技術(shù)文章
其意義是:當一臺變壓器發(fā)生故障時(shí),并列運行的其它變壓器仍可以繼續運行,以保證重要用戶(hù)的用電;或當變壓器需要檢修時(shí)可以先并聯(lián)上備用變壓器,再將要檢修的變壓器停電檢修,既能保證變壓器的計劃檢修,又能保證不中斷供電,提高供電的可靠性。
又由于用電負荷季節性很強,在負荷輕的季節可以將部分變壓器退出運行,這樣既可以減少變壓器的空載損耗,提高效率,又可以減少無(wú)功勵磁電流,改善電網(wǎng)的功率因數,提高系統的經(jīng)濟性。
那么變壓器并列運行需要什么條件呢?這是一個(gè)很常見(jiàn)的問(wèn)題。 首先,我們來(lái)看看變壓器并列的需求是什么,然后再來(lái)討論并列的條件。
(1)一般情況,看下圖:
在這張圖中,我們看到了兩臺變壓器,分別標記為T(mén)1和T2。
系統恢復方法:
在實(shí)際運行中,兩段母線(xiàn)由各自的變壓器供電。
于是,兩段進(jìn)線(xiàn)斷路器QF1和QF2均閉合,而單母線(xiàn)分段的母聯(lián)斷路器QF3打開(kāi);如果某段進(jìn)線(xiàn)的變壓器或者中壓側出現問(wèn)題,例如出現嚴重電壓凹陷(欠壓或者失壓)或者故障,則該段進(jìn)線(xiàn)斷路器打開(kāi),然后閉合母聯(lián)斷路器QF3;當系統恢復后,有兩種恢復方法:
恢復方法1:將母聯(lián)斷路器QF3打開(kāi),再閉合對應的進(jìn)線(xiàn)斷路器。這種方法簡(jiǎn)單,但母線(xiàn)上的負載例如電動(dòng)機在經(jīng)歷了一次停電重起動(dòng)后,需要再次經(jīng)歷停電重起動(dòng)。
恢復方法2:先將對應的進(jìn)線(xiàn)斷路器閉合,這時(shí)變壓器并列運行,然后再將母聯(lián)斷路器打開(kāi)。這種方法稍微復雜,但負載無(wú)須經(jīng)歷第二次停電重起動(dòng)。
我們來(lái)看變壓器并列的條件:
第一:變壓器自身的條件
包括:變壓器的接線(xiàn)方法和變比一致,變壓器的阻抗電壓一致,變壓器的二次電壓一致。
第二:線(xiàn)路條件
包括:中壓側必須來(lái)自同一個(gè)配電網(wǎng),它們的相位、初相角和頻率一致,電壓幅值也一致。同時(shí),中壓側必須要能經(jīng)受的住低壓側的上電起動(dòng)沖擊。
(2)系統配備了發(fā)電機的情況,我們再看下圖:
此圖比圖1復雜一些,圖中有自備發(fā)電機,并且發(fā)電機的斷路器與市電的進(jìn)線(xiàn)斷路器之間有聯(lián)鎖和互投的關(guān)系。
由于投退關(guān)系比較復雜,在A(yíng)BB,往往用PLC來(lái)構建投退邏輯。我們簡(jiǎn)單地描述一下:
1)正常運行時(shí)母聯(lián)打開(kāi),各段進(jìn)線(xiàn)閉合。
2)若某段市電電源出現故障,則打開(kāi)該段進(jìn)線(xiàn),接著(zhù)閉合母聯(lián)。
3)當故障解除恢復后,系統按變壓器并列和非并列兩種方式恢復。變壓器并列條件同上。
4)若某段市電電源故障未恢復,而另段市電電源又出現故障,或者兩段市電同時(shí)出現故障,則系統起動(dòng)發(fā)電機。視發(fā)電機起動(dòng)運行情況,決定母聯(lián)是否投入,投退情況類(lèi)似市電供電。
5)當市電恢復后,有兩種方法來(lái)處理:第一種方法就是圖2所示,市電進(jìn)線(xiàn)與發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)互鎖,只允許一側閉合。這時(shí)將發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)打開(kāi),再閉合市電進(jìn)線(xiàn)即可;第二種方法市電進(jìn)線(xiàn)與發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)沒(méi)有互鎖關(guān)系。市電恢復后,在系統的引導下,將發(fā)電機對市電做準同期處理,然后閉合市電進(jìn)線(xiàn),再撤離發(fā)電機。
第二種方法可避免負載第二次停電重起動(dòng),我們看到,變壓器并列的條件同一般情況。
(3)單臺變壓器負載能力不足時(shí)變壓器的并列運行
變壓器并列條件同前。在這種條件下,負載側一旦發(fā)生短路,短路電流值要乘以變壓器并列的臺數。我們看下圖:
圖中兩進(jìn)線(xiàn)和母聯(lián)均閉合,變壓器T1和T2處于并列運行狀態(tài)。
當一段母線(xiàn)的負載出現短路時(shí),兩臺變壓器均向短路點(diǎn)貢獻短路電流,因此負載處的短路電流等于單臺變壓器短路電流的兩倍。
因此,變壓器并列運行的條件是:各段母線(xiàn)上的饋電回路斷路器的分斷能力必須為進(jìn)線(xiàn)斷路器的兩倍。若沒(méi)有做到這一點(diǎn),則變壓器不允許并列運行。
規范中規定,對于倒閘操作短時(shí)間內的變壓器并列運行,負載側斷路器的分斷能力可按一般條件下選用,無(wú)須加倍。
(4)變壓器并列運行的優(yōu)點(diǎn)和目的
提高變壓器運行的經(jīng)濟性。當負荷增加到一臺變壓器容量不夠用時(shí),則可并列投入第二臺變壓器,而當負荷減少到不需要兩臺變壓器同時(shí)供電時(shí),可將一臺變壓器退出運行。
特別是在農村,季節性用電特點(diǎn)明顯,變壓器并聯(lián)運行可根據用電負荷大小來(lái)進(jìn)行投切,這樣,可盡量減少變壓器本身的損耗,達到經(jīng)濟運行的目的。
提高供電可靠性。當并列運行的變壓器中有一臺損壞時(shí),只要迅速將之從電網(wǎng)中切除,另一臺或兩臺變壓器仍可正常供電;檢修某臺變壓器時(shí),也不影響其它變壓器正常運行從而減少了故障和檢修時(shí)的停電范圍和次數,提高供電可靠性。
節約電能,實(shí)現節電增效。比如某變電站裝有4000kVA和3150kVA兩臺變壓器。經(jīng)過(guò)對兩臺變壓器運行情況進(jìn)行計算,并列運行一年后,節約電能10.2萬(wàn)千瓦時(shí),節電效果非常明顯,降低了資金投入。