基于三绕组变压器与自耦变压器的变电运行技术与应用

张政

摘 要：现主要针对三绕组变压器及自耦变压器在变电运行中的相关技术及应用进行分析，通过对几种运行方式下的负荷分配进行研究分析，提出可行性较高的技术对策，通过实践验证，负荷安全自动装置配置及继电保护的要求。

关键词：三绕组变压器；自耦变压器；原理；运行；应用

某变电所配置一台容量为120MV·A自耦变压器，为了适应该地区经济发展的需要，需增加主变压器一台，由于受客观因素的影响，最终确定增加一台相同容量的三绕组变压器，这两台变压器的类型不同，技术参数也存在大的差异，为了保证运行方式的灵活及供电的稳定性，需要对这两种变压器之间的运行方式进行分析，对其符合的分布进行研究，从而满足该变电所运行的需要。

1 原理

1.1 自耦变压器

具有公共部分的两个绕组的变压器就是自耦变压器，以降压自耦变压器为例，其接线原理和结构如图1所示。在理想的状态下，自耦变压器的电流比和电压比和双绕组变压器是相同的，也就是I1/I2=1/K，U1/U2=K；传输的容量也是相同的，即S1=U1I1=U2I2=S2。

原理图 接线图

根据自耦变压器接线图可以知道，公共绕组中的电流及串联绕组中的电压分别为：

因此，串联绕组的容量和公共绕组的容量分别为：

1.2 三绕组变压器

在每一相上都有三个独立在电路上的绕组的变压器就称为三绕组变压器，也可以将这种变压器看作是分别由三对双绕组变压器共同构成的，如图2所示。该变压器类型存在三个互不相同的电压，也就存在三个电压比：K12=N1/N2，K13=N1/N3，K23=N2/N3；当然，也就存在三个短路阻抗：Z12，Z13，Z23。

为了是短路阻抗的要求得到满足，可以使三个绕组的同心位置存在差异，根据高压、中压及低压的顺序从外向里进行排列，也可以进行高压、低压、中压绕组的排列方式。

2 负荷分配及计算

根据本文所研究的自耦变压器及三绕组变压器原理，对该变电所采用的两台变压器运行方式进行研究，首先，由表1可以知道这两台变压器的原始技术参数。

2.1 自耦变压器

2.1.1 绕组电阻。要计算绕组的电阻，首先要通过以下公式对短路损耗进行计算：

将相关数据带入以上三式课可以得到：

那么各个绕组的短路损耗就可以由以下公式计算得出：

将相关数据带入以上三式可得到：

2.1.2 绕组等值电抗。对各个绕组的短路电压先求得，可以根据以下公式进行计算：

将相关数据代入以上三式可以得到：

2.2 三绕组变压器

根据自耦变压器的分析与计算方法，可以求得三绕组变压器的各绕组电阻及等值电抗，分别为：

3 防过负荷的对策

因此，产生的平衡电流即为：IB=I'b·I=22.67%×572.60=129.81（A）。

对三绕组变压器的分接头符合分布情况的研究，自耦变压去的负载电流方向和平衡电流的方向是相反的，最大负荷时，自耦变压器110kV侧电流即为：I110Ⅰ=552.70A-129.8A=422.89A，那么自耦变压器的总电流就是167.01A+ 422.89A=589.90A，达到额定电流的103.02%。三绕组变压器电流与平衡电流的方向是一致的，因此在最大负荷时，三绕组变压器110kV一侧电流为：I110Ⅱ=129.81A+258.48A=388.29A，那么三绕组变压器的实际电流则为：167.01A +388.29A=555.30A，达到额定电流的96.98%。根据以上的分析与计算可以知道，三绕组变压器分接头产生平衡电流可以使自耦变压器和三绕组变压器在并列运行时的负荷分配得到有效的改善，但是在最大负荷时，自耦变压器还是会超出额定电流。

通过对三绕组变压器分接头的调节，自耦变压器总电流有效降低，在最大负荷时，两种变压器并列运行，能有效的扩大容量，也使得经济效益得到有效的提高。

4 结束语

通过对自耦变压器和三绕组变压器并列运行的变電技术进行研究和分析，这两种变压器虽然由于类型不同，技术参数存在较大的差异，但是在特定的条件下，其并列运行满足了供电的需求。通过对不同运行方式下的最大负荷进行分析，通过对主变压器分接开关进行调节，使其产生平衡电流，有效的改善了负荷的分配，并列运行的两台变压器的容量也得到了充分的利用，从而使经济效益也得到明显的提高。

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