發(fā)電廠電氣部分第十章電力變壓器的運(yùn)行

發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)第十章電力變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)<發(fā)電廠電氣部分>課題組電力工程學(xué)院電氣工程系1第一節(jié)概述電力變壓器是發(fā)電廠和變電站中重要元件之一。隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)展和電壓等級(jí)的提高，在電能保送過(guò)程中，電壓轉(zhuǎn)換〔升壓和降壓〕層次有增多的趨勢(shì)，要求系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳延蛇^(guò)去的5～7倍發(fā)電總?cè)萘?，添加?～10倍。電力變壓器的效率雖然很高〔99.5％〕，但系統(tǒng)中每年變壓器總能量損耗仍是一個(gè)很大的數(shù)目。因此，盡量減少變壓層次，經(jīng)濟(jì)而合理地利用變壓器容量，改善網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，提高變壓器的可靠性，仍是當(dāng)前電力變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)中的主要課題。第十章電力變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)2電力變壓器可制成雙繞組和三繞組，少數(shù)是四繞組的。目前，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，廣泛運(yùn)用自耦變壓器；由于限制短路電流的需求，分裂繞組變壓器也得到運(yùn)用。電力變壓器的主要參數(shù)有額定容量、額定電壓、額定變比、額定頻率、阻抗電壓百分?jǐn)?shù)等。一、電力變壓器負(fù)荷超越銘牌額定容量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效應(yīng)電力變壓器的額定容量含義：在規(guī)定的環(huán)境溫度下，長(zhǎng)時(shí)間地按這種容量延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就能獲得經(jīng)濟(jì)合理的效率和正常預(yù)期壽命〔約20～30年〕。換句話說(shuō)，變壓器的額定容量是指長(zhǎng)時(shí)間所能延續(xù)輸出的最大功率。第一節(jié)概述3變壓器負(fù)荷才干系指在短時(shí)間內(nèi)所能輸出的功率，在一定條件下，它能夠超越額定容量。負(fù)荷才干的大小和繼續(xù)時(shí)間決議于：①變壓器的電流和溫度能否超越規(guī)定的限值。②在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，變壓器總的絕緣老化能否超越正常值，即在過(guò)負(fù)荷期間絕緣老化能夠多一些，在欠負(fù)荷期間絕緣老化要少一些，只需二者相互補(bǔ)償，總的不超越正常值，能到達(dá)正常預(yù)期壽命即可。第一節(jié)概述4電力變壓器的負(fù)荷超越額定值運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生以下效應(yīng)：〔1〕繞組、線夾、引線、絕緣部分及油的溫度將會(huì)升高，且有能夠到達(dá)不允許的程度?！?〕鐵心外的漏磁通密度將添加，使耦合的金屬部分出現(xiàn)渦流，溫度增高?！?〕溫度增高，使固體絕緣和油中的水分和氣體成分發(fā)生變化?！?〕套管、分接開關(guān)、電纜終端頭和電流互感器等遭到較高的熱應(yīng)力，平安裕度降低?！?〕導(dǎo)體絕緣機(jī)械特性受高溫的影響，熱老化的累積過(guò)程將加快，使變壓器的壽命縮短。第一節(jié)概述5為了能對(duì)電力變壓器在預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)方式下規(guī)定某一合理的危險(xiǎn)程度，國(guó)際電工規(guī)范(IEC-354)思索以下三種類型的變壓器：〔1〕配電變壓器(2500kV?A及以下)，只需思索熱點(diǎn)溫度和熱老化?！?〕中型電力變壓器(額定容量不超越100MV?A)，其漏磁通的影響不是關(guān)鍵性的，但必需思索冷卻方式的不同?！?〕大型電力變壓器(額定容量超越100MV?A)，其漏磁通的影響很大，缺點(diǎn)后果很嚴(yán)重。第一節(jié)概述6二、電力變壓器負(fù)荷超越額定容量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的限值表10-1電力變壓器負(fù)荷超越額定容量時(shí)的溫度和電流的限值負(fù)荷類型配電變壓器中型電力變壓器大型電力變壓器通常周期性負(fù)荷電流(標(biāo)幺值)熱點(diǎn)溫度及與絕緣材料接觸的金屬部件的溫度(℃)頂層油溫(℃)1.51401051.51401051.3120105

長(zhǎng)期急救周期性負(fù)荷電流(標(biāo)幺值)熱點(diǎn)溫度及與絕緣材料接觸的金屬部件的溫度(℃)頂層油溫(℃)1.81501151.51401151.3130115

