1.2 变压器的运行
1.2.1 并联运行变压器切换过程中不间断供电
目前,有相当数量变电所的自用变压器因考虑到供电可靠性和运行的经济性采用了如图1.2所示的供电方式。图中T为电力变压器,T1和T2分别为1号和2号自用变压器。平时由T1供电,当T1出现故障或正常检修时转由T2供电。然而在由T1供电转由T2供电的过程中要有一段停电时间,这给生产和某些不宜断电的运行设备带来不利。本节就这一问题进行了理论研究,并将研究成果付诸实施,取得了满意的效果。
1.变压器短时并联的基本条件
变压器并联运行有3个条件:
(1)各变压器的连接组别与标号相同,以保证各变压器的副边电压同相位。
(2)各变压器原副边的额定电压相同,以避免变压器之间产生环流。
(3)各变压器短路电压的标幺值相等,且电阻分量与电感分量的压降分别相等,以保证负荷按各变压器的容量成正比例分配。在变压器长期并联运行的情况下这3个条件无疑是必须满足的,但对于T2与T、T1短时并联的问题,我们认为条件(3)可以不考虑。因为该条件只是保证负荷按各变压器的容量成比例地分配,可避免有的变压器长时间超载。至此由T2替换 T或T1供电,其容量当然是能满足T1供电时的负荷要求的,那么在两者短时并联时就更不会有变压器超载的问题。这样,短时并联的基本条件就只需要考虑条件(1)和条件(2)。
图1.2 变电所变压器的一般供电方式
先考虑条件(2)。由图1.2可知,T与T1是两级降压配电变压器,即串联运行。T1和T2副边额定电压虽然与T不同,但其原边的额定电压是相同的(66kV)。相似地,T2的原边额定电压虽然与T1不同,但其副边的额定电压是相同的(0.4kV)。也就是说,T2是相当于T、T1的一级降压配电变压器,这是满足条件(2)的。
条件(1)是本节讨论的重点,也是本节所述短时并联的基本条件,满足这一条件就可实现由T1转为T2的不间断供电。
2.变压器并联的实现方法
保证变压器并联时T2的副边电压与1的副边电压同相位的方法是:根据电力变压器T的连接组别与标号来恰当选用T1与T2的连接组别与标号,以及改变其引出端的接线方式来实现。下面按国家规定的两种组别标号的电力变压器分别进行讨论。
1)电力变压器T的连接组别标号为Y/Y-12
在这种情况下,可以把T1与T2两台自用变压器的连接组别与标号都选定为Y/Y0-12。如图1.3所示。因为Y/Y-12连接组别标号的变压器,其原副边的线电势都是同相位。即T的副边电压与原边电压同相位,T1的副边电压与其原边电压(即T的副边电压)同相位,那么T1的副边电压与T的原边电压也同相位。同样,T2的副边电压与其原边电压同相位。而T2的原边电压与T的原边电压都是电网66kV的电压,是同相位的。所以T2的副边电压与T1的副边电压也同相位。
2)电力变压器T的连接组别标号为Y/△-11
在这种情况下,可以把T2的连接组别标号选定为Y/Y0-12,T1的连接组别标号选定为△/Y0-11,同时把T1的原副边引出端的接线进行简单地改接就行了,具体的改接方法是:把T1原边A、C两相引出端的接线换接到6.6kV的c、a两相线上,把T1副边a、c两相引出端的接线换接到0.4kV的c、a两相线上,如图1.4所示。
图1.3 变压器短时并联不间断供电的第一种方式
图1.4 短时组合并联不间断供电的第二种方式
如图1.5(a)所示为电力变压器T原副电势的相量图。在T的副边线电势相位的基础上做出自用变压器T1的相量图,如图1.5(b)所示。由图可知,此时T1的组别标号实际上已改接为△/Y0-1。比较图1.5中的(a)、(b)可以清楚地看到:T1副边的线电势与T原边的线电势的同相位。也就是说,把T与T1做这样的串联改接后,就等效于一台Y/Y0-12的变压器。而T2的连接组别标号选定为Y/Y0-12。由上述电力变压器T为Y/Y-12连接组别标号的第一种情况分析可知,此时T2的副边电压与T1的副边电压是同相了。
图1.5 第二种方式下T与T1的相量图
综上所述,对于国家规定的电力变压器的两种接线方式中任何一种,都可以通过恰当选定自用变压器T1、T2的连接组别标号,或对其引出端的接线进行改接,就可使T2和T1的副边电压同相位,满足T2同T和T1短时并联的条件,从而实现由T1供电转换为由T2供电的不间断供电。这一成果已用于两个变电所,运行两年多来效果是令人满意的。