變壓器并聯(lián)自動化裝置在配網(wǎng)臺區(qū)中的應(yīng)用分析

王楚雄

[摘? ? 要]傳統(tǒng)的配網(wǎng)系統(tǒng)采用變壓器單獨運行模式，其弊端在于用電高峰時段，變壓器所帶負荷電流為最大，然而，其他變壓器則處于空載運行狀態(tài)，這樣不僅影響了變壓器的運行效率，還將增加系統(tǒng)運行成本。文章重點分析變壓器的并聯(lián)運行原理和自動化系統(tǒng)功能，以及并聯(lián)運行的實施方案與對應(yīng)優(yōu)勢。

[關(guān)鍵詞]變壓器;并聯(lián)運行;原理;方案;優(yōu)勢

[中圖分類號]TM41 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–0–03

Application Analysis of Transformer Parallel Automation Device in Distribution Network

Wang Chu-xiong

[Abstract]Abstract： The traditional distribution network system adopts the transformer alone operation mode. Its disadvantage is that the load current carried by the transformer is the largest during the peak power consumption period. However， other transformers are in no-load operation， which not only affects the operating efficiency of the transformer， but also Will increase system operating costs. The article focuses on analyzing the principle of parallel operation of transformers and the functions of the automation system， as well as the implementation plan and corresponding advantages of parallel operation.

[Keywords]transformer; parallel operation; principle; scheme; advantage

要想實現(xiàn)變壓器的安全、高效運行，可以將幾個變壓器并聯(lián)運行。通過并聯(lián)運行能夠確保安全、平穩(wěn)、持續(xù)供電，從而提高供電系統(tǒng)的運行水平，減少不良損耗，提高系統(tǒng)運行效率。這樣才能真正地確保電力系統(tǒng)的供電服務(wù)水平，也能確保電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

1 變壓器并聯(lián)運行的原理

將兩臺以上變壓器并聯(lián)，接入配網(wǎng)系統(tǒng)，不僅能確保用電負荷，也能提高供電的安全性、可靠性與穩(wěn)定性。低壓端供電選擇母聯(lián)分段模式，變壓器各自為自己的母線提供電能，如果某臺變壓器發(fā)生故障，或者某個間隔設(shè)備處于檢修狀態(tài)時，低壓母線并列運行，以此來維持對用戶的安全、持續(xù)供電。電力系統(tǒng)運行中經(jīng)常出現(xiàn)因用電高峰時段而導(dǎo)致低載率、空載率都較高的問題。參照現(xiàn)實的測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，因為這兩大問題導(dǎo)致了變壓器能耗率較高，達到每月實際用電量的15 %，正是因為晝夜用電量差異較大，負荷增減呈很大落差，如此往復(fù)，將增加負荷的周期性變化，此時則應(yīng)調(diào)節(jié)運行中的變壓器數(shù)量，選擇經(jīng)濟性運行方式。這樣既能保證供電可靠性，又能降低損耗，從而達到理想的經(jīng)濟效益。如果兩臺變壓器分開運行，則使系統(tǒng)整體的負荷降低，此時，只需要一臺變壓器就能實現(xiàn)供電，系統(tǒng)自動操作系統(tǒng)閉合低壓母聯(lián)開關(guān)，而且要中斷已經(jīng)設(shè)計好的退運的變壓器。如果電力系統(tǒng)用電負荷增加，單個的變壓器已經(jīng)滿載運行時，系統(tǒng)則立即投運退出的變壓器，此時兩臺變壓器同步供電。

2 變壓器并聯(lián)運行自動化系統(tǒng)的功能

2.1 動態(tài)采集系統(tǒng)運行參數(shù)

變壓器動態(tài)采集系統(tǒng)運行參數(shù)狀態(tài)包括：兩大主變壓器高壓側(cè)、低壓側(cè)各自的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)、低壓側(cè)母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)等。運行中，變壓器就會參照現(xiàn)實運行狀態(tài)以及保護設(shè)備的信息等分析總結(jié)配電變壓器能否投運。當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器無法投運時，則將發(fā)出警示信號，而且同時參照現(xiàn)實需要來自動化處理，確保開關(guān)達到投運的條件。

2.2 并聯(lián)自動化系統(tǒng)運行方案

（1）1號變壓器帶兩段負荷運行。當(dāng)整體的用電負荷低于單個變壓器容量（一般為：300 kV·A）的70 %，10 min過后，讓1#變壓器獨自運行，從而達到經(jīng)濟、高效的目標(biāo)。此變壓器接連投運10 d，則將開始自動化切換操作，升級至下一運行方案。

（2）2號變壓器帶兩段負荷運行。當(dāng)總體用電負荷達到第一種運行條件，2號變壓器勢必也要走向獨立運行，2號變壓器持續(xù)運行10 d以后，則將走向自動切換操作，再轉(zhuǎn)至第一種運行方案。

（3）兩臺變壓器分開運行。當(dāng)總體的負荷較大，超出單個變壓器容量（300 kV·A）的90 %時，運行10 min以后，則要開始這兩臺變壓器的分開運行。