短時(shí)急救周期性負(fù)荷電流(標(biāo)幺值)熱點(diǎn)溫度及與絕緣材料接觸的金屬部件的溫度(℃)頂層油溫(℃)2.0－－1.81601151.5160115第一節(jié)概述7一、發(fā)熱和冷卻過(guò)程電力變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其繞組和鐵心中的電能損耗都將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，使變壓器各部分的溫度升高，這些熱量大多以傳導(dǎo)和對(duì)流方式向外分散。所以，變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各部分的溫度分布極不均勻。圖10-1表示油浸式變壓器各部分的溫升分布。圖10-l油浸式變壓器各部分的溫升分布第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻8它的散熱過(guò)程如下：〔1〕熱量由繞組和鐵心內(nèi)部以傳導(dǎo)方式傳至導(dǎo)體或鐵心外表，如圖中曲線1-2部分，通常為幾攝氏度?！?〕熱量由鐵心和繞組外表以對(duì)流方式傳到變壓器油中〔如曲線2-3〕，約為繞組對(duì)空氣溫升的〔20～30〕％?！?〕繞組和鐵心附近的熱油經(jīng)對(duì)流把熱量傳到油箱或散熱器的內(nèi)外表，如曲線4-5。這部分所占比重不大?！?〕油箱或散熱器內(nèi)外表熱量經(jīng)傳導(dǎo)散到外外表，如曲線5-6。這部分不會(huì)超越〔2～3〕℃。〔5〕熱量由油箱壁經(jīng)對(duì)流和輻射散到周圍空氣中，如曲線6-7。這部分所占比重較大，約占總溫升的〔60～70〕％。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻9從上述散熱過(guò)程中，可以歸納以下幾個(gè)特點(diǎn)：〔1〕鐵心、高壓繞組、低壓繞組所產(chǎn)生的熱量都傳給油，它們的發(fā)熱互不關(guān)聯(lián)，而只與本身?yè)p耗有關(guān)?！?〕在散熱過(guò)程中，會(huì)引起各部分的溫度差別很大。繞組的溫度最高，溫度的最熱點(diǎn)在高度方向的70％～75％處，而沿徑向，那么溫度最熱的地方位于線圈厚度〔自內(nèi)徑算起〕的1/3處?！?〕大容量電力變壓器的損耗量大，單靠箱壁和散熱器已不能滿足散熱要求，往往需采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷或強(qiáng)迫油循環(huán)水冷，使熱油經(jīng)過(guò)強(qiáng)風(fēng)〔水〕冷卻器冷卻后，再用油泵送回變壓器。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻10二、電力變壓器的溫升計(jì)算電力變壓器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，各部分溫升到達(dá)穩(wěn)定值，在額定負(fù)荷時(shí)的溫升為額定溫升。由于發(fā)熱很不均勻，各部分溫升通常都用平均溫升和最大溫升計(jì)算。繞組或油的最大溫升是指其最熱處的溫升，而繞組或油的平均溫升是指整個(gè)繞組或全部油的平均溫升。表10-2列出我國(guó)規(guī)范規(guī)定的在額定運(yùn)用條件下變壓器各部分的允許溫升。額定運(yùn)用條件為：最高氣溫+40℃；最高日平均氣溫+30℃；最高年平均氣溫+20℃；最低氣溫－30℃。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻11表10-2變壓器各部分的允許溫升〔℃〕冷卻方式自然油循環(huán)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷導(dǎo)向強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷繞組對(duì)空氣的平均溫升656570繞組對(duì)油的平均溫升213030頂層油對(duì)空氣的溫升554045油對(duì)空氣的平均溫升443540第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻12圖10-3示出變壓器油和繞組溫升沿高度的分布圖。圖中AB、CD分別表示油溫升和繞組導(dǎo)線的溫升。如下圖，從底部到頂部，油溫升和繞組溫升都呈線性添加，AB和CD相互平行，也就是說(shuō)，在不同高度，繞組對(duì)油的溫差是一常數(shù)，在圖上用g表示，因此計(jì)算此繞組對(duì)空氣溫升時(shí)，可用繞組對(duì)油的溫升和油對(duì)空氣溫升相加。由于雜散損耗添加，同時(shí)為了留有一定裕度，計(jì)算繞組最熱點(diǎn)溫度應(yīng)比繞組頂部導(dǎo)線的平均溫度高一些，計(jì)算時(shí)用繞組最熱點(diǎn)溫度與繞組頂部的油溫之差τg表示。