220kV变电站低压侧带电抗的变压器升流方法

2024-05-20江苏省送变电有限公司

电力设备管理 2024年5期

江苏省送变电有限公司姜越

新安装的变压器在投运之前需要进行一次升流试验，如今最常用的一种升流方法是在变压器的某一侧加入三相对地的220V 电压，将其余侧短路接地，这样变压器各侧就会有电流流过，根据主变参数计算出电流值，再与试验值相比较，来确保变压器的一次参数和二次回路的正确性。

但是现在随着变压器生产制造技术的提高，其低压侧电压等级往往很低，这样可以跳过一些中间变电站，直接供给用户，减少线路损耗，此时为防止低压侧电流过大，需要在低压侧串入一台限流电抗器，这种情况升流时除了考虑主变的参数外，还要代入电抗器的参数进行计算。

1 电流大小的计算

现以一台220kV 变压器为例，分别介绍低压侧不带限流电抗器和带限流电抗器的短路电流的计算方法和结果，说明限流电抗器所起到的限流作用。变压器和电抗参数见表1。

表1 变压器和电抗器参数

1.1 不带限流电抗器的短路电流

由于本文主要计算低压侧的短路电流，所以此主变选用的升流方式为：110kV 侧加220V 三相电压，220kV 侧开路，10kV 侧短路接地。此时的变压器T 型等效电路[1]如图1所示。

图1 不带电抗的变压器T 型等效电路

由变压器参数计算可得：

各侧折算到中压侧的阻抗为－0.703Ω。

故中压侧电流为：

低压侧电流为：

1.2 带限流电抗器的短路电流

低压侧串入限流电抗器后，其等效电路图如图2所示。

图2 带电抗的变压器T 型等效电路

由变压器原理可知，限流电抗器折算到中压侧的阻抗XR为：

由于限流电抗器和变压器绕组都可以看作纯电感，故：

限流后的低压侧电流为：

以上就是两种不同状态下的一次电流的计算结果，可以明显看出限流电抗器的作用，再以此计算值和试验值进行校对，直观地验证主变一次参数的可靠性。

2 电流角度的计算

在主变保护中最快速、最可靠的保护就是差动保护，因此差动回路电流的极性尤为重要，如果电流极性接反，当变压器投运时，会造成差动保护误动。在变电站建设过程中，因为一次设备的极性难以改动，所以我们就需要调整二次电流的极性以满足变压器各侧电流矢量和为零的要求，在升流之前我们要确定各侧电流的角度，以便和试验值相比较。根据工程的实际情况，我们分中压侧加压、高压侧接地（以下简称中对高）和中压侧加压、低压侧接地（以下简称中对低）两种情况进行讨论。

2.1 中对高时电流的角度

假设变电站的一次设备极性及电流流向如图3所示，主变两侧一次电流极性正好相反，所以二次电流极性全部正接。

图3 中对高主变一次设备极性图

升流试验时，用投产表测量电流角度，其原理是以A 相电压为基准，测量其超前各相电流的角度。主变绕组相当于一个纯电感，故在图3中，中压侧A相电压超前A 相电流90°，高压侧和公共绕组与其相反，各侧电流测量角度见表2。

表2 中对高主变二次电流测量角度

2.2 中对低时电流的角度

假设变电站的一次设备极性及电流流向如图4所示，主变中低两侧一次电流极性正好相反，所以我们选择中压侧电流极性正接，而低压侧电流极性反接。

图4 中对低主变一次设备极性图

由表1可知，主变低压侧采用的是Y-Y-d11接线方式[2]，又称为11点接线方式，就是低压侧绕组通过三角形接线方式，低压侧电流落后中压侧电流30°，如图5所示，低压侧和中压侧同相电流正好位于11点，故叫作11点钟接线方式。

图5 11点钟接线方式

所以在图4中，取反后的低压侧A 相电流落后中压侧A 相电流150°，而A 相电压超前中压侧A 相电流90°，故A 相电压超前低压侧A 相电流240°，各侧电流测量角度见表3。

表3 中对低主变二次电流测量角度

由于限流电抗器和变压器绕组都可以看作纯电感，故限流电抗器对电流的角度几乎没有影响。

3 总结

在实际生产过程中，取220V 的三相交流电源从在主变中压侧加入，在低压侧母线处相间短接，确保电流流过限流电抗器和低压侧电流互感器，此时通过上面的分析，仍可以计算出各侧电流的大小和角度，在升流试验前计算出数据并列成表格，见表4，直观地反映了二次电流的计算值和角度，这样可以明确升流思路，通过实测值快速判断电流回路的正确性，提高工作效率，进一步确保变压器在投运时的可靠性。