变压器调压档位选择的简易计算(详解)

变压器调压档位选择的简易计算（详解）电力系统即使在正常运行时，由于负载的变动，电压也是经常变化的。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等，实际电压与额定电压之差为电压偏移。电压偏移的存在时不可避免的，但要求这种偏移不能太大，否则就不能保证供电质量，作为两个电网之间的联络变压器，经常需要调节该变压器的电压来调整网络之间的负载分配；有些对电压质量要求严格的用户，也经常要求连续调节变压器的电压，以保证电压偏移始终在规定范围内。因此，对变压器进行调压（改变变压器的电压比）是变压器正常运行的方式。变压器调压方式分为无载调压和有载调压两种。为了改变变压器的电压比来调压，变压器必须使一次绕组具有几种分接抽头，以便改变该绕组的匝数，从而改变变压器的电压比。连续及切换分接头的装置，通常称为分接开关。如果需要换分接头必须将变压器从网路中切除，即不带电切换，称为无载（无励磁）调压，这种分接开关称为无励磁分接开关。如果切换分接头不须将变压器从网路中切除，即可带负载切换，称为有载调压，这种分接开关称为有载分接开关。本文介绍通过简易计算选择变压器调压分接头档位的方法。一、计算基础知识简述1、电压损耗简易公式△U=（PR+QX）/Un的推导U1、U2分别是线路首端和末端电压，I为电流。在电力系统里，图中ad线叫做电压降落，是个矢量;而od-oa（就是ac的长度）即U1、U2的有效值之差叫做电压损耗,这是个数值；对应的ab、db则被称之为横向压降和纵向压降。一般来说，在电力系统中U1、U2的相角相差比较小，也就是说abaac所以我们一般就近似用ab的长度（横向压降）作为U1、U2的电压损耗（工程上这么干是完全没有问题的）。那么，在这个问题就是个纯数学问题了：ab=J7?cos^+jlXsin由于：E= 二1/Jsin®代入得：

耳R+站2耳R+站2、双绕组变压器等值电路参数:R=P*U2/(1000*S)TKX=UT K*U2/(1NG=P/1000*U,T0B=(I%/100T0X=X/ZT* TBR=R/ZT*TBG=G/YT*TBB=B/YT*TB式中：PK 变压器的短路损耗Ud% 变压器的短路电压百分值P0 变压器的空载损耗10% 变压器的空载电流百分值RT 变压器的高低压侧绕组总电阻XT 变压器的高低压侧绕组总电抗GT 变压器的电导(S)BT 变压器的电纳(S)SN 变压器的额定容量(MVA)UN 变压器的额定电压(kV)，当归算到高压侧，则取高压侧额定电压;归算到低压侧，则取低压侧额定电压.、有关考题解答1、（国网2015年招聘考试真题）某llOkV变电所最大负荷为30+J10MVA.，最小负荷为O+jOMVA.，变压器铭牌显示为110±2X2・5%/10・5kV，忽略变压串联电阻及激磁支路，变压器归算至高压侧的电抗为12・1欧姆，假设变电站高压侧电压保持不变，要求变电所10kV母线电压变化范围不超出10・0—10・5kV,求该变压器的最佳分接头位置为。解：由题意知忽略变压串联电阻及激磁支路，R=0AU=(PR+QX)/U= (30X0+10X12・1)/110=1・1 (kV)Tmax maxmax1maxAU=(PR+QX)/U=(0X0+0X12・1)/110=0(kV)Tmin minmin1minU =(U -AU)U/U =(110-1・1)X10・5/10=114・3451max1maxTmax2N2max(kV)U=(U-AU)U/U=(110-0)X10・5/10・5=1101min1minTmin2N2min(kV)U=(U+U)/2=(114・345+110)/2=112・1725(kV)lt・av 1max 1min所以选择最接近的分接头:U=110+110X2・5%=112・75（kV）1t即选择+2.5%档位。2、（2008年注册电气工程师考试真题）某变电所有一台变比为110±2X2.5%/6.3kV，容量为31.5MVA的降压变压器，归算到高压侧的变压器阻抗为ZT=2.95+j48.8Q,变压器低压侧最大负荷为24+jl8MVA，最小负荷为12+j9MVA，变电所高压侧电压在最大负荷时保持 llOkV，最小负荷时保持113kV,变电所低压母线要求恒调压，保持6.3kV,求满足该调压要求的变压器分接头档位。解：AU=(PR+QX)/U=(24X2.95+18X48.8)/110=8・6Tmaxmaxmax1max(kV)AU=(PR+QX)/U=(12X2.95+9X48.8)/113=4.3Tminminmin1min(kV)U=(U-AU)U/U=(110-8.6)X6.3/6.3=101.41max1maxTmax2N2max(kV)U=(U-AU)U/U=(113-4.3)X6.3/6.3=108.71min1minTmin2N2min(kV)U=(U+U)/2=(101.4+108.7)/2=105.05(kV)lt・av 1max 1min所以选择最接近的分接头:U=110-110X5%=104.5(kV)1t即选择-5%档位。三、实际应用分析1、一台降压变压器,容量为31.5MVA,变比为110±2X2.5%/6・3kV,归算至高压侧的阻抗为2.4+j40Q,最大负荷和最小负荷时，通过变压器的功率分别为Smax=30+j15MVAmaxSmin=12+j8MVA，高压侧的电压分别为Umax=110kV,Umin=113kV,要求低压母线的电压变化范围不超出6・0kV〜6・6kV,试选择变压器分接头。解：由题可知，各分接头电压依次为：104.5kV107.25kV110kV112.75kV115.5kVAU=(PR+QX)/U=(30X2.4+15X40)/110=6・1(kV)TOC\o"1-5"\h\zTmax max max 1maxAU=(PR+QX)/U=(12X2.4+8X40)/113=3.09(kV)Tmin min min 1minU=(U-AU)U/U=(110-6.1)X6.3/6.0=109.11max 1max Tmax 2N 2max(kV)U=(U-AU)U/U=(113-3.09)X6.3/6.6=104.91min1minTmin2N2min(kV)U=(U+U)/2=(109.1+104.9)/2=107(kV)lt・av 1max 1min所以选择最接近的分接头 U1t=107.25(kV)1t校验：U=(U-AU)U/U=(110-6.10)X6.3/107.25=6.102max 1max Tmax2N1t(kV)U=(U-AU)U/U=(113-3.09)X6.3/107.25=6.462min 1min Tmin2N1t(kV)可见，范围在(6.0，6.6)之间，所以表明符合要求2、一升压变压器，容量为31.5MVA,变比为121±2X2.5%/6・3kV，归算至高压侧的阻抗为3+j50Q,最大负荷和最小负荷时，通过变压器的功率分别为 Smax=26+j18MVA，maxSmin=15+j10MVA,高压侧的电压分别为Umax=120kV,min max