圖10-3變壓器溫升分布圖第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻13在額定負(fù)荷時(shí)，對(duì)于油浸變壓器，頂層油的溫升等于55℃〔B點(diǎn)〕，油平均溫度約為最大值的80％，即44℃〔N點(diǎn)〕，繞組平均溫升等于65℃〔M點(diǎn)〕，AB和CD的程度間隔，即g值為21℃，繞組最熱點(diǎn)的溫升，大約比平均溫升高13℃，那么繞組最熱點(diǎn)對(duì)油的溫升τg為23〔＝44＋21＋13－55〕℃。假設(shè)變壓器的負(fù)荷與額定負(fù)荷不同，溫升將需計(jì)算和修正。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻14三、穩(wěn)態(tài)溫度的計(jì)算〔1〕自然油循環(huán)冷卻〔ON〕。在任何負(fù)荷下，繞組熱點(diǎn)溫度等于環(huán)境溫度、溫升以及熱點(diǎn)與頂層油之間溫差之和，即〔10-3〕θh為熱點(diǎn)溫度(不思索導(dǎo)線電阻影響)；θ0為環(huán)境溫度；其他符號(hào)同前。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻15〔2〕強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻〔OF〕。頂層油溫等于底層油溫加上平均油溫與底層油溫之差的二倍。因此計(jì)算時(shí)，以底層油溫暖油平均溫度作根底，熱點(diǎn)溫度等于環(huán)境溫度，底層油溫升，繞組頂部油溫與底層油溫之差，以及繞組頂部油溫與熱點(diǎn)溫度之差的總合，即〔10-4〕τbN為額定負(fù)荷下底層油溫升；τavN為額定負(fù)荷下油平均溫升。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻16〔3〕強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻(OD)。對(duì)于這種冷卻方式，根本上與OF冷卻方式一樣，但思索到導(dǎo)線電阻的溫度變化，應(yīng)加上一個(gè)校正系數(shù)，即＝θh＋0.15〔θh－θhN〕〔10-5〕為熱點(diǎn)溫度(思索導(dǎo)線電阻影響)；θhN為額定負(fù)荷下繞組熱點(diǎn)溫度；θh為K負(fù)荷率條件下繞組熱點(diǎn)溫度。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻17四、電力變壓器的暫態(tài)溫度計(jì)算在電力變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，負(fù)荷不斷改動(dòng)，環(huán)境溫度也有所變化，因此變壓器的溫升是瞬變的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到達(dá)穩(wěn)定。在此情形下，任何負(fù)荷條件的變化都可看成一個(gè)階躍函數(shù)。假設(shè)負(fù)荷的變化是階段性的，如圖10-4所示的矩形負(fù)荷圖，它是一個(gè)上升階躍函數(shù)和另外一個(gè)與其有一定延時(shí)的下降階躍函數(shù)組成；假設(shè)是延續(xù)變化的負(fù)荷，階躍函數(shù)是以較小的時(shí)間間隔依次施加的。對(duì)于前者，可用暫態(tài)發(fā)熱公式依次推算，對(duì)于后者必需用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算。第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻18圖10-4變壓器二階段負(fù)荷和各部分的溫升變化曲線第二節(jié)電力變壓器的發(fā)熱和冷卻19一、變壓器的熱老化定律電力變壓器大多運(yùn)用A級(jí)絕緣〔油浸電纜紙〕，在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中由于遭到大氣條件和其他物理化學(xué)作用的影響，使絕緣資料的機(jī)械、電氣性能衰減，逐漸失去其初期所具有的性質(zhì)，產(chǎn)生絕緣老化景象。變壓器的絕緣老化，主要是由于溫度、濕度、氧氣和油中的劣化產(chǎn)物的影響，其中高溫是促成老化的直接緣由。運(yùn)轉(zhuǎn)中絕緣的任務(wù)溫度愈高，引起機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度喪失得愈快，即絕緣的老化速度愈大，變壓器的預(yù)期壽命也愈短。根據(jù)研討結(jié)果，在80～140℃范圍內(nèi)，變壓器的預(yù)期壽命和繞組熱點(diǎn)溫度的關(guān)系為第三節(jié)電力變壓器的絕緣老化20〔10-9〕z為變壓器的預(yù)期壽命；θ為變壓器繞組熱點(diǎn)的溫度；A為常數(shù)，與很多要素有關(guān)，如纖維制品的原始質(zhì)量〔原資料的組成和化學(xué)添加劑〕以及絕緣中的水份和游離氧等；P為溫度系數(shù)，在一定范圍內(nèi)，它能夠是常數(shù)，但和纖維質(zhì)量等要素?zé)o關(guān)。第三節(jié)電力變壓器的絕緣老化21如今尚沒有一個(gè)簡(jiǎn)單的準(zhǔn)那么來(lái)判別變壓器的真正壽命，通常用預(yù)期壽命來(lái)判別。普通以為：當(dāng)變壓器絕緣的機(jī)械強(qiáng)度降低至其額定值15％～20％時(shí)，變壓器的預(yù)期壽命即算終止。