关于Yyn0型接线电力变压器实际应用的探讨.pdf

技 术 与 应 用 关于 Yy n 0型接线 电力变压器实际应用的探讨 钱少锋 陈国琦 周 亮 汪铭锋 ( 国网杭州供 电公 司，杭州 3 1 0 0 0 6) 摘要针对现场一个异常信号，分析 Y y n 0型接线电力变压器的不平衡负载情况的发生， 通过 大量是现场实际数据，弓 用对称分量法进一步解析，得 出不平衡负载带来电压偏移所引起的危害。 并给出现场实际运行工作提 出若干建议。 关键词：Y y n 0变压器；不平衡负载；电压偏移 I nv e s t ig a t io n f o r Pr a c t ic a l App l ic a t io n o f Yyn0 Ty pe Po we r Tr a ns f o r me r s Qi a n S h a o f e n g C h e n G u o q i Z h o u L i a n g W a n gMin g f e n g ( S t a t e Gr id P o w e r C o mp a n y in H a n g z h o u ， H a n g z h o u 3 1 0 0 6 ) Abs t r a c t Fo r a n a bn o r ma l s ig n a l a p p e a r s ， a n a l y s i s Yy nO t yp e t e r mi na l p o we r t r a n s f o r me r s u n ba l a nc e d l o a d f r o m h a pp e nin g， t h r o u g h a l o t o f t h e a c t ua l d a t a ，t h e r e f e r e nc e m e t h o d o f s y mme t r ic a l c o mp o ne n t s f o r f u r t he r a na l y s is ，d r a w un b a l a nc e d l o a d c a us e d t h e h a r m c a us e d b y t he of f s e t v o l t a g e An d g iv e s a n u mb e r o f r e c o mme n d a t io n s t o t he a c t ua l o p e r a t io n Ke y wo r ds ： Yy n0 t r a n s f o r me r ； u n ba l a nc e d l o a d ； vo l t a g e o f f s e t 三相 变 压 器 的 绕 组 或 者 三 相 组 合 的 单 项 变 压 器 ，同一 电压等 级绕 组可 以接成 三角 形 、星 形 或者 曲折星形等接线方式，高压绕组用字母 D、】 ， 或 z 表示，中压或者低压绕组用 d 、 y或 z表示；若有 中 性点 引出线 时 ，一般 用 Y N、Z N或者 y n 、z n表 示 。 2 0 世 纪末 ， 我 国工业 与 民用建筑 中低 压配 电变压 器 ， 几乎全部采用前苏联方式，为 Y y n 0型接线，随着 技术的进步，而逐步改为 Dy n 0型接线【 1 】 。关于低 压配电变压器两种主流接线方式 Y y n O与 Dy n l 1的 优缺点讨论，本文将不再赘述。文章着重从现场实 际出发，通过笔者管辖变电站的一次异常现象，分 析探讨 目前尚存 Y y n 0型接线低压配 电变压器运行 中出项异常信号的注意事项。 1 异 常现象分 析 与处 理过程 2 0 1 3年 2月 6日 1 3 ： 4 8 ， 某 3 5 k V 变 电站 异 常信 号：直 流 电源 交流 故障动 作 复 归。随后运 行人 员进 行了以下异常分析和处理过程 。 首先 ，该变 电站所 用 电正常情 况下 由 2号所 用 变供 电，1号所用变备，运行人员使用万用表测量 所用 电进 线 电压发现 ：2 号所 用变 低压 侧 电压分 别 为 ：U a = 2 3 0 V、U b = 2 0 4 V、U = 2 0 5 V， 【 ， a b = U b 。 = = 3 6 7 V； 而 1 号所 用变低 压侧 电压分 别 为：U a = 2 1 5 V， 【 ， b = 2 1 5 V，U = 2 1 5 V，【 ， a b = 。 ： = 3 6 8 V。随后 现场 值班人员进行了所用 电切换工作 ，再次利用万用表 测量所用变低压侧电压：1号所用变低压侧 电压分 别 为 ：U a = 2 3 0 V，Ub = 2 0 4 V，U c = 2 0 5 V， b =U b 。 = 。 = 3 6 8 V；2 号所用 变低 压侧 电压 分别 为 ： = 2 1 5 V， = 2 1 5 V，U c = 2 1 5 V， b ： u b 。 = = 3 6 8 V。从两 次实 测数据 中可 以看 出低压 侧 线 电压 值 没有发 生偏 移 ， 而相电压值发生了严重偏移，通过查阅现场直流整 定单，发现交流欠压报警值整定为 1 8 7 V，即单相电 压值低于 1 8 7 v，则会报警异常信号：“ 直流电源交 流故障动作” ， 可 以认为所用变低压三相 电压曾经有 过越 低 限值 。 接着 ，运行人员开始故障查找，在试拉低压负 荷 过程 中 ，拉开 “ 照 明及 空开 电源 ”小 空开 ( 该路 承 担 了变 电所 底 层全 部照 明及保 安 生活用 电 ， 由所 用 电 C相 供 电) 后 ，1 、 2号所 用变低 压 电压 实 测值 ： - - 21 9 V，ub =21 5 V， =21 2V， b ：ub = =3 6 9V。 从数据中可以看 出由于 C相负载减小后，三相 电压 不 平衡度 有所减 小 。 随后， 笔者对该现象进行 了深入分析，并作出现 场实测数据 ( 所变额定容量为 3 0 k V A) ， 如表 1 所示。 2 0 1 4 5 电 1 麓 赢J 1 2 3 技 术 与 应 用 表 1试验数据 表 U U 。 U J U o 负载接入情况 初始 电压 2 1 6 V 3 6 8 V 2 0 8 V 3 7 0 V 2 l 7 V 3 6 9 V 2号所变运行，接经常性常规负载 初 始电流 2 4 A 8 _ 3 A 4 3 A 第一次试验 电压 2 2 4 V 3 7 0 V 2 1 2 V 3 6 9 V 2 0 6 V 3 7 0 V ( 2号所变运行下同)油汀接 c相 第一次试验 电流 2 -3 A 8 -3 A 1 2 - 3 A 第 二次试验 电压 2 2 9 V 3 6 8 V 2 0 5 V 3 6 8 V 2 0 3 冯7 0 V 油汀、空调接 C相时 第二次试 验电流 2 _3 A 8 2 A 2 1 A 第三次试 验电压 2 3 6 V 3 7 0 V 2 0 2 V 3 6 9 V l 9 7 V 3 6 9 V 油汀 、空调接 C相 ，同时控制室三相空调运行 第三次试验 电流 l 2 1 A 1 7 A 3 0 A 第四次试验电压 2 3 7 V 3 6 8 V 2 0 5 V 3 6 8 V 2 0 2 V 3 6 7 V ( 切换至 1 号所变运行)油汀、空调接 C相， 第四次试验 电流 1 2 6 A l 7 A 2 8 A 同时控 制室三相空调运行 第五次试 验电压 2 1 7 V 3 7 0 V 2 1 5 V 3 7 1 V 2 1 9 V 3 7 O V ( 恢复 2号所变运行 )C相的部分负载 第五次试验电流 2 2 3 A 1 7 A 2 1 4 A 调整至 A相后 从试验表格不难发现，随着单相负载的增加， 该相电压值会不断降低， 其它两相 电压会随之增大， 且随着负载不平衡度的加大，这种相电压的差异也 会 随之增 大 ，呈 现 出单相 ( 两 相 ) 电压抬 高 、两相 ( 单 相 ) 电压 降低 的 “ 跷 跷板 ”现 象 ，而 各线 电压 值基本维持不变 。由此当某相负载过大，致使 电压 偏移，进而直流系统交流 电压值低于系统整定的交 流输入低限值 ，现场就会 出现如文中的异常信号。 2 Y y n 0型接线低压配 电变压器不对称负 载 分 机 经查该变 电站两台所用变均为某变压器厂 1 9 9 4 年 9月生产 。型号为 S 7 3 0 1 1 、容量为 3 0 k V A、接 线组 别 为 Y y n 0 、额 定 电压 为 1 1 0 0 0 5 4 0 0 V 的 0 N AN型变 压器 。 