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联络变压器

作者:饶阳县森源变压器配件有限公司 访问:1 时间:2019-10-25

              当我们选择变压器的时候,要了解各种变压器的性能特点,联络变压器就是其中比较突出的电器设备。升压站中连接有交换电压的两种电压等级不同母线的变压器。当升压站有两种不同电压等级的母线,并有功率交换时,需在升压站增设联络变压器。联络变压器多采用二绕组变压器,变压器的高、低电压侧绕组完成高、低电压侧母线电压交换和分配功能。联络变压器亦有采用三绕组变压器,变压器的高、中压侧绕组完成升压站高、中压侧母线电压交换和分配的功能,而其低压侧第三绕组可作为平衡绕组消除三次谐波,又可作为厂用电备用电源,或连接限制内部过电压用的并联电抗器等。高、中压侧的电网为中性点直接(或有效)接地系统时,联络变压器可采用自耦变压器。高、中压侧的电网为中性点非直接接地系统或经低阻接地系统时,联络变压器可采用双绕组变压器。交换的电压变化频繁而幅度大或是电压与负荷(即电网终端的用户用电量)密切相关,波动较大时,联络变压器的压降变化也大,所以需配备有载调压装置,以保证升压站两级母线的电压水平。[1]

  联络变压器主要作用是变换电压,不仅能升高电压把电能送到用电地区,以利于功率的传输。在同一段线路上,传送相同的功率,电压经升压变压器升压后,线路传输的电流减小,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的,而降压则能满足各级使用电压的用户需要。总之,升压与降压都可以由联络变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中,必然会产生电压和功率两部分损耗,利用变压器提高电压,会减少送电损失。[2]

  联络变压器在20kv改造中的应用中,均用二绕组变压器。并从以下几个方面叙述:

  (a)、设备应用:“自下而上”在上级电源点10kV电压暂时不具备改造条件,而新增20kV客户又急需供电的情况下,通过在原上级电源点的10kV侧加装10/20kV联络变压器的方式,为规划的20kV供电区域供电,该供电区域宜有两个不同的电源点的出线供电之间具备互联关系,便于实现故障或检修情况下的负荷转移,能够有效的保证了供电可靠性。联络变压器在加装以后使两条线路处于联通状态,提高了供电区域的范围和能力,减少了因为故障跳闸停电的可能性,在不改变原来设备的同时,又加强了供电可靠性,发挥了原设备的作用又引入了新设备,确保改造的质量。下图为“自下而上”改造方案。

  (b)、原电源点的建设和改造:原有站点内改造20kV电源点,针对具备改造条件的站点,可以通过改造带有20kV等级的主变来为改造区域提供电源。初期可与先扩建一台10/20kV联络变压器(2号)、其10kV侧与1号变10kV侧连接,为部分暂时不升压的10kV负荷供电。而后随着升压改造的深入再扩建110/20kV主变(3号),其20kV侧与2号变的20kV连接,共同为20kV负荷供电;待10kV网络逐渐被20kV蚕食以后,再将1号变改造为110/20kV等级的主变,与3号变共同承担供电任务,2号变可以退出运行,并可用于其他尚未完成升压的区域。下图为电源点的建设和改造。

  (c)、城市混合区域供电:对于城市地区中尚未列入升压改造计划的区域,将上级电源点改造为20kV电源点以后,原35/10kV变电站降压为20kV运行,原35/10kV变压器成为20/10kV联络变压器,继续为10kV城市客户供电;待升压改造时机成熟后,对于周边供电网络为20kV等级的原10kV客户,当网络已经具备升压条件,客户侧设备尚需要以10kV等级供电,此时,可以暂时采取20/10kV的联络变压器为原客户供电,待客户侧的设备使用寿命到达规定年限而需要更换或时机成熟时,直接将20/10kV联络变换为一座20kV开闭所,可以缩短供电半径,节约上级电源的出线间隔资源。下图为城市混合区域供电。