因此在工程上通常用相對(duì)預(yù)期壽命z*和相對(duì)老化率υ來(lái)表示變壓器的老化程度。對(duì)于規(guī)范變壓器，在額定負(fù)荷和正常環(huán)境溫度下，熱點(diǎn)溫度的正?；鶞?zhǔn)值為98℃，此時(shí)變壓器能獲得正常預(yù)期壽命20～30年。也就是說(shuō)，此時(shí)變壓器的老化率假定為1。根據(jù)式〔10-9〕計(jì)算，正常預(yù)期壽命為〔10-10〕第三節(jié)電力變壓器的絕緣老化22用Z/ZN的比例表示恣意溫度θ時(shí)的相對(duì)預(yù)期壽命，那么〔10-11〕其倒數(shù)稱為相對(duì)老化率υ，即υ＝〔10-12〕計(jì)算時(shí)，用基數(shù)2替代e較為方便，那么υ＝〔10-13〕式中,

〔10-14〕

第三節(jié)電力變壓器的絕緣老化23研討闡明：▽為6℃左右。這意味著繞組溫度每添加6℃，老化率加倍，此即所謂熱老化定律〔絕緣老化的6℃規(guī)那么〕。根據(jù)老化率公式可計(jì)算在各溫度下的老化率，列于表10-4。表10-4各溫度下的老化率溫度（℃）80869298104110116122128134140老化率v0.1250.250.51.0248163264128第三節(jié)電力變壓器的絕緣老化24二、等值老化原那么等值老化原那么就是使變壓器在一定時(shí)間間隔T〔一年或一晝夜〕內(nèi)絕緣老化或所損耗的壽命等于一常數(shù)，這個(gè)常數(shù)應(yīng)相當(dāng)于繞組溫度在整個(gè)時(shí)間間隔T內(nèi)為恒定溫度98℃時(shí)變壓器所損耗的壽命，即〔10-15〕只需使變壓器在溫度較高的時(shí)間內(nèi)所多損耗的壽命〔或預(yù)期壽命〕，與變壓器在溫度較低時(shí)間內(nèi)所少損耗的壽命相互補(bǔ)償，這樣變壓器的預(yù)期壽命可以和恒溫98℃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)等值。第三節(jié)電力變壓器的絕緣老化25實(shí)踐上，為了判別變壓器在不同負(fù)荷下絕緣老化的情況，或在欠負(fù)荷期間變壓器負(fù)荷才干的利用情況，通常將式〔10-15〕左右兩端的比值〔即變壓器在某一段時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)踐所損耗的壽命對(duì)繞組溫度維持恒定98℃時(shí)所損耗壽命的比值〕稱為絕緣老化率υ，即υ=〔10-16〕顯然，如υ>1，那么變壓器的老化大于正常老化，預(yù)期壽命大為縮短；假設(shè)υ<1，變壓器的負(fù)荷才干未得到充分利用。因此，在一定時(shí)間間隔內(nèi)，維持變壓器的老化率接近于1，是制定變壓器負(fù)荷才干的主要根據(jù)。υ=

第三節(jié)電力變壓器的絕緣老化26一、等值空氣溫度等值空氣溫度就是指某一空氣溫度，在一定時(shí)間間隔內(nèi)如維持此溫度不變，當(dāng)變壓器帶恒定負(fù)荷時(shí)，絕緣所蒙受的老化等于空氣溫度自然變化時(shí)和同樣恒定負(fù)荷情況下的絕緣老化，用算式表示為〔10-17〕或〔10-18〕制定變壓器的正常過(guò)負(fù)荷才干，在思索環(huán)境溫度和負(fù)荷變化的影響時(shí)，通常用等值空氣溫度替代實(shí)踐變化的空氣溫度，將實(shí)踐負(fù)荷曲線歸算成等值階段負(fù)荷曲線。第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷27δeq為等值空氣溫度；δt為在各個(gè)短時(shí)間間隔Δt時(shí)空氣的平均瞬時(shí)溫度〔δt＝δ1,δ2,…,δn〕；T為某個(gè)時(shí)間間隔〔通常為一年，一季度或一晝夜〕?？諝鉁囟鹊娜栈蚰曜匀蛔兓€，可近似地以為是正弦曲線，也可用下式表示〔10-19〕δav為在時(shí)間間隔T內(nèi)空氣的平均溫度；Δδ為在該時(shí)間間隔內(nèi)空氣溫度的變化范圍，即最高溫度和最低溫度之差。那么δeq為δeq＝δav＋Δ〔10-20〕Δ為溫度差，Δ＝f〔Δδ〕。第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷28由于高溫時(shí)絕緣老化的加速遠(yuǎn)較低溫時(shí)絕緣老化的延緩為大，因此等值空氣溫度δeq不同于平均溫度，它比平均氣溫大一個(gè)Δ數(shù)值，Δ數(shù)值按照氣溫變化的規(guī)律及其變化范圍而不同，氣溫變化范圍Δδ愈大，那么Δ值愈大，Δ永遠(yuǎn)是正值；如氣溫變化是正弦曲線，Δ＝f〔Δδ〕曲線示于圖10-9。圖10-9Δ＝f〔Δδ〕關(guān)系曲線第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷29變壓器繞組和油都具有熱容量，因此繞組溫度變化往往落后于空氣溫度的變化，其變化范圍也較小。根據(jù)閱歷和計(jì)算，繞組溫度變化范圍只需空氣溫度變化范圍的80％左右。根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)，曾計(jì)算過(guò)全國(guó)主要城市的年等值空氣溫度。結(jié)果闡明，年等值空氣溫度約比年平均溫度高3～8℃。