火电厂电除尘干式变压器分接头调压分析应用

王 浩

（国网能源神头第二发电厂，山西 朔州 036011）

1 引言

大唐神头发电有限责任公司#3机电除尘31段、32段共带有28面电除尘升压变高压调节柜，因电源侧开关在2008年改造为NC9-400型真空接触器，其线圈吸合电压为（85%～110%）Us，Us为380 V，一年内先后有几台接触器线圈烧毁，在一定程度上影响了电除尘升压变投运率、除尘率。经现场分析，是由电除尘段在最小运行方式下电源侧线电压最高值约419 V及环境粉尘大、线圈整流模块元件质量不良等综合原因造成。也曾考虑在接触器控制线圈回路串电阻或改造接触器线圈整流模块以提高其工作电压范围等措施予以解决，但从二次回路降电压不便实现。所以，从电除尘段电源侧调低电压是首选方案。

2 电除尘干式变压器运行方式及要求分析

2.1 设备概况

#3机电除尘段有两台工作变压器、一台备用变压器，均为瑞士制造THT 7FN 2M/G型干式变压器。其采用的调压分接头是简单的无励磁分接开关，设置在高压绕组，中部连接板连接形式，共有5个分接挡位，分接范围±2×2.5%，2-5分接头是额定分接位置。

表1 #3机电除尘干式变压器

2.2 无励磁分接开关调压基本原理

分接开关是变压器绕组的抽头变换装置。在变压器绕组中引出若干分接头并与它连接，在变压器无励磁即不带电情况下，通过手动或电动操作，由一个分接头转换到另一个分接头，以改变绕组的有效匝数，即改变其电压比，从而实现调压目的。

2.3 电除尘干式变压器运行方式

图1 #3机除尘段电气主接线图

在电除尘干式变压器的调压分接头调整之前要考虑接线和运行方式。在一般情况下，#3机电除尘31段3BFC及32段3BFD工作电源进线开关3BFC01和3BFD01处于工作位置合闸状态，分段独立运行，30除备变是带电空载运行状态，两台备用进线开关23处于断位，作为电除尘两个段备用电源（热备用）。在电除尘工作变压器其中一台检修时，存在不能停负载如除尘升压变压器或除尘振打电机等的情况，需要合上除尘段备用进线开关3BFC23或3BFD23给母线充电，不中断对负载供电；或者在某台电除尘工作变压器过载运行时，可合上除尘段备用进线开关3BFC23或3BFD23投入备用变压器以分配负载，提高效率。所以，#3机电除尘变压器存在并联运行的情况。

2.3.1 变压器并联运行的条件（双绕组变压器）

变压器并联运行是指同一变电站或发电厂内两台或几台变压器的出线端子与出线端子直接连接到公共母线上，同时对负载供电。

（1）接线组别相同，相位关系要相同，即时钟顺序数要相同。

（2）变压比要相同，允许偏差也相同（允许偏差≤±0.5%），调压范围与每级电压要相同。

（3）阻抗电压（短路电压）相同，允许偏差≤±10%，极限正分接位置阻抗电压与极限负分接位置阻抗电压要分别相同。

（4）容量比小于 3∶1。

2.3.2 不满足以上条件产生的影响

（1）电压比不同时，在并联变压器之间就有循环电流，影响变压器出力。

（2）当阻抗电压不等时，则负载不能按容量比例分配，阻抗电压较小的变压器将有较多的输出容量，有时会过负荷。

（3）接线组别不一致，将会造成短路发生。

（4）变压器容量相差较大，则阻抗电压亦将相差较大。

从表1可知，目前#3机3台电除尘干式变压器接线组别、变压比、阻抗电压（短路电压）及变压器容量比都满足并联运行条件。若改变其调压分接头位置进行调压必然使其电压比改变。下面，重点分析电压比、调压分接头位置选择的相关问题。

3 调压分接头选择分析

3.1 调压分接头电压比

式中：k：变压器电压比；

U1e：变压器一次绕组线电压；

U2e：变压器二次绕组线电压。

分接头2-5是现使用的额定电压分接头，k1>k3，k2>k3，3-6、3-5 是调高电压分接头，不必考虑；k4>k1，k3>k1，2-4、1-4 位置是实现降压效果的两个备选分接头位置。

3.2 备选调压分接头与原分接头电压比差别

Δk1%>>0.5% Δk2%>>0.5%

所以，3台电除尘干式变压器分接头降压调整必须选用相同分接头位置，才能满足变压器并联运行的电压比要求。

3.3 调压分接头位置选择近似推导

电除尘干式变压器是降压变压器，应用降压变压器分接头的选择方法。选择变压器分接头，应考虑最大和最小两种运行方式。据以往现场点检数据记录可知，电除尘干式变最大负荷值1320kW，2200A，高压侧电压U1max为3.62kV；最小负荷480kW，800 A时，高压侧电压U1min为3.6 kV。其低压侧实际电压U2允许变动范围为380～418 V。参考短路电压百分比Uk%和短路功率ΔPk值，以变压器参数公式折算到高压侧短路阻抗值ZT=RT+jXT=0.0675+j0.621。