Umin=115kV，低压母线的可能调压范围是 Umax=6・6kV,min maxUmin=6・OkV,试选择变压器分接头。解：由题可知，各分接头电压依次为：114.95kV117.975kV121kV124.025kV127.05kVAU=(PR+QX)/U=(26X3+18X50)/120=8.15(kV)TOC\o"1-5"\h\zTmax max max 1maxAU=(PR+QX)/U=(15X3+10X50)/115=4.74(kV)Tmin min min 1minU=(U+AU)U/U=(120+8.15)X6.3/6.6=122.331max 1max Tmax 2N 2max(kV)U=(U+AU)U/U=(115+4.74)X6.3/6.0=125.731min1minTmin2N2min(kV)(kV)U=(U+U)/2=(122.33+125.73)/2=124.03(kV)lt・av 1max 1min所以选择最接近的分接头U=124.025(kV)所以选择最接近的分接头U=124.025(kV)1t校验：U=(U+AU)U/U=(120+8.15)X6.3/124.025=6.512max 1max Tmax2N1t(kV)U=（U+AU）U/U=（115+4.74）X6.3/124.025=6.082min1min Tmin2N1t（kV）可见，范围在（6.0，6.6）之间，所以表明符合要求。3、 35kV电力网示如图，已知：线路长度25km,r二0.330/km,x二0.380/km,变压器归算到咼压侧的阻抗11

ZT二(1.63+jl2.2)0，变电所低压母线额定电压为10kV,最大负荷S 二(4.8+j3.6)MVA，最小负荷LDmaxS=(2.4+j1.8)MVA。调压要求是最大负荷时不低于10.25kV,LD.min最小负荷时不高于10.75kV。若线路首端电压维持36kV不变，试选择变压器分接头。36kV35土2x2.5%/10.5kV解：系统的等效电路为:凡+汎為+泪k:l系统的总阻抗：Z二Z+Z二(O.33bjO.38X25+(1.6知12.2)为LT二9.8%j21.0额定电压时输电系统的总损耗：AS4.82+AS4.82+3.62x(9.88+j21.7)二0.2904+j0.6377(MVA)maxASminASmin2.42+1.82352—X(9.88+j21.7)二0.0726+jO.1594(MVA)S二S +AS 二4.8+j3.6+0.2904+j0.63771max LDmax max二5.0904+j4.2377(MVA)S=S+AS二2.4+j1.8+0.0726+j0.15941min LDmin min二2.4726+j1.9594(MVA)最大、最小负荷时系统的电压损耗：AVmaxPR+QX——1max——£ 1max&V AVmaxPR+QX——1max——£ 1max&V V15.0904X9.88+4.2377X21.7— —3.9514kV36AV_PR+QXAV 1min—£ 1min£min V1_2.4726x9.88+1.9594x21.7_18597kV36由题意V>10.25kVV <10.75kV1max 1min(36—3.9514)xI05>10.25kV

VtmaxnV <32.8303kVtmax(36—1.8597)x <10.75kVVtmaxnV>33.3463kVtmin取平均值1V——(V+V)tav2tmax tmin1—-X(32.8303+33.3463)—33.0883kV选择最接近于计算值的实际分接头为—2X2.5%，即人=35X(1-5%)二33,25kV、校验：匕口/乂二(36-3.9514)X毙=l°12kV4、故选择_5%4、如图所示为一升压变压器，其额定容量为31.5MVA,变比为10.5/121土2x2.5%，归算到咼压侧的阻抗Z二(3+j48)0，通过变压器的功率maxS二(24+j16)MVA,S二(13+j10)MVA。咼压侧调压要求V二120kV,max minmaxV二110kV,发电机电压的可能调整范围为10〜11kV，试选择变min压器分接头。GiokVTllOhVG解:AVTmaxPR+QX24AVTmaxPR+QX24x3+16x48=7kVmax maxV1max120AVTmin寫nR+QminX=1333十48=4.72kVmin =V1min