所以我國(guó)變壓器的額定容量不用根據(jù)氣溫情況加以修正，但在思索過(guò)負(fù)荷才干時(shí)應(yīng)思索等值空氣溫度的影響。二、等值負(fù)荷曲線的計(jì)算計(jì)算繞組熱點(diǎn)溫度時(shí)，將實(shí)踐負(fù)荷曲線歸算成二階段或多階段負(fù)荷曲線，見圖10-10。歸算的原那么是：等值負(fù)荷期間所產(chǎn)生的熱量與實(shí)踐負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱量等值?！?0-21〕第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷30Ki為i階段等值負(fù)荷系數(shù)；Ii為i階段內(nèi)負(fù)荷電流值；ti為i階段繼續(xù)時(shí)間圖10-10等值負(fù)荷曲線第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷31三、電力變壓器正常允許過(guò)負(fù)荷正常允許過(guò)負(fù)荷是以不犧牲電力變壓器正常壽命為原那么，所以必需根據(jù)環(huán)境溫度、實(shí)踐負(fù)荷曲線以及變壓器的數(shù)據(jù)，計(jì)算變壓器的老化率υ。假設(shè)υ≤1，闡明過(guò)負(fù)荷在允許范圍內(nèi)；假設(shè)υ>1，那么不允許正常過(guò)負(fù)荷。除此之外，繞組熱點(diǎn)溫度和電流等都不得超越其限值。圖10-11〔a〕和〔b〕分別表示自然油循環(huán)和強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器在日等值空氣溫度為+20℃時(shí)的過(guò)負(fù)荷曲線。圖中K1和K2分別表示兩段負(fù)荷曲線〔如圖10-10所示〕中低負(fù)荷和高負(fù)荷的負(fù)荷率。T為過(guò)負(fù)荷的允許繼續(xù)時(shí)間，利用過(guò)負(fù)荷曲線，很容易求出對(duì)應(yīng)于允許繼續(xù)時(shí)間的允許過(guò)負(fù)荷，但自然油循環(huán)的變壓器過(guò)負(fù)荷不應(yīng)超越50％，強(qiáng)迫油循環(huán)的變壓器過(guò)負(fù)荷不應(yīng)超越30％。第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷32圖10-11正常過(guò)負(fù)荷曲線圖〔a〕自然油循環(huán)的變壓器；〔b〕強(qiáng)迫油循環(huán)的變壓器第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷33四、電力變壓器的事故過(guò)負(fù)荷當(dāng)系統(tǒng)發(fā)惹事故時(shí)，保證不延續(xù)供電是首要義務(wù)，所以事故過(guò)負(fù)荷和正常過(guò)負(fù)荷不同，它是以犧牲變壓器壽命為代價(jià)的，絕緣老化率允許比正常過(guò)負(fù)荷時(shí)高得多。但是確定事故過(guò)負(fù)荷時(shí)，同樣要思索到繞組最熱點(diǎn)的溫度不要過(guò)高，防止引起事故擴(kuò)展。和正常過(guò)負(fù)荷一樣，變壓器事故過(guò)負(fù)荷時(shí)繞組最熱點(diǎn)的溫度不得超越140℃，負(fù)荷電流不得超越額定值的2倍。國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)(IEC)沒有嚴(yán)厲規(guī)定允許事故過(guò)負(fù)荷的詳細(xì)數(shù)值，而是列出了事故過(guò)負(fù)荷時(shí)變壓器壽命相當(dāng)于正常老化時(shí)所犧牲的天數(shù)。運(yùn)轉(zhuǎn)人員可參照變壓器過(guò)去運(yùn)轉(zhuǎn)情況、當(dāng)?shù)氐牡戎悼諝鉁囟纫约跋到y(tǒng)對(duì)事故過(guò)負(fù)荷的要求等情況靈敏掌握。表10-5列出了自然油循環(huán)和風(fēng)冷油循環(huán)的變壓器事故過(guò)負(fù)荷時(shí)所犧牲的天數(shù)。第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷34表中K1表示事故過(guò)負(fù)荷前等值負(fù)荷率；K2表示事故過(guò)負(fù)荷倍數(shù)；“+〞號(hào)闡明即使在最低氣溫條件下也不允許運(yùn)轉(zhuǎn)；數(shù)字后面如附有A、B、C、D，那么分別闡明在最高等值空氣溫度為+30、+20、+10、0℃時(shí)允許運(yùn)轉(zhuǎn)。K2K10.250.50.70.80.91.01.11.21.31.40.