变压器有载调压分接开关操作原则的分析

变压器有载调压分接开关操作原则的分析

                                                             ,     ,　梁洪

（广东电网有限责任公司湛江供电局   广东湛江     524005）

摘要：在变电运行工作中，会遇到变压器有载调档的问题，对于不并列的变压器，直接调档就行。对于并列运行的变压器,如何调档？遵循什么原则？为什么要按照这些原则进行调档？为了解决这个问题，我们先找出变压器有载调压分接开关操作的原则，再通过数学的推导和物理的分析，一步步揭开这样操作的原因。

关键词：有载调压；并列；负载；初级；次级；环流

变压器有载调压分接开关操作有以下三大原则：

a）禁止在变压器生产厂家规定的负荷和电压水平以上进行主变压器分接头调整操作；

b）多台并列运行的变压器，在升压操作时，应先操作负载电流相对较小的一台，再操作负载电流较大的一台，以防止环流过大；降压操作时，顺序相反；

c）并列运行的变压器，其调压操作应轮流逐级或同步进行，不得在单台变压器上连续进行两个及以上的分接头变换操作。

   首先我们来分析调压原则a，目前电网在运的变压器有载分接开关都安装在变压器的高压侧，这样做的目的：一是在变压器的内部一般高压绕组在外侧，在满足绝缘要求的情况下，抽头引出方便，连接也方便；二是变压器的高压侧电流相对于其它侧，电流要小，对引出线及分接开关导体截面的要求小，有一定的经济性，且容易解决接触不良的问题，能有效防止分接头在切换的过程中的拉弧现象。变压器在过负荷的情况下，是不能调压的，因为变压器分接开关的过渡电阻在有载调压的过程中会流过变压器的全部负载电流，在负载电流过大的情况下强制调压，有可能会烧毁分接开关的辅助接头。在电网系统电压超过厂家规定水平的情况下，也不能调压，因为在电压过高的情况下强制调压，会产生拉弧现象。超过生产厂家规定的负荷和电压水平进行调压，会给变压器的运行带来较大的风险，调压原则a无疑是正确的。

接着我们来分析调压原则b，当变压器并列运行时，初级绕组、次级绕组并列在一起，各个变压器有共同的初级电压和次级电压，各个变压器阻抗压降强制相等，此为并列运行变压器的一个共同特点：即(K为变压器的变比)是相等的，且＝。下面用两台两个电压等级的变压器并列运行的情况，来说明并列运行变压器的调压原则。以下公式的各元素所代表的值都已变换至变压器的低压侧。

这时有 ———————（1）

用复数表达为，

即  ———————（2）|　

Ⅰ　　　　　　　　　　　　Ⅱ

、——变压器的次级电流；

、——变压器的短路阻抗；

——变压器之间的环流。

在（２）式中，一般来说，，，在没有环流的情况下，（１）式、（２）式是不可能相等的，所以环流有其存在的必要性。这时有

＝＝  ———————（3）

我们知道，变压器的容量越大，越大，也越大；变压器的容量越小，越小，也越小。如果变压器Ⅰ的容量大，那么环流的方向必然是与的方向相反，与的方向相同，只有这样，（3）式才能成立。

当需要升压调档时，先让负载电流小的变压器Ⅱ先升档，根据变压器的调压原理，升档→升压→降匝，这时减小，减小，但是的变化几乎可以忽略不计，依据（3）式只能靠环流的减小实现；这时为了维持（3）式相等，只能减小，因与之和等于总负载电流，减小，就会增大，减小对负载电流大的变压器Ⅰ有利，增大对负载电流小的变压器Ⅱ无影响。如果让负载电流大的变压器Ⅰ先升档，根据变压器的调压原理，升档→升压→降匝，这时减小，减小，但是的变化几乎可以忽略不计，依据（３）式只能靠环流的增大实现；这时为了维持（３）式相等，只能减小，因与之和等于总负载电流，减小，就会增大，这样不但变压器之间的环流增大，而且负载电流本来就大的变压器Ⅰ负载电流进一步增大，这对变压器的运行不利。故并列运行的变压器需要升压调档时，先操作负载电流相对较小的一台，再操作负载电流相对较大的一台，以防止环流过大，是正确的。

当需要降压调档时，先让负载电流大的变压器Ⅰ先降档，根据变压器的调压原理，降档→降压→升匝，这时增大，增大，但是的变化几乎可以忽略不计，依据（3）式只能靠环流的减小实现；这时为了维持（３）式相等，就会增大，因与之和等于总负载电流，增大，就会减小；增大对负载电流小的变压器Ⅱ影响不大，的减小对负载电流大的变压器Ⅰ有利。如果让负载电流小的变压器Ⅱ先降档，根据变压器的调压原理，降档→降压→升匝，这时增大，增大，但是的变化几乎可以忽略不计，依据（3）式只能靠环流的增大实现；这时为了维持（３）式相等，就会增大，因与之和等于总负载电流，增大，就会减小，这样不但变压器之间的环流增大，而且负载电流本来就大的变压器Ⅰ负载电流进一步增大，这对变压器的运行不利。因此在降压操作时，应先操作负载电流相对较大的一台，再操作负载电流相对较小的一台，也是为了防止环流过大。综合以上分析，调压原则b是正确的。

通过（3）式我们还可知，为了减少环流，并列运行的变压器容量不能相差太远，这样各变压器的短路阻抗不会相差太大，负载电流也不会相差太大，因并列而产生的环流也不会太大。故并列运行的变压器容量之比一般不超过３：１。

最后我们来分析调压原则c,当变压器并列运行时，如果在单台变压器上进行同一方向连续2次及以上的调压操作，会导致单台变压器的次级电压在同一方向连续变化，其结果只能是使变压器之间的电磁不平衡在同一方向连续加大，而次级电压由于变压器并列运行已强制相等，只能通过加大或减小环流以及各变压器的次级电流变化，再次达到新的平衡。为了使并列运行变压器的电磁平衡缓慢地变化，不致于变化过剧，在单台变压器上进行分接头的变换，不要连续进行两个及以上的操作。因此调压原则C无疑是正确的。

结束语：

本文为了探讨变压器有载调压分接开关操作原则的正确性，对变压器在各种情况下的有载调档操作进行了详细的分析，以比较大的篇幅详尽地介绍了并列运行变压器在进行有载调档操作过程中并列运行变压器之间的环流变化和各变压器次级电流的变化，论证了变压器有载调压分接开关操作原则的正确性。本文对变压器并列运行的电力系统，并列运行变压器的容量如何选择也有兼述，可作类似电气设计的参考。

参考文献：

［1］电机学/胡虔生，胡敏强，杜炎森编.－北京：中国电力出版社，2001