（4）兩臺變壓器并聯(lián)運行。當(dāng)系統(tǒng)的總體負荷較大，超出了兩臺變壓器容量（600 kV·A）的60 %，運行10 min過后，則要開始兩臺變壓器的并聯(lián)運行操作。

3 變壓器并聯(lián)運行方案的實施

配電臺區(qū)與變電站之間存在一定的差異性，而且兩個配變中間通常設(shè)置一定距離，而且通常低壓端無自動化聯(lián)絡(luò)開關(guān)，這就使變壓器并聯(lián)運行面臨一定的挑戰(zhàn)。然而，為了達到并聯(lián)運行的目標(biāo)，可以將自動控制柜安裝于兩大變壓器中間，前提是這兩大變壓器都滿足并聯(lián)運行的條件，而且內(nèi)部應(yīng)安裝兩個配變低壓端電動操作真空開關(guān)，以及電動聯(lián)絡(luò)真空開關(guān)，并在上方配設(shè)自動檢測切換設(shè)備，如果其中已經(jīng)存在低壓斷路器，只需要增設(shè)聯(lián)絡(luò)真空開關(guān)，而且要把兩臺配變低壓出線和原負荷斷開，配電變壓器低壓側(cè)則要通過架空絕緣導(dǎo)線來引進自動控制柜對應(yīng)的電動真空開關(guān)，兩大低壓側(cè)的電動開關(guān)的另一端則要和目聯(lián)電動操作真空開關(guān)連接起來，而且要各自連接初始變壓器負荷線路，具體如圖1所示。

兩大變壓器高壓端，微機保護、測量與開關(guān)等處的數(shù)據(jù)、信息都經(jīng)485通信線同自動控制設(shè)備相聯(lián)系。

4 經(jīng)濟運行操作的順序與關(guān)系

系統(tǒng)高效運行的關(guān)鍵是科學(xué)地判斷出變壓器投運的順序，到底是先運行1號還是2號值得深入探究，以下將對運行操作的邏輯做出分析。

4.1 分裂運行向并聯(lián)運行轉(zhuǎn)換

系統(tǒng)朝著開關(guān)1—2聯(lián)絡(luò)DL發(fā)出合閘口令信息，并參照此1—2聯(lián)絡(luò)DL的開關(guān)狀態(tài)來對應(yīng)判斷出開關(guān)1—2聯(lián)絡(luò)DL的合閘是否處于正常狀態(tài)。若判斷出此開關(guān)DL正常合閘，系統(tǒng)將主動地投向下一運行流程;相反，若開關(guān)1—2聯(lián)絡(luò)DL沒有成功地合閘，系統(tǒng)將自動地發(fā)射出又一次合閘口令。此時，若還是不能成功地合閘，則要關(guān)閉自動控制流程操作。此時，系統(tǒng)完成了運行方式的轉(zhuǎn)換，從之前的單臺變壓器分裂運行轉(zhuǎn)向兩臺變壓器并聯(lián)投入運行。

4.2 并聯(lián)運行轉(zhuǎn)向分裂運行操作

系統(tǒng)朝著開關(guān)1—2聯(lián)絡(luò)DL發(fā)出分閘口令，并參照1—2聯(lián)絡(luò)DL的開關(guān)狀態(tài)來對應(yīng)斷定開關(guān)1—2聯(lián)絡(luò)DL的分閘情況，若確定開關(guān)1—2聯(lián)絡(luò)DL正常分閘，系統(tǒng)將自動地走向下一步程序;若未能成功地合閘，系統(tǒng)將自動地重新發(fā)出分閘信號;此時，若依然不能成功合閘，則將閉鎖自動控制流程操作。此時，系統(tǒng)則完成了運行方式的轉(zhuǎn)換，從并聯(lián)運行轉(zhuǎn)向了分裂運行。

4.3 外部因素的影響與擾動

若原系統(tǒng)設(shè)置了安全保護，配變高壓端增設(shè)了智能化開關(guān)設(shè)備，實際的系統(tǒng)自動化控制操作中，由于設(shè)備、線路等發(fā)生故障或者其他相關(guān)因素，例如，保護設(shè)備等的保護功能受外部因素的干擾等，自動控制系統(tǒng)測出非正常的信號，整個系統(tǒng)將自動地停止自動控制步驟，常見的外部干擾性因素有以下幾種。

4.3.1 人為因素

非法分子為了一己私利不惜隨便地對開關(guān)進行分閘、合閘操作。

4.3.2 開關(guān)拒動

自動控制開關(guān)實際工作中會經(jīng)歷無數(shù)次切換，此切換操作超出了所設(shè)置的開關(guān)拒動，這一故障多來自開關(guān)自身硬件系統(tǒng)的故障。

4.3.3 保護系統(tǒng)動作

因為負荷線路發(fā)生短暫性的故障或者長久性故障從而導(dǎo)致高壓開關(guān)保護發(fā)出分閘動作。為了維護系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運行，自動控制流程中斷后，應(yīng)該人為地再次開啟自動控制流程，以此來確保無論是線路還是設(shè)備都能接受到正規(guī)的檢修、維護與保護。