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.00.0010.0010.0010.0020.0030.0040.0070.0140.0290.0660.1580.397A1.05B2.88C0.0040.0050.0050.0060.0080.0120.0190.0340.0690.1500.353A0.876B2.29C6.27D0.0260.0270.0290.0320.0390.0490.0690.1120.2050.424A0.958B2.33C6.00D+0.0790.0830.0910.1020.1230.1620.2420.416A0.815B1.78B4.25C10.8D+0.2660.2830.3100.3560.4390.6040.953A1.74B3.63C8.38D++1.01.071.181.381.75A2.52B4.20C8.15C18.0D++1.074.505.03A5.97B7.81B11.7C20.7D+++4.1819.3A20.9B23.6B28.6C38.6D++++99.0D108C123D+++++558D++++++表10-5自然油循環(huán)和風(fēng)冷油循環(huán)的變壓器在不同事故過(guò)負(fù)荷1h所犧牲的天數(shù)〔天〕第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷35上表中所列犧牲天數(shù)系指等值空氣溫度為+20℃時(shí)的數(shù)值，如等值空氣溫度不是+20℃，應(yīng)乘以有關(guān)系數(shù)，見表10-6。表10-6等值空氣溫度不同于+20℃時(shí)的校正系數(shù)等值空氣溫度（℃）403020100校正系數(shù)103.210.320.1第四節(jié)電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷和事故過(guò)負(fù)荷36在電力系統(tǒng)中，三繞組變壓器通常運(yùn)用在以下場(chǎng)所：〔1)在發(fā)電廠內(nèi)，除發(fā)電機(jī)電壓外，有兩種升高電壓與系統(tǒng)銜接或向用戶供電?！?)在具有三種電壓的降壓變電站中，需求由高壓向中壓和低壓供電，或高壓和中壓向低壓供電。〔3)在樞紐變電站中，兩種不同電壓等級(jí)的系統(tǒng)需求相互銜接?！?)在星形-星形結(jié)合的變壓器中，需求一個(gè)三角形銜接的第三繞組。第五節(jié)多繞組變壓器和第三繞組37一、三繞組變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)三繞組變壓器和雙繞組變壓器的原理一樣，但由于多一個(gè)繞組，構(gòu)成以下特點(diǎn)：〔1〕運(yùn)轉(zhuǎn)方式和容量匹配。三個(gè)繞組可以有多種運(yùn)轉(zhuǎn)方式：如高壓-中壓；高壓-低壓；高壓同時(shí)向中、低壓送電(或反之)等等。根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)要求，三個(gè)繞組的容量可以相等，也可以不相等。按我國(guó)規(guī)范，三繞組變壓器高-中-低壓繞組額定容量的百分比有三種類型，即100％／100％／100％、100％／100％／50％和100％／50％／100％。在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)繞組的負(fù)荷等于其他兩個(gè)繞組負(fù)荷的相量和，但不得超越各自的額定容量。第五節(jié)多繞組變壓器和第三繞組38〔2〕漏抗和等值電路。由于三個(gè)繞組在磁路上相互耦合，所以每個(gè)繞組都有自感和與其他繞組之間的互感。這樣在任一個(gè)繞組的電路的電壓方程式中就必然包括本身的自感電動(dòng)勢(shì)和與其他繞組之間的互感電動(dòng)勢(shì)。等值電路圖示于圖10-13。圖中的x1，x2，x3與雙繞組變壓器中的x意義有所不同，它們并不代表各自繞組的漏電抗，而是代表由各繞組的電抗和各繞組之間的互感電抗組合而成的一個(gè)等值電抗。圖10-13三繞組變壓器等值電路圖第五節(jié)多繞組變壓器和第三繞組39從等值電路中也可看出：三個(gè)繞組的電路是彼此關(guān)聯(lián)的，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)繞組負(fù)荷電流的變化將會(huì)影響另外繞組的電壓；同時(shí)，一個(gè)繞組的遲后電流在某些情況下，還能夠引起另一個(gè)或幾個(gè)繞組電壓升高?！?〕升壓型和降壓型構(gòu)造。三繞組變壓器通常采用同心式繞組，繞組的陳列在制造上有兩種組合方式：升壓型和降壓型。高壓繞組總是陳列在最外層，升壓型的陳列為：鐵心-中壓繞組-低壓繞組-高壓繞組，高壓繞組-中壓繞組之間的阻抗最大。降壓型的陳列為：鐵心-低壓繞組-中壓繞組-高壓繞組，高壓繞組-低壓繞組之間的阻抗最大。降壓型變壓器中的無(wú)功損耗約為升壓型的160％～170％。因此升壓型通常運(yùn)用在低壓向高壓送電(或反之)為主的場(chǎng)所，降壓型普通用在高壓向中壓供電為主、低壓供電為輔的場(chǎng)所。第五節(jié)多繞組變壓器和第三繞組40二、第三繞組在星形-星形結(jié)合的變壓器中通常裝有三角形第三繞組，它的作用如下：〔1〕減小3次諧波電壓分量?！?〕允許對(duì)不平衡的三相負(fù)荷供電。三相不平衡負(fù)荷通?？煞纸鉃橐粋€(gè)平衡的三相負(fù)荷與一個(gè)單相負(fù)荷或兩個(gè)單相負(fù)荷。不對(duì)稱的負(fù)荷在三角形帶三繞組內(nèi)構(gòu)成的平衡電流防止了不正常的電壓降?！?〕除主負(fù)荷外，給輔助負(fù)荷供電。第三繞組通常制成6～35kV電壓，用來(lái)向附近地域供電，及供發(fā)電廠的廠用啟動(dòng)/備用電源或用來(lái)銜接發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)等。