穩定繞組引起變壓器輸出電壓中性點位移的分析
發布時間:2019-07-13 17:19:23來源:
穩定繞組引起變壓器輸出電壓中性點位移的分析賈?。√┲莨╇姽?,江蘇泰州225300)和分析,得出該類變壓器穩定繞組引起低壓繞組中性點電壓位移的形成機理,并給出了相應的處理方法。
隨著電力系統的發展,變壓器的容量越來越大,其結構也日趨復雜,以前220kV變壓器多為Y/Y/A接法,低壓側采用三角形接法,既可以傳輸電能,也可以消除3次諧波。但現在許多220kV變壓器采用高、中、低壓側全星型再加穩定繞組的接法,其目的是為了使220kV變壓器35kV側輸出的電壓相位與110kV變壓器35kV側輸出電壓相位相同,從而便于電網調度,提高系統的穩定性,而穩定繞組則專門用于消除3次諧波。然而穩定繞組作為一特殊的繞組,其額定電壓的選擇、絕緣的配合以及繞組的運行方式都給變壓器的運行帶來了一些影響。
2變壓器輸出電壓不平衡的實測某廠家2001年10月生產的一臺變壓器,其型在Cs相開口分兩點引出,運行時開口短路接地。投運后發現,變壓器35kV側輸出對地電壓很平衡的,其相應的數據為-35kV母線不帶出線時三相對地電壓分別是:A相27.5kV,B相22.5kV,C相14.7kV;母線帶約12km線路時三相對地電壓分別是-A相21.7kV,B相20.9kV,C相19.3kV.為了找出原因,在現場對變壓器進行了實測。拆除變壓器35kV側頭引線,從220kV側給變壓器供電,110,35kV側空載,用阻容分壓器分別測量35kV側三相及中性點的對地電壓,分別為-A相30.26kV,B相23.38kV,C相12.99kV,中性點12.25kV.由此可以看出,在變壓器35kV側不帶出線或出線較短時,其中性點的位移電壓大大超過了規程規定的“中性點的長時間電壓位移不應超過系統標稱相電壓的15 %”的規定,給系統的安全運行帶來了隱患。
3變壓器中性點電壓位移的分析該類自耦變壓器的高、中壓繞組的中性點在運行時是直接接地的,而低壓繞組的中性點不接地。在低壓繞組未接負載時,其中性點電壓主要是由其它繞組電壓通過繞組間電容耦合感應而產生的,在這種情況下可以將變壓器繞組等效成電容極(變壓器繞組分布及繞組之間的等效電容分布見,電容值由變壓器廠家提供)。由于高、中壓繞組中性點接地,在系統電壓對稱的情況下,通過繞組間電容耦合在低壓繞組感應的電壓也是對稱的,不會引起低壓繞組中性點電壓位移,所以在分析中就不再考慮高、中壓繞組的影響;同樣穩定繞組在不接地的情況下,高、中壓繞組對它的影響也是對稱的,即其虛擬的中性點電壓為零,所以這種情況下穩定繞組也不會在低壓繞組上感應出不對稱電壓,其向量圖見。但是當穩定繞組一相接地時,其虛擬的中性點就會發生位移,位移的電壓就會通過繞組間的電容耦合在低壓繞組上感應出位移電壓,從而導致低壓繞組的中性點電壓位移,使得相對地電壓不平衡,其簡化等(c2)上,增加了穩定繞組的對地等效電容,從而降低了低壓繞組耦合電壓)1,等效電路見。
4處理辦法效電路見,發生位移后各繞組的向量圖見。
具體理論計算如下。
根據的向量圖,穩定繞組虛擬中性點電壓根據的等效電路,低壓繞組中性點電壓為:低壓繞組各相對地電壓(低壓繞組的線電壓取表1分析比較中性點Ui理論計算值頭實測值空母線實測值帶12km線路實測值從表1的數據可以看出:理論計算值和頭實測值基本接近,其間差距的主要原因是:①理論計算所用的電容值只是通過計算得到的繞組間的電容值,未考慮引線、套管之間的電容和雜散電容的影響。②頭實測值是使用阻容分壓器測得的,測量系統對電壓分布也有一定的影響。變壓器帶母線和帶出線后,其中性點的位移電壓有所降低,這是由于母線和出線的對地電容(3)并在低壓繞組和中壓繞組之間的電容通過分析可以看出,解決該類Y/Y/Y -"變壓器低壓繞組中性點電壓位移的問題有以下幾種方法在滿足其它條件的情況下,適當降低穩定繞組的額定電壓。在穩定繞組一點接地運行時,由于穩定繞組的額定電壓降低,其虛擬中性點電壓也隨之降低,通過電容耦合到低壓繞組上的電壓自然也就會降低。如一臺與上述變壓器結構相同的變壓器,但穩定繞組的額定電壓只有11kV,在低壓繞組頭上實測的電壓分別為:A相26.18kV,B相17.85kV,C相22.47kV,中性點5.07kV,比穩定繞組額定電壓為35kV的變壓器降低了58%.這種情況下,變壓器低壓側帶上空母線后,其中性點的位移電壓就會降低到規程要求的系統標稱相電壓的15 %以下。
