水电站变压器存在问题及改进措施

水电站变压器存在问题及改进措施

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摘要:本文主要针对水电站变压器的存在问题及改进措施展开了探讨,对厂用电倒闸操作存在的问题作了阐述,并给出了一系列相应的改进措施,以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词:水电站;变压器;存在问题;改进措施

变压器作为水电站的主要设备,对水电站的正常运行有着重要的帮助。但是在实际的应用中,水电站变压器却存在着一定的问题,影响着水电站的供电工作。因此,需要采取有效的措施做好改进。基于此,本文就水电站变压器的存在问题及改进措施进行了探讨,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

1厂用电倒闸操作存在的问题

某水电站自投产发电以来,厂用电10kV母线倒换操作一直采用“先停后送”的操作方式。每次倒换10kV母线前,需首先倒换相应10kV母线上所有的负荷,不仅操作繁琐,而且发电机组重要附属设备会短时失电,给机组的安全稳定运行带来较大风险。

2改进措施

当前水电站进行厂用电10kV母线倒换操作时,采用高压厂用变压器短时环并,即“先送后停”的方式。借鉴水电站的成功经验,只要对上述水电站高压厂用变压器环并运行时的环流进行计算,并校验其是否满足高压厂用变压器、10kV母线进线开关及母联开关额定电流指标要求,即可改进该水电站厂用电10kV母线倒换操作方式,减少厂用电倒闸操作时间,降低设备运行风险,提高水电站及电网安全运行可靠性。

2.1高压厂用电系统接线方式

水电站10kV厂用电系统接线方式详见图1。

图110kV厂用电系统接线图

2.2主要设备参数

10kV厂用电系统主要设备参数见表1。

表1主要设备参数统计表

2.3环流计算

因以上变压器的电阻值远小于电抗值,故进行变压器阻抗计算时忽略其电阻值,即忽略变压器阻抗实部RT,只对变压器电抗值Xd进行计算,并折算到18kV侧,其中

错误!未找到引用源。;(1)

式中:US%——短路阻抗;

UN——高压绕组额定电压,kV;

SN——主变额定容量,kVA。

根据式(1)及变压器相关参数,计算得:主变压器阻抗Z1≈Xd1=0.07Ω,高压厂用变压器阻抗Z2≈Xd2=2.73Ω。

因1号与2号主变所有参数基本一致,同时1号和2号厂高变参数也基本一致,故整个环路总阻抗值Z可按公式(2)进行计算:

Z=2(Z1+Z2);(2)

根据式(2)计算得环路阻抗Z=5.6Ω。

由于该水电站发电机组在负荷低谷期需进相运行,发电机进相运行时机端电压不低于95%的额定电压值,因变压器分接开关接触电阻及变压器个体性参数差异,导致电压偏差一般不超过0.5%额定电压值,故此处计算环路电压差ΔU时,只取5%额定电压值,即ΔU=900V。

变压器环流大小主要取决于环网断口两侧电压相量差,两侧电压幅值差直接影响无功环流大小,两侧电压相位差直接影响有功环流大小。由于该水电站正常情况下,主变压器基本处于并列运行方式,断口两侧电压相位差可忽略,故此处只计算两侧电压幅值差产生的环流,以Ih表示:

错误!未找到引用源。;(3)

根据式(3)计算得环流Ih=160.5A,折算到10kV侧为275A。

2.4环流校验

根据以上计算可以看出,当待环并单段10kV母线最大负荷为200A时,高压厂用变压器低压侧电流可达475A,小于其额定电流494.9A,高压厂用变压器不会过载(即使环并时两段母线负荷全部转移至1台变压器,根据表1中高压厂用变压器的过载能力,也能够满足要求);同时也小于10kV母线进线开关和母联开关800A的额定电流,所以该水电站10kV母线可以短时环并运行(合上母联开关后及时断开相应的母线进线开关),即10kV母线倒闸操作可以采取“先送后停”的方式进行。

2.5优化运行

通过以上计算分析,正常运行方式下该水电站10kV母线可以环并运行,但是当500kV系统开环,即主变压器脱开并列运行时,10kV母联开关断口两侧电压相位差及幅值差可能超过限制,此时合上10kV母联开关将会发生非同期并列,产生较大环流,严重时将导致10kV开关、高压厂用变压器、主变压器损坏,甚至引起电网事故。

为确保任何情况下,合10kV母联开关不会产生超限制环流,可增设10kV同期装置,通过检同期后再合上母联开关,当500kV系统开环运行,10kV母联开关断口两侧电压相位差及幅值差超出限值时,同期装置闭锁10kV母联开关合闸回路,防止10kV母线非同期并列。

3结语

综上所述,变压器对于水电站的正常供电有着重要的作用,但是在实际的情况中,变压器却存在着一定的问题,影响着水电站的运行工作。因此,我们需要及时采取措施做好改进,以确保变压器的运作,从而大大提高了设备和系统的运行可靠性。

参考文献:

[1]周江.水电站变压器保护的原理及发展探究[J].科技视界.2012(25).

[2]符冰、麦凯.九浪水电站主变压器电气的保护存在问题和对策分析[J].科技致富向导.2012(09).

[3]芦景仔.关于水电站电气设计常见问题及对策分析[J].中国科技博览.2015(41).

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