第五節(jié)多繞組變壓器和第三繞組41一、自耦變壓器的特點(diǎn)自耦變壓器是一種多繞組變壓器，其特點(diǎn)就是其中兩個(gè)繞組除有電磁聯(lián)絡(luò)外，在電路上也有聯(lián)絡(luò)。因此，當(dāng)自耦變壓器用來(lái)聯(lián)絡(luò)兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)絡(luò)，另一部分可利用電的聯(lián)絡(luò)，經(jīng)濟(jì)效高。自耦變壓器的主要缺陷是：①由于一、二次繞組之間電的聯(lián)絡(luò)，致使較高的電壓易于傳送到低壓電路，所以低壓電路的絕緣必需按較高電壓設(shè)計(jì)。②由于一、二次繞組之間電的聯(lián)絡(luò)，每相繞組有一部分又是共有的，所以一、二次繞組之間的漏磁場(chǎng)較小，電抗較小，短路電流和它的效應(yīng)就比普通雙繞組變壓器要大。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式42圖10-18表示單相自耦變壓器的原理圖。(一〕自耦變壓器的額定容量和規(guī)范容量第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式43如略去變壓器的損耗和磁化電流，可以以為：一次側(cè)的輸入功率等于二次側(cè)的全部輸出功率，這個(gè)功率的極限值稱為自耦變壓器的額定容量或稱經(jīng)過(guò)容量，即〔10-25〕由上式可以看出：經(jīng)過(guò)自耦變壓器的傳輸功率由兩部分組成：一部分是上式的前一項(xiàng)，即，表示經(jīng)過(guò)串聯(lián)繞組由電路直接傳輸?shù)蕉蝹?cè)的功率；另一部分即上式的第二項(xiàng)，表示經(jīng)過(guò)公共繞組由電磁聯(lián)絡(luò)傳輸?shù)蕉蝹?cè)的功率。在自耦變壓器中，由電磁聯(lián)絡(luò)傳輸?shù)淖畲蠊β史Q為自耦變壓器的規(guī)范容量。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式44圖10-19表示兩臺(tái)變壓器鐵心一樣，但接線不同。圖10-19〔a〕為普通變壓器，圖10-19〔b〕為自耦變壓器。比較圖10-19〔a〕和〔b〕兩種情況，可以看出：兩者電磁功率一樣，即規(guī)范容量一樣，故鐵心和繞組的截面、尺寸、分量都完全相等，但經(jīng)過(guò)容量不等，普通變壓器的經(jīng)過(guò)容量等于規(guī)范容量，即為，而自耦變壓器的經(jīng)過(guò)容量為〔或，忽略損耗〕，兩者相比，得〔10-26〕Kb為自耦變壓器的效益系數(shù)，即規(guī)范容量對(duì)經(jīng)過(guò)容量的比值，其值小于1。(二〕自耦變壓器的效益系數(shù)第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式45圖10-192臺(tái)電磁功率相等的變壓器接線圖〔a〕普通變壓器；〔b〕自耦變壓器第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式46效益系數(shù)Kb是表示自耦變壓器特點(diǎn)的重要系數(shù)。Kb愈小，闡明自耦變壓器的經(jīng)過(guò)容量比同樣普通變壓器的顯得愈大，在一定經(jīng)過(guò)容量的條件下，自耦變壓器的規(guī)范容量可以制造得愈小，損耗和短路阻抗也顯得愈小，經(jīng)濟(jì)效益就愈大。Kb和變壓比k12有關(guān)，k12愈小，即一次電壓和二次電壓相差不大時(shí)，Kb值那么愈小，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益也越大；普通自耦變壓器都運(yùn)用在變壓比為3:1范圍以內(nèi)。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式47第三繞組的容量，根據(jù)其用途有所不同。假設(shè)僅用來(lái)補(bǔ)償3次諧波電流，那么其容量大小或繞組的截面大小，應(yīng)能滿足低壓側(cè)短路時(shí)的熱穩(wěn)定和電動(dòng)力穩(wěn)定的要求，普通為規(guī)范容量的1/3左右。假設(shè)還用來(lái)銜接發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)，第三繞組的容量應(yīng)該等于其規(guī)范容量，但不得大于規(guī)范容量，由于自耦變壓器的鐵心截面和尺寸，是根據(jù)其電磁功率，即規(guī)范容量設(shè)計(jì)的。(三〕自耦變壓器的第三繞組圖10-20具有第三繞組的三相自耦變壓器第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式4810-21降壓型自耦變壓器繞組布置圖第三繞組在鐵心中陳列的位置，與自耦變壓器是升壓型還是降壓型有關(guān)。降壓型自耦變壓器，主要功率是從高壓側(cè)流向中壓側(cè)，所以，第三繞組應(yīng)與公共繞組并聯(lián)接近串聯(lián)繞組，這樣可使高中壓側(cè)短路阻抗最小〔見圖10-21〕。