針對低壓繞組的電壓是通過電容分壓得到的,從而可以通過改變電容來降低電壓??梢栽谧儔浩鞯蛪豪@組的中性點上掛電容,也可以在三相上分別掛相同的電容。如上述變壓器在中性點上接300 000pF的電容(或每相接100 000pF),其中性點位移電壓就會降到2.9kV,從而滿足規程要求。
限制系統的運行方式。保證變壓器低壓繞組帶足夠長的出線(約12km),利用線路的對地電容來增加低壓繞組的等效對地電容,從而控制中性點位移電壓在規程的允許范圍之內。
綜合3種處理方法認為,首選第1種方法,因為它比較徹底,一勞永逸,尤其是對新制造的變壓器,對于已經運行的變壓器雖然一次性投資較大(一臺220kV的變壓器改造、運輸及安裝約需50萬元),但會給以后的生產運行帶來方便。其次選第3種,因為它比較簡單,但長期也會對運行和調度帶來麻煩。而第2種比較差,主要是因為需一次性投資且安裝比較麻煩,同時也給以后運行帶來很大工作量。
5結語對于Y/Y/Y-A變壓器,由于穩定繞組一點接地的特殊運行方式,會給變壓器的其它繞組運行帶來影響,尤其是對中性點不接地的低壓繞組,嚴重時會使低壓繞組的中性點位移電壓超(下轉第294頁"減小相位量化誤差,系統采樣了更高頻率的計數脈沖,使用24MHz的W77E58芯片,比較小定時周期達到0.016!s.中斷響應誤差難以消除,因此系統采用查詢方法,即在測量時關閉中斷,對于信號的上升沿和下降沿不斷進行查詢,從而避開了中斷響應帶來的誤差,這樣數字化誤差可以小于0.005%,達到測量規程要求。
3.2零點漂移誤差當比較器失調和溫漂時,不管是上升沿還是下降沿的過零鑒相方法都將帶來誤差,該測量系統應用了文C1D提出了雙向過零平均鑒相技術,對正向過零鑒相和負向過零鑒相的結果取平均值,即取!=(!R+ /2,使測試值更接近真實值,以減小零漂帶來的誤差。
3.3模擬和數字濾波由于電網中諧波分量的存在,以及高壓試驗變壓器也會產生干擾諧波,加上試品電容對高頻分量呈低阻抗,反而對于諧波有一定的放大作用,因此采樣得到的信號波形往往產生畸變,影響到采樣信號的過零點。以3次諧波為例,設3次諧波分量為基波的1%,當其正半波位于基波負半波處時,可以求得其影響為Atan"=0.3%,測量誤差太大。
為了消除諧波干擾,在測量儀器的設計中采用了模擬濾波結合數字濾波的方法達到抗干擾的目的。模擬濾波電路采用巴特沃斯二階有源低通濾波器,四級級聯,結構見。
信號經采樣后,在軟件中編制了數字濾波程序,采用去極值平均值濾波方法,進一步對采集數據進行抗干擾的處理。
3.4測量系統自校準介損角的測量來源于兩個同頻率信號的相位差,傳統的做法是讓兩個信號分別從兩個電路通道通過,然后通過鑒相器鑒相。在這個過程中,即使采用相同的元器件,兩個通道也不可能做得完全一樣,它們引起的附加相移是不同的,而且由于電路中各種參數和噪聲在不斷變化,這時所引起的相移漲落也是一個不容忽視的誤差來源。為了解決這個問題,該系統采用測量通道分時通過的辦法。
兩個通道中,一路固定讓信號通過,稱為標準通道,另一稱為測量通道。測量通道的入口裝配一個高速的電子開關,分時接入信號和測量信號。在信號接入時,采集器采集的是同一信號信號)在通過了標準通道和測量通道后的相差,這個相差與信號無關,而只是兩個電路通道本身的相移,采集器采樣后,將這個相差記憶下來。當測量信號接入時,采集器可以采集到一個相差,這個相差包含測量相差和兩個電路通道的相差。兩次采樣后,通過軟件處理,可以把電路引起的誤差消除,從而形成一個自校準過程。
4溫度控制絕緣油溫度采樣采用電流型溫度傳感器AD590,其線性度好,適用范圍為-55150,滿足各類絕緣油溫度控制要求。將電流溫度信號通過電流/電壓轉換為05V電壓信號,再通過A/D轉換成數字量,輸入給單片機。單片機根據實測溫度與設定溫度進行PID運算計算出控制字,控制字通過固態繼電器驅動電加熱帶對電極杯進行加熱,來達到控制溫度的目的。
5結語使用該儀器可對各類絕緣油的tan"值進行快速、方便、準確的測量,測試數據準確、穩定、重復性好。