  (d)、联络变压器的联络功能:为了提高供电可靠性,中压配电网的电网结构系统,一般要求在故障时能够隔离故障和转移负荷,其网架结构往往形成手拉手的单环网开环运行方式。由于地理环境的限制,以及10kV配电网在逐渐削弱,使得原有的10kV线路不再具备环网开环运行的形式。因此,可以考虑将某条10kV线路与某条20kV线路进行联络,此时需要在联络点设置一台20/10kV联络变压器。这台20/10kV联络变压器,正常运行时并不投入运行,当10kV线路发生故障,需要将负荷转移时,由20kV线路经过20/10联络变压器为10kV负荷供电,达到将10kV线路上的正常负荷转移至由20kV线路供电的目的。对于已经具备20kV电压等级的电源点,但原有10kV负荷不具备升压条件的供电区域,为了保证这部分负荷的供电需求,可以在变电站内装设联络变压器,将20kV等级暂时降压为10kV等级供电,主要为供电区域内部分暂不具备升压改造条件的10kV负荷供电。接入方式如图:

  (e)、联络变压器的容量选择:根据10kV线路转移负荷的最大需求,以及20kV线路的最大接纳能力,可以初步确定10kV和20kV电网之间联络变压器的容量。对于上图的方式(1)下的联络变压器,由于联络变压器正常运行时处于空载或退出运行备用状态,因此,联络变压器容量太大将是不经济的,这就需要分析10kV线路上的负荷构成,区分重要负荷和一般负荷,按为重要负荷作备用来考虑联络变压器的容量选择;对于上图方式(2)下的联络变压器,可以按照所供客户公用变的容量来确定联络变压器的容量配置。

  (f)、联络变压器的保护配置:为使联络变压器20kV侧故障不影响上一级变电站出口侧开关跳闸,可在联络变压器20kV侧安装一台具有电流保护的20kV分段开关,配置反映相间故障的电流保护和反映接地故障的零序保护;联络变压器10kV出口设置一台10kV重合器,10kV出线重合器具备电流保护,为10kV出线提供速断及过流保护,并具备故障跳闸的重合闸功能。并且由于联络变压器容量较大,根据相关规程要求,联络变压器应设瓦斯保护,作为变压器内部故障的主保护,瓦斯保护动作跳主变高、低压侧开关。[3]

  将10kV配电网升压改造成20kV供电方式,将是一个长期渐变的过程。在这个过程中,势必会存在10kV配电网与20kV配电网共存的一个过渡时期,这就要求我们在建设20kV电网的同时,兼顾对已有的10kV配电系统继续供电,进而逐步将10kV配电网络改造为20kV供电。由于现阶段我市中压配电系统仍以10kV系统为主,有很多区域尚不具备升压的条件,因此,在10kV和20kV的交界地区,当有可靠性要求而必须实现互联时,此时利用联络变压器将线路10kV升为20kV等级运行,可较好的解决供电区域内尚不具备升压条件的10kV系统的供电问题。

  电力客户有部分客户有增容需求,则在制定供电增容方案时。宜请客户提前预留空间,以保证今后建设20/0.4配变的条件。在升压改造过度期间,可暂时采用20/10kV联络变压器保证原供电网络与新建网联络的联结。

  联络变压器可以满足小容量、小范围区域的供电,具有主接线简单可靠、占地面积小、投资少、建设周期短等优点,可以现有的10kV配电网络及新建的20kV配电网得到充分利用。是推广20kV供电的一项极为有效的过渡措施,有利于促进更好更快的推进配电网的升压改造,具有普遍意义。

  联络变压器的利用,当某以供电区域完全具备升压条件后,20/10kV的联络变压器即可退出运行,退运后的联络变压器可以再次用于其他尚不具备升压条件的供电区域,实现两个不同电压等级间的互联络,达到有效利用电力建设资源的目的。

  联络变压器作为一种新兴的变压器种类,很多人对此还不太了解,尤其是它对于在20kV中的运用更是感觉莫名其妙,而且联络变压器在变电站、配电房、及发电站的运用也较少。所以在电力系统中并没有得到很多的运用,然而随着国家节能减排力度的加大,作为无污染、清洁的电,势必将在以后扮演更加重要的角色,而中压配电电压的改造和优化,会对联络变压器的制造和运用是一个不小的考验。[2]



  

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