農(nóng)村電網(wǎng)主變壓器調(diào)壓要點(diǎn)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和全社會(huì)用電負(fù)荷的高速增長(zhǎng)，有載調(diào)壓變壓器在電網(wǎng)中得到了大量的使用。毋庸諱言，在縣級(jí)供電企業(yè)中由于部分調(diào)度及相關(guān)技術(shù)管理人員，對(duì)電網(wǎng)電壓的調(diào)整和樞紐變電所中低壓母線節(jié)點(diǎn)的電壓水平，在技術(shù)的層面上認(rèn)識(shí)不足或未熟悉掌握一定的理論計(jì)算知識(shí)，因而時(shí)常導(dǎo)致變電所在主變壓器進(jìn)行檔位電壓調(diào)整時(shí)，心中無(wú)數(shù)，常抱著試試看的心態(tài)進(jìn)行調(diào)檔。既增加了主變分接開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，又造成了頻繁的調(diào)檔操作和分接開(kāi)關(guān)的停電檢修。為此，筆者試圖從理論計(jì)算方面對(duì)電力變壓器檔位調(diào)整以及并聯(lián)電力電容器在輸電網(wǎng)絡(luò)中的升壓和節(jié)能效果做一介紹和探討。供行家同仁指正。

一、電網(wǎng)中調(diào)整電壓的必要性

在電力網(wǎng)的正常運(yùn)行中，任何電壓的正、負(fù)偏移過(guò)大都會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和安全方面的不利影響。這是因?yàn)椋?/p>

1.所有的用電設(shè)備都是按運(yùn)行在額定電壓時(shí)效率為最高設(shè)計(jì)的，嚴(yán)重偏離額定電壓必然會(huì)導(dǎo)致效率的下降，使經(jīng)濟(jì)性變差;

2.電壓過(guò)高會(huì)大大縮短白熾燈一類(lèi)照明燈的壽命，也會(huì)對(duì)設(shè)備的絕緣產(chǎn)生危害;

3.電壓過(guò)低會(huì)大大增加恒定轉(zhuǎn)矩的異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，由此引起工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)次品、廢品，轉(zhuǎn)差增大的結(jié)果使異步電動(dòng)機(jī)電流增加，由此引起發(fā)熱甚至損壞。

鑒于供電電壓嚴(yán)重偏移的危害，為此，為保證工礦企業(yè)和城鄉(xiāng)居民的正常用電，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T12325—2003)特對(duì)供電電壓的允許偏差做出了如下規(guī)定：

a)35kV及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)標(biāo)稱(chēng)系統(tǒng)電壓的10%。

b) 10kV及以下三相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱(chēng)電壓的±7%。

c) 220V單相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱(chēng)電壓的+7%、-10%。

二、電力系統(tǒng)的中樞點(diǎn)的選擇及中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式

電力系統(tǒng)的中樞點(diǎn)通常選擇一些具有代表性的樞紐變電所的各側(cè)母線的節(jié)點(diǎn)加以監(jiān)視、控制，如果這些母線節(jié)點(diǎn)的電壓滿(mǎn)足要求，則該節(jié)點(diǎn)臨近的下級(jí)節(jié)點(diǎn)基本上也能滿(mǎn)足要求，這些節(jié)點(diǎn)即稱(chēng)之為中樞點(diǎn)。中樞點(diǎn)電壓控制有逆調(diào)壓、順調(diào)壓、常調(diào)壓三種方式。

1.逆調(diào)壓方式要求高峰負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓調(diào)到1.05額定電壓UN;低谷負(fù)荷時(shí)調(diào)到額定電壓UN;

2.順調(diào)方式壓要求高峰負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓不低于1.025額定電壓UN;低谷負(fù)荷時(shí)不高于1.075額定電壓UN;

3.常調(diào)壓方式要求在任何負(fù)荷時(shí)中樞點(diǎn)電壓基本保持不變且略大于額定電壓UN。

三、三繞組組變壓器分接頭選擇原則

雖然要求電網(wǎng)在運(yùn)行中的各節(jié)點(diǎn)電壓要保持在額定值，但在實(shí)際運(yùn)行中其實(shí)現(xiàn)是較為困難的。鑒于以上原因，同時(shí)考慮到用電設(shè)備對(duì)電壓的要求，根據(jù)電壓偏移的最大允許范圍。必須進(jìn)行電壓調(diào)整時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)有功功率和無(wú)功功率的實(shí)際分布情況對(duì)系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)應(yīng)遵循的原則：

1.所選分接頭的位置，應(yīng)使二次側(cè)母線實(shí)際不超過(guò)上下允許的偏差范圍;

2.降壓變壓器的分接頭位置，應(yīng)盡量使二次母線電壓在額定和電壓與下限值之間運(yùn)行;

3.升壓變壓器的分接頭位置，在保證發(fā)電機(jī)有最大的有功出力和無(wú)功出力的前提下，盡量放在最高位置運(yùn)行;

