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当自耦变压器公共绕组过负荷原因分析

2021-09-15 00:08:20  金通机械网

自耦变压器公共绕组过负荷原因分析

三绕组自耦变压器以其节省材料、损耗较低等优点在电力系统中广泛应用,但其在运行中,存在普通变压器所没有的特殊问题——公共绕组过载问题。即这种变压器在某些运行方式下,高压侧和中压侧的负载都没有超过额定容量,低压绕组也没有超过其额定容量,但公共绕组的视在功率1 最大实验力(N) 100、200、500 1000、2000、5000却有可能超过它的额定容量。

深圳站3号、4号两台500 kV三绕组自耦变压器在全省电中起着重要的枢纽作用。从2000年夏天到用于大批量地生产轻量化的聚氨酯增强复合材料的零部件2001年6月,在高压侧和中压侧负载均未达到主变压器额定容量时,就多次发生过负荷告警,使得在全负荷最紧张时,主变压器不能满负荷运行。经检查发现,均是公共绕组过负荷告警。针对此情况,我们从原理上结合运行方式进行了详细分析,得出主变压器过载原因,并提出解决方案。

1 主变压器原理分析

1.1 自耦变压器基本公式

高中压绕组电压比 k12=U1N/U2N;(1)

效益系数 Kb=1-1/k12;(2)

高压侧容量 S1=U1NI1N=SN;(3)

中压侧容量 S2=U2NI2N=SN;(4)

公共绕组额定容量

1.2 按运行方式分析

以图1所示的单相图进行讨论。图中有功功率P和滞后无功功率Q为三相的值,U为相电压,各侧P、Q和I的参考方向已标在图中,即设高压侧和低压侧是输入的,中压侧是输出的。不计变压器的有功和无功损耗和电压降时,有

其中k12为高中压侧变比。 由高压侧的三相复功率

由此可得,公共绕组的负荷即视在功率

运行时,必须满足公共绕组不过载的条件:

关于两种运行方式讨论:

a)高压侧和低压侧同时向中压侧送有功和滞后无功功率或中压侧向高低压侧送有功和滞后无功功率。

根据图1的参考方向,这类运行方式P1和P3及Q1和Q3同为正或负值,由(11)、(13)、(14)式可见,当高压侧到达额定功率时,公共绕组已经过负荷了。同样,由(12)、(13)、(14)式可见,当中压侧到达额定功率时,公共绕组也已经过负荷了。因此,公共绕组到达额定功率时,高压侧和中压侧必定不能到达额定功率。

b)高压侧同时向中压侧和低压侧送有功和滞后无功功率或中低压侧向高压侧送有功和滞后无功功率。

这类运行方式时,P1和P3及Q1和Q3总是一正一负,由(11)、(12)、(13)、(14)式可见,公共绕组不会过载[1]。

2 深圳站主变压器负荷计算

2.1 主变压器参数

额定容量 750 MVA/750 MVA/160.5 MVA;

额定电压 525 kV/242 kV/34.5 kV。

2.2 参数计算

高中压绕组电压比k12=525/242=2.17;

效益系数 Kb=1-1/k12=0.54;

公共绕组额定容量Scom,N=KbSN=405 MVA。

2.3 运行方式一

高压侧向中压侧送有功和滞后无功功率,低4、济南试金紧缩实验:压侧向中压侧送固定滞后无功功率120 Mvar时,改变高压侧功率因数,计算当公共绕组到达额定负载时,高压侧有功和无功功率大小。运行方式一的计算结果见表1。

注:①固定低压侧输送无功功率大小,改变高压侧的功率因数;②Kb没有对使用环境相对湿度进行控制而至;2)实验机使用时间较长或本身质量问题=0.54,P3=0,Q3=120 Mvar,Scom,N=405 MVA。

由表1数据可见,当低压侧向中压侧输送固定无功功率时,高压侧的功率因数越高,其向中压侧输送功率的能力越强,即主变压器的输送

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