變壓器并列運行條件[古柏特選]

1、變壓器是電力網(wǎng)中的重要電氣設(shè)備，由于連續(xù)運行的時間長，為了使變壓器安全經(jīng)濟運行及提高供電的可靠性和靈活性，在運行中通常將兩臺或以上變壓器并列運行。變壓器并列運行，就是將兩臺或以上變壓器的一次繞組并聯(lián)在同一電壓的母線上，二次繞組并聯(lián)在另一電壓的母線上運行。其意義是：當一臺變壓器發(fā)生故障時，并列運行的其它變壓器仍可以繼續(xù)運行，以保證重要用戶的用電；或當變壓器需要檢修時可以先并聯(lián)上備用變壓器，再將要檢修的變壓器停電檢修，既能保證變壓器的計劃檢修，又能保證不中斷供電，提高供電的可靠性。又由于用電負荷季節(jié)性很強，在負荷輕的季節(jié)可以將部分變壓器退出運行，這樣既可以減少變壓器的空載損耗，提高效率，又可以減少

2、無功勵磁電流，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性。 變壓器并列運行最理想的運行情況是：當變壓器已經(jīng)并列起來，但還沒有帶負荷時，各臺變壓器之間應沒有循環(huán)電流；同時帶上負荷后各臺變壓器能合理地分配負荷，即應該按照它們各自的容量比例來分擔負荷。因此，為了達到理想的運行情況，變壓器并列運行時必須滿足下面條件： (1)各臺變壓器的電壓比(變比)應相同 (2)各臺變壓器的阻抗電壓應相等 (3)各臺變壓器的接線組別應相同。 下面分析變壓器并列運行條件中某一條件不符合時產(chǎn)生的不良后果： (一)電壓比(變比)不相同的變壓器并列運行： 由于三相變壓器和單相變壓器的原理是相同的，為了便于分析，以兩臺單相變壓器并列

3、運行為例來分析。由于兩臺變壓器原邊電壓相等，電壓比不相等，副邊繞組中的感應電勢也就不相等，便出現(xiàn)了電勢差E。在E的作用下，副邊繞組內(nèi)便出現(xiàn)了循環(huán)電流IC。當兩臺變壓器的額定容量相等時，即SNI=SNII。循環(huán)電流為： IC=E/(ZdIZdII) 式中ZdI-表示第一臺變壓器的內(nèi)部阻抗 ZdII-表示第二臺變壓器的內(nèi)部阻抗 如果Zd用阻抗電壓UZK表示時，則 Zd=UZK*UN/100IN 式中UN表示額定電壓(V)，IN表示額定電流(A) 當兩臺變壓器額定容量不相等時，即SNISNII，循環(huán)電流IC為： IC=II/UZKI(UZKII/) 式中：UZKI-表示第一臺變壓器的阻抗電壓 UZK

4、II-表示第二臺變壓器的阻抗電壓 INIINII -用百分數(shù)表示的二次電壓差 II-變壓器I的副邊負荷電流 根據(jù)以上分析可知：在有負荷的情況下，由于循環(huán)電流Ic的存在，使變比小的變壓器繞組的電流增加，而使變比大的變壓器繞組的電流減少。這樣就造成并列運行的變壓器不能按容量成正比分擔負荷。如母線總的負荷電流為I時(I=INIINII)，若變壓器I滿負荷運行，則變壓器II欠負荷運行；若變壓器II滿負荷運行，則變壓器I過負荷運行。由此可見，當變比不相等的變壓器并列運行時，由于循環(huán)電流Ic的存在，變壓器不能帶滿負荷，使總?cè)萘坎荒艹浞掷谩?又由于變壓器的循環(huán)電流不是負荷電流，但它卻占據(jù)了變壓器的容量，因

5、此降低了輸出功率，增加了損耗。當變比相差很大時，可能破壞變壓器的正常工作，甚至使變壓器損壞。為了避免因變比相差過大產(chǎn)生循環(huán)電流Ic過大而影響并列變壓器的正常工作，規(guī)定變比相差不宜大于0.5% (二)阻抗電壓不等時變壓器并列運行： 因為變壓器間負荷分配與其額定容量成正比，而與阻抗電壓成反比。也就是說當變壓器并列運行時，如果阻抗電壓不同，其負荷并不按額定容量成比例分配，并列變壓器所帶的電流與阻抗電壓成反比，即II/III=UZKII/UZKI或UZKIIII=UZKIIIII，設(shè)兩臺變壓器并列運行，其容量為SNI，SNII，阻抗電壓為UZI、UZII，則各臺變壓器的負荷按下式計算： SI=(SNI

6、+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)(SNI/UZKI) SII=(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)(SNII/UZKII) 即SI/SII=(SNIUZKII)/(SNIIUZKI) 根據(jù)以上分析可知：當兩臺阻抗電壓不等的變壓器并列運行時，阻抗電壓大的分配負荷小，當這臺變壓器滿負荷時，另一臺阻抗電壓小的變壓器就會過負荷運行。變壓器長期過負荷運行是不允許的，因此，只能讓阻抗電壓大的變壓器欠負荷運行，這樣就限制了總輸出功率，能量損耗也增加了，也就不能保證變壓器的經(jīng)濟運行。所以，為了避免因阻抗電壓相差過大，使并列變壓器負荷電流嚴重分配不均，影響變壓

7、器容量不能充分發(fā)揮，規(guī)定阻抗電壓不能相差10%。 (三)接線組別不同的變壓器并列運行： 變壓器的接線組別反映了高低側(cè)電壓的相應關(guān)系，一般以鐘表法來表示。當并列變壓器電壓比相等，阻抗電壓相等，而接線組別不同時，就意味著兩臺變壓器的二次電壓存在著相角差和電壓差U，在電壓差的作用下產(chǎn)生循環(huán)電流Ic： Ic=E/(ZdI+ZdII) 如果以角表示繞組組別不同的變壓器線電壓之間的夾角，而Zd用UZK表示時，循環(huán)電流可用下式表示： Ic=2U1sin(/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(/2)/UZK1/In1+UZK2/In2 如果In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK,則上式變?yōu)?I

8、c=100sin(/2)/UZK 式中In、UZK可用任一臺變壓器額定電流和阻抗電壓。 假設(shè)兩臺變壓器變比相等，阻抗電壓相等，而其接線組別分別為Y/Y0-12和Y/-11，則由接線組別可知，當=360330=30,UZK%=(56)%Ic=100sin(/2)/UZK得IC=(45)In，即循環(huán)電流時額定電流的45倍，分析可知接線組別不同的兩臺變壓器并列運行，引起的循環(huán)電流有時與額定電流相當，但其差動保護、電流速斷保護均不能動作跳閘，而過電流保護不能及時動作跳閘時，將造成變壓器繞組過熱，甚至燒壞。 由以上分析可知，如果電壓比(變比)不相同，兩臺變壓器并列運行將產(chǎn)生環(huán)流，影響變壓器的出力。如果百分阻抗不相等，則變壓器所帶的負荷不能按變壓器的容量成比例分配，阻抗小的變壓器帶的負荷大，阻抗大的變壓帶的負荷反而小，也影響變壓器的出力。變壓器并列運行常常遇到電壓比(變比)、百分阻抗不完全相同的情況，可以采用改變變壓器分接頭的方法來調(diào)整變壓器阻抗值。若第三個條件不滿足將引起相當于短路的環(huán)流，甚至燒毀變壓器；因此，接線組別不同的變壓器不能并列運行。一般情況下，如果需將接線組別不同的變壓器并列運行，就應根據(jù)接線組別差異不同，采取將各相異