5 變壓器并聯(lián)運行操作的注意事項

5.1 做好并聯(lián)前檢查

變壓器正式投入并聯(lián)運行之前，必須做好相關(guān)的檢查工作，具體則要從變壓器的銘牌入手。①查看其能否達到并聯(lián)運行的要求和標(biāo)準(zhǔn);②檢查變壓器高壓端、低壓端等的接線是否科學(xué)、合理;③檢查變壓器調(diào)壓分接開關(guān)的檔位是否統(tǒng)一，此外，也要借助萬用表對兩大變壓器的低壓端各自對相檢測，確保兩側(cè)沒有電壓差，同時，也要檢查變壓器低壓端的相序與極性是否相同。當(dāng)一切檢查都達標(biāo)基礎(chǔ)上才能對兩臺變壓器實施并聯(lián)操作。

5.2 技術(shù)交底與培訓(xùn)

自動控制設(shè)備投入運行時必須為臺區(qū)管理人員做好技術(shù)交底工作，而且要提供專業(yè)化的培訓(xùn)，科學(xué)地設(shè)定變壓器保護定值，設(shè)置發(fā)生跳動的開關(guān)，密切關(guān)注各最新投入運行設(shè)備的工作狀態(tài)。每逢各種故障問題都要把自動控制開關(guān)設(shè)置于停用部位，并使其回歸至分裂運行模式，配變則分別進入自帶自負荷的模式。

5.3 停電操作

無論選擇哪一種運行方式，都應(yīng)該切實地運行電力安全運行的操作規(guī)范與流程。檢修過程中必須暫停自動控制設(shè)備，應(yīng)把控制開關(guān)切換至停用模式，做好接地線的架設(shè)工作，附上“嚴禁非法合閘”等警示標(biāo)語。低壓端線路停電運行時，實際的操作過程中一方面要切斷配變低壓端的開關(guān)，另一方面也要切斷聯(lián)絡(luò)開關(guān)，并按照規(guī)定執(zhí)行驗電操作，而且要規(guī)范地裝設(shè)接地線。

5.4 聯(lián)跳線路與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的保護

兩個配變高壓端微機保護也要對應(yīng)配設(shè)跳聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路，一旦變壓器以及外圍的低壓線路出現(xiàn)故障或者陷入其他問題時，可以及時地切斷故障，以此確保非故障區(qū)域的持續(xù)供電。同時，也要對變壓器高壓端進行保護檢查、測試，在這一過程中必須確保退出跳線聯(lián)絡(luò)開關(guān)的壓板，預(yù)防試驗過程誤跳聯(lián)絡(luò)開關(guān)所引發(fā)的運行低壓線路對外停電問題。

6 變壓器并聯(lián)運行的優(yōu)勢分析

變壓器并聯(lián)運行具有多方面的優(yōu)勢，整體上能確保變壓器的安全、經(jīng)濟與平穩(wěn)、高效，具體則體現(xiàn)為以下幾個方面。

（1）確保安全、穩(wěn)定、可靠地供電。其中，某臺變壓器出現(xiàn)故障時，可以讓并聯(lián)的其他變壓器投入運行，從而維持整個系統(tǒng)的安全、高效供電，減少停電現(xiàn)象，而且也能維持一些大型客戶的用電安全。

（2）確保系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。整個用電規(guī)律具有典型的季節(jié)性，而且用電負荷也會跟隨季節(jié)的變化而變化，低負荷用電時期，不妨先讓少部分變壓器暫停運行，以此來抑制變壓器空載問題，從而減少空載損耗，確保系統(tǒng)的運行效率。同時，也能控制無功勵磁電流問題，而且也能發(fā)送電網(wǎng)功率因數(shù)，如果系統(tǒng)負荷較高，超出了一定數(shù)值，則應(yīng)將備份變壓器來投入運行，以此來達到負荷的均配承擔(dān)，維持系統(tǒng)的安全、高效運行。

（3）方便變壓器的檢修與運維。如果變壓器遇到故障，則需要做好檢修與維護，此時最有效地方法就是并聯(lián)一臺備用的變壓器，并暫停亟待檢修的變壓器。

（4）參照負荷每年增長的勢頭與情況來對應(yīng)分期地配置變壓器，從而控制成本的投入。整體來看，通過變壓器的并聯(lián)運行能夠為整個電力系統(tǒng)帶來多方面的優(yōu)勢，能夠達到成本與效益的雙重優(yōu)勢。

7 結(jié)束語

配電變壓器并聯(lián)運行能夠為電力系統(tǒng)提供多方面的優(yōu)勢和優(yōu)點，可以將其應(yīng)用于臨近配網(wǎng)臺區(qū)工程中，現(xiàn)實來看解除了系統(tǒng)

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空載問題，控制了配網(wǎng)的線損，從而確保了配網(wǎng)的安全、可靠、持續(xù)供電，提高了配網(wǎng)系統(tǒng)的自動化水平，達到了節(jié)能、高效的效果。

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