一次電流，檢測變壓器各側電流互感器變比、極性及二次回路接線的正確性。

2.3 ?理論計算值與實際值比較

采用上述計算方法，可計算兩臺變壓器在不同檔位的環(huán)流值，浙化變1#、2#主變差動帶負荷試驗的環(huán)流計算值與實際值如表1所示。

理論計算值與實際值基本吻合，理論計算值略大于實際值，主要是在計算時忽略了變壓器的電阻及變壓器調檔后引起的電抗變化。實際通過調節(jié)有載調壓變壓器檔位完成了浙化變1#、2#主變變壓器差動保護及母差保護帶負荷試驗，試驗結果正確。

3 ? ?無載調壓變壓器及線路帶負荷試驗

對于新建或改造的無載調壓變壓器或線路，可以通過合大環(huán)后調節(jié)上級變電所有載調壓變壓器檔位完成帶負荷試驗。

3.1 ?帶負荷試驗一次系統(tǒng)示意

石化110 kV變電所，新增兩臺110/35 kV有載調壓變壓器，35 kV母線配出兩臺35/6 kV無載調壓變壓器線變組形式接入6 kV變電所（新油變）帶二級6 kV配（烷基配）。送電后石化變110 kV系統(tǒng)雙母線運行，35 kV、6 kV變電所均分列運行，下級無負荷。

如圖2所示，進行烷基811線、烷化812線帶負荷試驗可將烷基配6 kV母分改運行，調節(jié)石化變3#、4#主變檔位形成環(huán)流完成。

3.2 ?環(huán)流計算

采用標幺值計算，基準容量SB=100 MVA，基準電壓取各級平均額定電壓6.3 kV、37.0 kV、115.0 kV，對應基準電流為9.160 kA、1.560 kA、0.502 kA。

石化變3#、4#主變容量63 MVA，額定電壓及分接范圍[（115±8）×1.25%]/37 kV，短路阻抗均為10.5%，阻抗標幺值為XT1I*=XT1II*=0.166 7;新油1#、2#主變容量25 MVA，檔位36.75/6.30 kV，短路阻抗均為7.85%，阻抗標幺值為XT2I*=XT2II*=0.314;石化變到新油變35 kV電纜1.3 km，阻抗標幺值XL1I*=XL1II*=0.011 4;新油變到烷基配6 kV電纜雙拼1.325 km，阻抗標幺值XL2I*=XL2II*=0.133 5。110 kV母線運行電壓U1=112 kV，標幺值U1*=112/115;110 kV到6 kV基準變比KB=（115/37）×（36.75/6.30），當變壓器檔位在n檔時，110 kV到6 kV的變比標幺值K*=K/KB=1+（9-n）×0.012 5。當3#主變在11檔，4#主變在5檔，環(huán)流計算如下：

Ic*=ΔU*/（XT1I*+ XT1II*+ XT2I* +XT2II*+ XL1I* +XL1II*+ XL2I*+ XL2II*）=U1*（1/KI*-1/KII*）/（XT1I*+ XT1II*+ XT2I* +XT2II*+ XL1I* +XL1II*+ XL2I*+ XL2II*）=112/115×[1/（1+（9-5）×0.012 5）-1/（1+（9-14）×0.012 5）]/（0.166 7+0.166 7+ 0.314 0+0.314 0+0.011 4+0.011 4+0.133 5+0.133 5）=0.057（3）

6 kV側基準電流為9 160 A，環(huán)流換算到有名值為Ic=0.057×9 160=522.3 A。

烷基811線、烷化812線兩側電流互感器變比為1 200∶1，環(huán)流值達到電流互感器額定的43.5%，一次電流足夠大，滿足差動帶負荷試驗條件。

3.3 ?理論計算值與實際值比較

烷基811線、烷化812線差動帶負荷試驗的環(huán)流計算值與實際值如表2所示。

理論計算值與實際值基本吻合，理論計算值略大于實際值，主要是在計算時忽略了變壓器的電阻及變壓器調檔后引起的電抗的變化。實際通過調節(jié)有載調壓變壓器檔位完成了烷基811線、烷化812線、新油1#、2#主變變壓器差動保護帶負荷試驗，試驗結果正確。

4 ? ?注意事項

（1）需做帶負荷試驗的設備能與有載調壓變壓器形成環(huán)路即可采用調檔法完成差動帶負荷試驗。

（2）先合環(huán)再調檔，可有效控制下級母線電壓，并隨時監(jiān)控環(huán)流變化。

（3）根據電流互感器變比、保護裝置等情況確定差動帶負荷試驗的電流值，根據需要的電流值合理調節(jié)檔位差。

（4）每調一檔后應查看母線電壓及電流情況，防止出現電壓越限或超設備額定電流的情況。

（5）試驗結束后應盡快恢復正常運行方式，變壓器恢復到正常運行檔位。

5 ? ?結語

采用調節(jié)有載調壓變壓器檔位產生環(huán)流的方法有效解決了變電所無負荷情況下差動保護驗證的問題，使得設備在送電后可立即進行差動帶負荷試驗，減少了人力投入，提高了設備運行的安全性及可靠性，可廣泛應用于新建變電所投運階段。

[參考文獻]

[1]DL/T 572—2010，電力變壓器運行規(guī)程[EB/OL].（2010-05-24）[2019-10-10].https：//wenku.baidu.com/view/6391f275844769eae009edb9.html.

[2]辜成林，陳喬夫，熊永前.電機學[M].3版.武漢：華中科技大學出版社，2010.