變壓器并聯(lián)運行環(huán)流及負載分配計算實例

武文科　劉寶　位帥　唐圣華　秦?zé)?/p>

摘要：本文通過計算兩臺變壓器空載并聯(lián)環(huán)流及負載運行電流分配，為電力系統(tǒng)特殊情況倒閘操作、繼電保護整定提供了有效依據(jù)，保障了企業(yè)連續(xù)式生產(chǎn)車間安全穩(wěn)定供電。

關(guān)鍵詞：變壓器;環(huán)流;并聯(lián)運行;負載分配

1基本情況

我公司有4#、6#110kV變電站，110kV系統(tǒng)電源均來自同一220kV變電站，4#、6#110kV變電站110kV母線為雙母線結(jié)構(gòu)，均為合還運行，4#、6#110kV變電站之間有110kV聯(lián)絡(luò)線。4#變電站3#變帶10kVⅢ母線運行，6#變電站1#變帶10kVⅠ段母線運行。另有為連續(xù)式生產(chǎn)車間供電的二級配電室1#電源取自4#變電站10kVⅢ母線，2#電源取自6#變電站10kVⅠ段母線。

因4#變電站10kVⅢ母線需要進行周期性預(yù)防性試驗，需對該母線及其所帶線路停電。4#、6#變電站無10kV聯(lián)絡(luò)線且二級配電室用電負荷不能中斷，需在二級配電室母聯(lián)處短時合還，將二級配電室負荷倒至2#電源。

2變壓器并聯(lián)運行條件

二級配電室母聯(lián)合閘即實現(xiàn)4#變電站3#變與6#變電站1#變并聯(lián)運行。變壓器并聯(lián)運行時若環(huán)流過大易造成變壓器過熱，相關(guān)繼電保護誤動作，造成不必要的停電，影響公司正常生產(chǎn)。

理想運行的各并聯(lián)變壓器空載時，各臺變壓器之間無循環(huán)電流，帶載后，各變壓器按其額定容量比分擔(dān)負載。理想運行的并聯(lián)變壓器必須滿足下列三個條件：一次與二次繞組額定電壓彼此相同（變比相等）;二次線電壓對一次線電壓的相位移相同（聯(lián)結(jié)組標(biāo)號相同）;短路阻抗標(biāo)幺值相等。

3變壓器參數(shù)

4#變電站3#變型號SFQ10-50000/110kV，短路阻抗10.18%，高壓側(cè)額定電流262.4A，額定電流2749A，聯(lián)結(jié)組別YNd11，變比10.5。6#變電站1#變型號SFSZQ10-80000/80000/50000/110/kV，短路阻抗（高-低）10. 8%，高壓側(cè)額定電流420A，低壓側(cè)額定電流2749A，聯(lián)結(jié)組別YNyn0d11，變比10.5。

4變壓器空載并聯(lián)環(huán)流

兩臺變壓器合還前4#變電站3#變低壓側(cè)電壓10.5kV，6#變電站1#變低壓側(cè)額定電壓10.58kV，壓差△U=0.08kV。

環(huán)流小于變壓器額定電流的10%，允許并聯(lián)運行。

5變壓器并聯(lián)運行負荷分配

由變壓器參數(shù)可知，兩臺變壓器一、二次繞組額定電壓相同，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號相同，短路阻抗接近，兩臺變壓器并聯(lián)運行等效電路圖如下

等效電路中a、b兩點間的電壓Uab等于每一臺變壓器的負載電流與其漏阻抗的乘積，即Uab=I3#* ZK3#=I1#*ZK1#，因此，對并聯(lián)運行的各臺變壓器則有

即各臺變壓器負載電流與它們的短路阻抗成反比。合還前4#變電站10kVⅢ母線只帶二級配電室1#進線，電流220A， 6#變電站1#變帶10kVⅠ段母線運行，電流510A（含2#進線負荷電流147A），兩臺變壓器合計負載電流730A。

合還時4#變電站3#變電流為I3#=730*=352A。

合還時6#變電站1#變電流為I1#=730*=377A。

2#進線帶全站負荷時2#進線電流為I=220+147=367A。

6 繼電保護整定情況

二級配電室1#、2#進線繼電保護配置速斷、過流保護，其中速斷保護整定4300A，0S，過流保護整定1080A，0.8S，母聯(lián)投充電保護，整定1000A，0S，投入時間3S。4#、6#變電站側(cè)對應(yīng)出線（出線三、出線四）繼電保護配置速斷、過流保護，其中速斷保護整定6000A，0S，過流保護整定1600A，1S。

7結(jié)論

由上述計算可得兩臺變壓器空載并聯(lián)運行環(huán)流小于變壓器額定電流的10%，證明了兩臺變壓器可以并聯(lián)運行，變壓器負載運行時各變壓器、線路負荷電流均小于過流保護整定值，證明在變壓器合還過程中各系統(tǒng)繼電保護不會誤動作。通過對變壓器并聯(lián)運行環(huán)流及負荷電流分配的計算，為電氣系統(tǒng)倒閘操作提供了有效依據(jù)。

注：以上計算趨近于理想狀態(tài)，僅用于工程應(yīng)用計算。

參考文獻：

[1]李發(fā)海、朱東起.電機學(xué)（第五版），北京：科學(xué)出版社，2013.6.

（作者單位：北京首鋼股份有限公司）

作者簡介：武文科，男，1986年5月，畢業(yè)于華北保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，電力工程師（中級），任職北京首鋼股份有限公司繼保專業(yè)工程師。