110k V變電站主變壓器并列運行環流分析

戴盛DAI Sheng

（國網太原供電公司，太原 030001）

（Taiyuan Power Supply Company of State Grid Shanxi Electhic Power Company，Taiyuan 030001，China）

0 引言

變壓器并列運行是擴大供電容量、提升供電可靠性以及降低損耗的重要途徑之一，在目前情況下，110kV變電站主變壓器的并列運行需要滿足幾個條件，即電壓變比相同、接線繞組組別相同、短路電壓差相等。在控制方法上，變電站主變壓器并列運行方式主要采用主-從跟蹤法，需要先確定好主變壓器分解位置，再調整其他變壓器分接位置。

某地供電局110kV變電站開展了主變壓器更換以及擴容工作，在新安裝40MVA主變壓器投入到運行之中，同20MVA主變壓器進行了并列運行，為了分析系統運行情況，維護人員針對計量繞組二次繞組電流、繞組電流、電流互感器保護繞組電流進行了分析，分析結果顯示，主變壓器高壓位置有功功率總和存在著一定的差異。

1 110kV變電站主變壓器并列運行條件分析

要讓變壓器能夠實現理想的并列運行，最好的狀態就是在變壓器并列未帶電荷時，各個變壓器之間未出現循環電流，在變壓器帶有電荷之后，變壓器即可對負荷進行合理的分配，只要能夠按照相關的容量比例進行分配，即可滿足理想的運行狀態。為了滿足以上的狀態，變壓器并列運行需要滿足幾個條件：第一，變壓器變比需要相同，差值應該控制在0.5%之內；第二，變壓器阻抗電壓是相同的，差值應該控制在10%之內；第三，變壓器接線繞組組別相同；第四，兩臺變壓器容量比需要控制在3：1之內。

2 某變電站變壓器運行循環電流情況

2.1 某變電站改造過渡階段運行方式分析 為了實現負荷擴容的目的，某變電站1臺20MVA變壓器改為40MVA變壓器，將其稱之為1號變壓器，在變壓器中，一個重要的參數就是阻抗電壓，阻抗電壓即將其二次繞組短路，增大一次繞組電壓的方式，在二次繞組短路電流達到標準之后，一次繞組電壓與額定電壓的比值就是阻抗電壓。

就我國現階段的情況來看，常用的載調壓變壓器是由17個檔位組成，在負荷側電壓調節上，范圍為10%，各個檔位調節的電壓是相同的，根據計算，每個檔位調節電壓為0.012UL。在變壓器運行的過程中，只要調節其中的檔位，就會對負荷側電壓產生影響，負荷側電壓會發生0.012UL的變化，這種電壓變化以及檔位調整是具有離散性與線性特征的。在兩臺以及兩臺以上變壓器并列運行的情況下，其中一臺變壓器開關與負荷側電壓并無線性關系。

在并列運行的過程中，需要將1號變壓器載分接開關調節到II檔，對于2號變壓器，則需要將其分接開關調節到III檔，在投入運行后，1號主變壓器與2號主變壓器110kV側、10kV側與35kV側是能夠并列運行的，在運行一段時間之后，2號變壓器會從運行狀態轉化成為熱備狀態，之后，只有在10kV負荷與35kV負荷時會短時并列。

2.2 有功功率分析 在變電站主變壓器并列運行前，需要對兩臺主變壓器CT二次繞組的相位、電流幅值進行測量，在對1號主變壓器運行前后有功功率進行分析后，可以得出，投入運行前，高壓位置輸入有功功率與中壓位置和低壓位置輸出有功功率兩者之和是基本相同的，兩臺主變壓器在實現并列運行之后，高壓位置輸入有功功率卻高于中壓位置與低壓位置有功功率之和的，這并不科學，根據分析，懷疑出現了較大的循環電流。

為了分析系統的具體情況，則對投入運行前2號主變壓器高壓位置、中壓位置以及低壓位置有功功率進行分析，從理論角度而言，主變壓器高壓位置輸入有功功率與中壓位置輸出功率和低壓位置輸出功率之和是相同的。

由于1號主變壓器與2號主變壓器容量和阻抗電壓是不同的，這就給循環電流的計算工作帶來了一些困難，并列運行變壓器算路電壓、接線組別與額定容量不同的情況下，變壓器二次回路是不會產生環流的，但是會對兩臺變壓器負荷分配情況產生影響。若兩臺主變壓器額定容量不相同，那么額定容量與負荷分配比就會呈現出正比的關系，若兩臺主變壓器阻抗電壓不同，那么其負荷也不能夠按照相關的標準比例進行分配，容量相對較小的變壓器會首先達到滿負荷，但是另外一臺變壓器容量卻無法實現全面的利用。一般情況下，在35kV位置是沒有壓差的，因此，35kV位置的循環電流是基本上可以忽略的。但是，在10kV高壓位置，由于二次繞組電壓不均衡，這就會產生一定的壓差，此時，2號變壓器與1號主變壓器之間就會出現環流。雖然在各種因素的影響下，循環電流的計算存在一些難度，但是可以使用一種直接的方式來計算循環電流。

在運行過程中，1臺變壓器二次側在電壓差異的影響下，會出現循環電流，根據計算方式，循環電流驅動電壓為，根據相關的計算公式，可以得出，驅動電壓為288.675V，環路阻抗為1.59Ω，根據比例可以得出，循環電流共計占1號主變壓器低壓位置額定電流8.97%，占2號主變壓器低壓位置額定電流比例為17.95%，不管存在多少負荷，都是有循環電流的，這種循環電流與負荷電流有著密切的關系，在循環電流的影響下，系統運行會出現變壓器發熱以及線損的情況，這不會對負荷產生影響。

在循環電流的影響下，該種電流會反映至二次回路上，在該種因素的影響下，二次側電流測量數據就會出現誤差，計算出的輸出有功功率與輸入有功功率就會出現一定的差異。

3 結語

本研究分析了某地變電站2臺主變壓器運行情況，分析了兩者之間的循環電流，結果顯示，并列環運行環流產生的問題是由于變壓器運行問題的影響，在環流因素的影響下，變壓器無法科學對負荷進行分配，增加了系統的發熱量，這就給變電運行帶來了安全隱患。為了避免對系統產生機械性損傷，是不宜將兩臺主變壓器長期間同時投入運行的，為了解決這些問題，需要及時將2號主變壓器更換，讓變壓器能夠實現繞組接線方式、短路阻抗的并列運行。

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