有載調壓變壓器
變壓器存在阻抗,在功率傳輸中,將產生電壓降,并隨著用戶側負荷的變化而變化。系統電壓的波動加上用戶側負荷的變化將引起電壓較大的變動。在實現無功功率就地平衡的前提下,當電壓變動超過定值時,有載調壓變壓器在一定的延時后會動作,對電壓進行調整,并保持電壓的穩定。
有載調壓變壓器的優點
1、供電變壓器的任務是直接向負荷中心供應電力,一次側直接接到主電壓網(220kV及以上)或接到地區供電電網(35——110kV)。這類變壓器不但向負荷提供有功功率,也往往同時提供無功功率,而且一般短路阻抗也較大。
2、隨著地區負荷變化,如果沒有配置有載調壓變壓器,供電母線電壓將隨之變化。因此,我國《電力系統技術導則(試行)》規定了“對110kV及以下變壓器,宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用帶負載調壓方式”。
3、對直接向供電中心供電的有載調壓變壓器,在實現無功功率分區就地平衡的前提下,隨著地區負荷增減變化,配合無功補償設備并聯電容器及低壓電抗器的投切,調整分接頭,以便隨時保證對用戶的供電電壓質量。
有載調壓變壓器的缺點
1、不能改變無功需求平衡狀態
當系統無功功率缺額時,負荷的電壓特性可以使系統在較低電壓下保持穩定運行,但如果無功功率缺額較大時,為保持電壓水平,有載調壓變壓器動作,電壓暫時上升,將無功功率缺額全部轉嫁到主網,從而使主網電壓逐漸下降,嚴重時可能引發系統電壓崩潰。因為這個原因,世界上有幾次大停電事故:例如1983年12月27日的瑞典大停電事故;1987年7月23日的日本東京電力系統停電事故。這幾次大事故都造成了極大的損失。瑞典大停電事故使南部系統全停電,停電負荷11400MW,占整個系統負荷的67%,電網全部恢復時間用了7h以上,事故損失2——3億瑞典克郎,約3000——5000萬美元。日本東京大停電事故停電8168MW,影響用戶280萬戶,停電時間最長達3h21min,兩個500kV變電站及一個275kV變電站全站停電,影響日本13條鐵路線停運達3h50min,東京地鐵及私營鐵路停運長達3h,自來水中斷,銀行計算機系統中斷,造成社會生活混亂。
2、影響變壓器運行的可靠性
變壓器配置有載調壓分接頭,降低了變壓器運行的可靠性。1982年,國際大電網會議變壓器委員會提出過一份報告,特別指出了帶負荷調節電壓的分接頭,不僅自身不可靠,同時還增加了變壓器整體設計的復雜性。此外,有載調壓變壓器由于帶負荷調整電壓,不可避免地產生電弧,其積聚游離變壓器油使有載調壓變壓器中的瓦斯冒出,有時還會引起誤動作或誤發信號。因此,大容量變壓器配置了有載調壓分接頭,的確給變壓器的可靠運行造成了一定的影響。
3、加大投資及運行費用
變壓器配置了有載調壓分接頭后,體積上要比同容量的變壓器大,不僅增加了變壓器的投資,同時也增加了運行維護費用,另一方面在檢修調壓箱時,停電所需時間也較長。例如,一臺SCZ-800/10型10kV干式有載調壓變壓器約30萬元,而一臺SC-800/10型10kV無載調壓變壓器才約20萬元,增加了投資約1/3。一臺110kV,40MVA有載調壓主變壓器約155萬元,比相同容量無載調壓變壓器的設計更為復雜,價格也相對較高。另外,頻繁動作有載分接開關及其傳動機構也增加了運行管理及維護費用。