因从厂用6 kV段到电除尘变为电缆传输距离近，阻抗值很低，线路电压降可忽略，系统电压等级低，变压器电压损失的横分量对电压绝对值影响很小，也可忽略。

（1）最大负荷时，P=1 320 kW，COSΦ≈0.85,S=1 320+j818，按要求最大负荷时低压侧电压不低于380 V，变压器应选分接头电压：

式中：UBmax：最大负荷时，变压器应选择的高压侧分接头电压；

U2max：最大负荷时，变压器低压侧电压，380 V；

U1max：最大负荷时，变压器高压侧电压，6 270 V；

ΔUmax：最大负荷时，变压器高压侧电压损失；

U2e：变压器低压侧额定电压；400 V。

（2）最小负荷时，P=480 KW，COSΦ≈0.85，S=480+j297，按要求最小负荷时低压侧电压不高于418 V，变压器应选分接头电压

式中：UBmin=（U1min-ΔUmin）U2e/U2min

UBmin：最小负荷时，变压器应选择的高压侧分接头电压；

U2min：最小负荷时，变压器低压侧电压，418 V；

U1min：最小负荷时，按到变压器高压侧电压，6 235 V；

ΔUmin：最小负荷时，变压器高压侧电压损失；

U2e：变压器低压侧额定电压；400 V

（3）因无载调压在正常运行时变压器分接开关不能改变，故需取两者平均值，根据计算出的UB可选择与之最接近的分接开关。

取最接近的分接头：6 150 V，（2-4）位置，+2.5%挡。

3.4 最大和最小两种运行方式下电压近似校验

选择双绕组变压器分接头时，二次侧电压U2应按最大和最小负荷计算，校验所选分接头是否能使变压器低压母线电压满足调压要求。

式中：U1：变压器高压侧实际电压；

ΔU：变压器的电压损失（归算到高压侧）；

U2e：变压器低压侧额定电压，400 V；

UB：变压器高压侧调整后的分接头电压，6 150 V。

最大负荷和最小负荷时变压器低压侧母线实际电压U2分别为：

均为超出允许变动范围，因此，所选择分接头位置是合适的。

经以上对调压分接头选择分析、校验，将调压分接头从2-5调整到2-4位置，符合实际负载工作电压要求，能实现较好的降压目的。

4 调整分接头后直阻测量、变比试验、试运行

4.1 直流电阻测量

表2 电除尘干式变高压绕组直阻表

从表2直阻数据可知，3台电除尘干式变调整分接头到2-4位置后，变压器高压绕组直阻误差符合规程要求。

4.2 电压比试验

表3 电除尘干式变电压比测量值

通过表3可看出，将3台电除尘干式变压器分接头调整到分接头位置（2-4）后，其变比误差都小于+0.5%，完全符合《电力设备交接及预防性试验规程》的要求。

4.3 冲击合闸、送电试运行

干式变压器投运规定,新投运或大修后投运前必须断开负载，在额定电压下冲击合闸5次，每次间隔时间不少于5 min。第一次受电后持续时间不少于10 min。变压器运行无异音、异味、运行温度正常，励磁涌流不应使保护装置误动。空载运行30min后无异常逐步加载至正常负载，24 h后投入正常运行。

5 降压效果

将电除尘干式变压器分接头位置调整到2-4后，其在空载状态下降压约15 V，负载状态下降压约15 V，满足#3机电除尘段负载对电源电压的要求。

6 结束语

#3机电除尘干式变压器分接头调整后，电除尘段负载运行稳定、正常。电压是电能质量的主要指标之一，电压偏移出允许范围时，对用电设备具有很大影响。变压器分接头调压适用于在系统无功功率平衡前提下，当最大和最小负荷两种情况下的电压变化幅度不大且不要求逆调压时，适当调整普通变压器的分接头，即改变其电压比就可满足要求的情况。

由于缺乏瑞士制造THT 7FN 2M/G型干式变压器出厂资料，在计算变压器参数值存在误差，在选择电除尘变最小负荷时未考虑其功率因数的变化等。所以，文中关于应选分接头位置推导、校验是运用电力网潮流的简化近似计算，为分析选择变压器调压分接头位置可行性可提供理论参考依据，论证调压后低压侧母线电压的偏移在负载允许电压范围内。

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