4.樞紐變電站三圈主變壓器確需進(jìn)行檔位調(diào)整時(shí)，因高、中壓側(cè)裝設(shè)有分接開(kāi)關(guān)，而低壓側(cè)無(wú)分接開(kāi)關(guān)，其電壓的調(diào)整是在保證低壓側(cè)母線電壓合格的基礎(chǔ)上來(lái)確定高壓側(cè)(即有電源側(cè))的檔位。然后在固定此分接頭的基礎(chǔ)上，根據(jù)高、中壓情況選出中壓側(cè)的分接頭。同理，當(dāng)中壓側(cè)有電源時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)中低壓側(cè)情況選出中壓側(cè)分接頭，在固定此分接頭的基礎(chǔ)上，根據(jù)高中壓情況選出中壓側(cè)的分接頭。在系統(tǒng)無(wú)功功率正常的情況下，其計(jì)算公式為：

四、電力系統(tǒng)無(wú)功不足時(shí)調(diào)壓效果分析

利用改變變壓器電壓比進(jìn)行調(diào)壓，必須注意的前提條件是，當(dāng)電力系統(tǒng)無(wú)功不足時(shí)，利用變壓器的分接頭調(diào)整電壓的效果不十分理想。現(xiàn)試分析如下：

如圖一所示。設(shè)由于發(fā)電機(jī)G無(wú)功容量不足，以至于各母線電壓水平偏低，發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率QG已達(dá)到最大允許值QGmax?，F(xiàn)改變變壓器T—3的電壓比，希望提高母線6的電壓U6。根據(jù)負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性可知，在電壓變化時(shí)，無(wú)功負(fù)荷的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有功負(fù)荷的變化，且無(wú)功負(fù)荷變化引起的電壓波動(dòng)也遠(yuǎn)較有功負(fù)荷大。因此，當(dāng)U6提高時(shí)，負(fù)荷Q6也將增加，這會(huì)使發(fā)電機(jī)輸出的QG>QGmax。所謂的負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性是指在頻率恒定時(shí)，電壓與負(fù)荷的關(guān)系，也即U=f(P，Q)的關(guān)系。為保證發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，只有降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，使QG減小到允許值，即QG=QGmax。顯然，這會(huì)導(dǎo)致1—5的電壓降低，而母線6的電壓也不能升到預(yù)期值。以上表明改變T—3的電壓比，不但U6升高有限，還會(huì)導(dǎo)致其他母線的電壓的進(jìn)一步下降。因此，當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功功率不足時(shí)，首先應(yīng)裝設(shè)或投入無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，使系統(tǒng)無(wú)功功率容量有一定的冗余度。

需要指出的是：當(dāng)電力系統(tǒng)無(wú)功功率不足時(shí)，希望通過(guò)利用變壓器的分接頭調(diào)整電壓不能增減系統(tǒng)的無(wú)功，它只能改變系統(tǒng)的無(wú)功功率分布。為此，不能通過(guò)改變變壓器的電壓比來(lái)進(jìn)行調(diào)壓。因?yàn)楦淖冏儔浩鞯碾妷罕葟谋举|(zhì)上講并沒(méi)有增加系統(tǒng)的的無(wú)功功率，這樣以減少其他地方的無(wú)功功率來(lái)補(bǔ)充某個(gè)地方由于無(wú)功功率不足而造成的電壓低下，其他地方則有可能因此而造成無(wú)功功率嚴(yán)重不足，不能根本性解決整個(gè)電力網(wǎng)的電壓質(zhì)量問(wèn)題，因此，在整個(gè)系統(tǒng)普遍缺少無(wú)功的情況下，應(yīng)首先考慮投入一定容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置，若用改變主變壓器分接頭的辦法來(lái)提高用戶(hù)的電壓水平，其效果是不十分理想的。

五、樞紐變電站主變壓器分接頭調(diào)整算例例題

例題1: 圖二為某樞紐變電所一降壓變壓器，變壓器負(fù)荷及參數(shù)、分接頭已標(biāo)注明。折算至高壓側(cè)的阻抗為RT+JXT=(2.44+j40)Ω,已知在最大負(fù)荷時(shí)通過(guò)變壓

經(jīng)計(jì)算證明，裝設(shè)或投入10.5 Mvar電容器組后，可滿(mǎn)足電壓質(zhì)量要求。同時(shí)，不僅具有減少電力網(wǎng)功率損耗和電能損耗，且還有能增大電力網(wǎng)輸送能力的作用。

六、結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整，是一項(xiàng)技術(shù)較為復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)，尤其是當(dāng)系統(tǒng)電壓較低時(shí)，電力調(diào)度部門(mén)應(yīng)首先考慮檢查所轄各變電所各級(jí)電壓母線側(cè)電容補(bǔ)償裝置的投入運(yùn)行情況，在無(wú)功功率缺額不是很大的情況下，然后對(duì)相關(guān)變電所主變壓器進(jìn)行調(diào)壓，才能達(dá)到較好的調(diào)壓效果。電力調(diào)度部門(mén)要分門(mén)別類(lèi)的計(jì)算并建立健全主要輸電線路、主變的阻抗參數(shù)，根據(jù)所轄電網(wǎng)典型月、日負(fù)荷曲線，科學(xué)制定重要變電站主變壓器分接頭的日調(diào)整方式，建立健全所轄電網(wǎng)電壓嚴(yán)重偏移的處理預(yù)案，力求以較少的調(diào)壓次數(shù)達(dá)到最大的調(diào)壓效果。切實(shí)把電網(wǎng)電壓水平控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電力系統(tǒng)運(yùn)行操作和計(jì)算》 1979北京 水利電力出版社

[2] 《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》 1980北京 電力工業(yè)出版社