结合上表，为了简化分析 ，设所用变低压侧 c 相 的负荷 ( 纯感 性负载 )大 于 a 、b两相 ，且 a 、b 两相的负荷相等 。用 “ 对称分量法 ”分解三相负荷 电流 。 零序分 量 ： 。 =J a 。 = 正序分 量 ： l e t ： + ； = 负序分量： 一；厶 一 = 一 ； 一 = io 一 ( 复数运算子， 一 一 e J ，表示超前1 2 0 。 ) 利用上述分量，可以表达三相负荷电流，如下 所示 ： I c=I o 0 +I o +I t ia =i a o +j a +ia 一 ： i c o + i c +o c i c 一 1 2 4 l q l l l l l l t 2 o 1 4 5 I b：I b o 七 I 叶七I b 一 ： I c +伐I c 七0 c I o一 、J 、 为 已知测 量 电流值 ，根据 以上可解 得 各对称 分量值 。负载运 行 中，若低 压侧 负载不对 称 ， 则各相 均有零 序 电流 ， 其值 为 中性线 电流 的 1 3 。因 此 。 。 = ( + t + ) 设三相负荷不平衡零线上的电流值为 ， I c+ l b+I a =一I n 则 。 ：一 为三相 负荷不 平衡零 线上 的 电流 。 由于所用 变 ( 接 地所用 变 )高压 侧多 为 接 线方 式，为不接地系统，因此不存在零序 ，若 Y y n 0型 所用压器低压侧负载不对称，则会产生相应的零序 电流 ， 同时该 零序 电流不 能有 效流通 ，低 压侧 中零 序 电流产 生 的零 序磁 势没 有高压 侧 相应 的磁势 相平 衡 ，这样 低压 侧零序 电流 将 自行成 为励磁 电流 ，建 立零序磁通，并感应出零序电势赢 。 如果低压侧三相负荷平衡时， 则三相 电压对称， 矢量 图如 图 1所示 ，分别 为 、 、 0 图 中 是o O 星形接线中性点。当 C相负荷 ( 单相感性负载)过 大致负载不对称时， 产生零序电流t 。 它滞后于 约 9 0 。，建立与它对应的磁通 ，并在各相中感应 出滞后于磁通 9 0 。的零序电势忘 。现仅作定性分 析，忽略零序漏磁阻抗压降，则 = 把此电压 与 各 相 电压 相 叠 加 ， 即得 低 压侧 各 相 的 电压 、 、 ，其 中 =U c +U c 。， U U a + U柏 ， = 0 b + 。由图 1可见，c相电压比对称负载 运行时降低了，b 、a 两相电压升高了，导致三相 电 压 不对称 。此 时 ，低 压侧 的线 电压 三角 形 a b c仍 保 持不变，但相电压星形的中点却从原来的 O点移到 了 O 点 。 图 1不对称 负载 向量图 图 2是 笔者 按照表 1的试验 数据 绘制 的定 性 向 量 图 ( 负载不 为单 一感性 负载 ) ，从 图中可 以清 晰看 出 Y y n 0型 所用压器 三相 线 电压 值维 持不变 ，而各 相相电压值随着中性点的位移呈现 出不 同程度的偏 移 。 Unb 图 2 表 1数据 对应 的定性 向量图 3 结 论 与建 议 技 术 与 应 用 由于 Yy n 0型变压器 目前 已经不是低压配电主 要选型，因此新建变 电站的所用变和配网变压器多 已不存 在上 述不 平衡 负载 导致 的 电压偏 移 的问题 。 但笔者所管辖众多变 电站仍尚存一定数量该种类型 所用变，从运行角度，特提出以下几点建议 。 1 ) 运行值班人员发现低压所用电电压( 相电压) 不平衡 ，应快 速 、正确 找到解 决异 常现象 的根 结 。 2 )电压 抬 高会影 响如 日光灯 ，电视机等 电器 的 使用寿命，甚至烧毁。因此，对于有条件解决低压 负载分配 的变 电站 ， 应尽量平衡各相负荷的平衡度， 最大限度的减少相间负载不平衡度 ，且不平衡度要 控制在 2 5 以内。 3 )对 于新投 该型变 压器 的新 工程 ，应 从设计 源 头把关，尽量避免选择 Y y n 0型接线的变压器。 4 )由于 Y y n 0型变压器零序磁通不能在铁心里 流通，只能通过油和油箱闭合，则在铁心、绕组和油 箱 隔 壁 中产 生涡 流 ， 易引起 附 加损 耗和 局 部过 热 。 因此 对 尚存 该类 所用 变 的 ，日常巡 视 因加 强测 温 工 作 。 参考文献 1 孙骏配 电变压器及站用变压器 D Yn