基于三繞組變壓器與自耦變壓器的變電運行技術與應用

張政

摘 要：現主要針對三繞組變壓器及自耦變壓器在變電運行中的相關技術及應用進行分析，通過對幾種運行方式下的負荷分配進行研究分析，提出可行性較高的技術對策，通過實踐驗證，負荷安全自動裝置配置及繼電保護的要求。

關鍵詞：三繞組變壓器；自耦變壓器；原理；運行；應用

某變電所配置一臺容量為120MV·A自耦變壓器，為了適應該地區經濟發展的需要，需增加主變壓器一臺，由于受客觀因素的影響，最終確定增加一臺相同容量的三繞組變壓器，這兩臺變壓器的類型不同，技術參數也存在大的差異，為了保證運行方式的靈活及供電的穩定性，需要對這兩種變壓器之間的運行方式進行分析，對其符合的分布進行研究，從而滿足該變電所運行的需要。

1 原理

1.1 自耦變壓器

具有公共部分的兩個繞組的變壓器就是自耦變壓器，以降壓自耦變壓器為例，其接線原理和結構如圖1所示。在理想的狀態下，自耦變壓器的電流比和電壓比和雙繞組變壓器是相同的，也就是I1/I2=1/K，U1/U2=K；傳輸的容量也是相同的，即S1=U1I1=U2I2=S2。

原理圖 接線圖

根據自耦變壓器接線圖可以知道，公共繞組中的電流及串聯繞組中的電壓分別為：

因此，串聯繞組的容量和公共繞組的容量分別為：

1.2 三繞組變壓器

在每一相上都有三個獨立在電路上的繞組的變壓器就稱為三繞組變壓器，也可以將這種變壓器看作是分別由三對雙繞組變壓器共同構成的，如圖2所示。該變壓器類型存在三個互不相同的電壓，也就存在三個電壓比：K12=N1/N2，K13=N1/N3，K23=N2/N3；當然，也就存在三個短路阻抗：Z12，Z13，Z23。

為了是短路阻抗的要求得到滿足，可以使三個繞組的同心位置存在差異，根據高壓、中壓及低壓的順序從外向里進行排列，也可以進行高壓、低壓、中壓繞組的排列方式。

2 負荷分配及計算

根據本文所研究的自耦變壓器及三繞組變壓器原理，對該變電所采用的兩臺變壓器運行方式進行研究，首先，由表1可以知道這兩臺變壓器的原始技術參數。

2.1 自耦變壓器

2.1.1 繞組電阻。要計算繞組的電阻，首先要通過以下公式對短路損耗進行計算：

將相關數據帶入以上三式課可以得到：

那么各個繞組的短路損耗就可以由以下公式計算得出：

將相關數據帶入以上三式可得到：

2.1.2 繞組等值電抗。對各個繞組的短路電壓先求得，可以根據以下公式進行計算：

將相關數據代入以上三式可以得到：

2.2 三繞組變壓器

根據自耦變壓器的分析與計算方法，可以求得三繞組變壓器的各繞組電阻及等值電抗，分別為：

3 防過負荷的對策

因此，產生的平衡電流即為：IB=I'b·I=22.67%×572.60=129.81（A）。

對三繞組變壓器的分接頭符合分布情況的研究，自耦變壓去的負載電流方向和平衡電流的方向是相反的，最大負荷時，自耦變壓器110kV側電流即為：I110Ⅰ=552.70A-129.8A=422.89A，那么自耦變壓器的總電流就是167.01A+ 422.89A=589.90A，達到額定電流的103.02%。三繞組變壓器電流與平衡電流的方向是一致的，因此在最大負荷時，三繞組變壓器110kV一側電流為：I110Ⅱ=129.81A+258.48A=388.29A，那么三繞組變壓器的實際電流則為：167.01A +388.29A=555.30A，達到額定電流的96.98%。根據以上的分析與計算可以知道，三繞組變壓器分接頭產生平衡電流可以使自耦變壓器和三繞組變壓器在并列運行時的負荷分配得到有效的改善，但是在最大負荷時，自耦變壓器還是會超出額定電流。

通過對三繞組變壓器分接頭的調節，自耦變壓器總電流有效降低，在最大負荷時，兩種變壓器并列運行，能有效的擴大容量，也使得經濟效益得到有效的提高。

4 結束語

通過對自耦變壓器和三繞組變壓器并列運行的變電技術進行研究和分析，這兩種變壓器雖然由于類型不同，技術參數存在較大的差異，但是在特定的條件下，其并列運行滿足了供電的需求。通過對不同運行方式下的最大負荷進行分析，通過對主變壓器分接開關進行調節，使其產生平衡電流，有效的改善了負荷的分配，并列運行的兩臺變壓器的容量也得到了充分的利用，從而使經濟效益也得到明顯的提高。

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