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式49圖10-22升壓型自耦變壓器繞組布置圖升壓型自耦變壓器，功率是由低壓側(cè)流向高壓和中壓側(cè)，所以，低壓繞組〔第三繞組〕應(yīng)陳列在串聯(lián)繞組和公共繞組中間，以便得到最小的短路阻抗〔見圖10-22〕。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式50自耦變壓器的特點(diǎn)之一，就是在高壓側(cè)和中壓側(cè)之間具有電氣銜接，這樣就具備了過(guò)電壓從一個(gè)電壓等級(jí)電網(wǎng)向另一個(gè)電壓等級(jí)電網(wǎng)轉(zhuǎn)移的能夠性。處置過(guò)電壓的措施：要求自耦變壓器的中性點(diǎn)必需直接接地，或者經(jīng)過(guò)小電抗接地，以防當(dāng)自耦變壓器高壓側(cè)發(fā)生單相接地時(shí)，在中壓繞組其他兩相出現(xiàn)過(guò)電壓。(四〕自耦變壓器的過(guò)電壓?jiǎn)栴}假設(shè)中性點(diǎn)不接地，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生a相接地時(shí)，其他兩相〔b、c相〕中壓繞組的相電壓為〔10-27〕第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式51二、自耦變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)方式自耦變壓器有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)方式，即自耦運(yùn)轉(zhuǎn)方式〔只在高－中壓側(cè)有交換功率〕和結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)方式〔除高－中壓側(cè)有交換功率外，高－低壓側(cè)或中－低壓側(cè)也有交換功率〕。自耦運(yùn)轉(zhuǎn)方式比較簡(jiǎn)單，結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)方式那么比較復(fù)雜。結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)方式時(shí)，自耦變壓器公共繞組和串聯(lián)繞組上的電流可以為由兩個(gè)分量組成：①一個(gè)電流分量相當(dāng)于自耦運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從高壓側(cè)流向中壓側(cè)的電流〔或者相反〕；②另一個(gè)電流分量相當(dāng)于第三繞組經(jīng)過(guò)變壓方式〔即電磁感應(yīng)〕傳送的電流。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式52三繞組自耦變壓器的結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)方式，最典型的有兩種：〔1〕運(yùn)轉(zhuǎn)方式一。高壓側(cè)同時(shí)向中壓側(cè)和低壓側(cè)送電，或低壓側(cè)和中壓側(cè)同時(shí)向高壓側(cè)送電，見圖10-24〔a〕。圖10-24(a)第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式53串聯(lián)繞組中的負(fù)荷為(10-28)公共繞組的負(fù)荷為(10-29)在此運(yùn)轉(zhuǎn)方式下，串聯(lián)繞組的電流較大，所以，最大傳輸功率遭到串聯(lián)繞組容量的限制。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式54〔2〕運(yùn)轉(zhuǎn)方式二。中壓側(cè)同時(shí)向高壓側(cè)和低壓側(cè)〔或高壓側(cè)和低壓側(cè)同時(shí)向中壓側(cè)〕送電，見圖10-24〔b〕。圖10-24(b)第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式55串聯(lián)繞組中的負(fù)荷為(10-30)公共繞組的負(fù)荷為(10-31)在這種運(yùn)轉(zhuǎn)方式下，最大傳輸功率遭到公共繞組容量的限制。在此情形下，值得留意的是：當(dāng)?shù)蛪簜?cè)向中壓側(cè)的傳輸功率到達(dá)自耦變壓器的規(guī)范容量時(shí)，高壓側(cè)不能再向中壓側(cè)傳輸任何功率。換句話說(shuō)，在這種運(yùn)轉(zhuǎn)方式下，用變壓方式傳輸功率到達(dá)規(guī)范容量時(shí)，就不允許用自耦方式傳輸功率，否那么，公共繞組就要過(guò)負(fù)荷。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式56三、自耦變壓器的有功功率損耗普通三繞組變壓器的有功功率損耗可利用星形等值電路圖〔圖10-25〕來(lái)計(jì)算，根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)結(jié)果，列出每一支路的額定短路損耗，計(jì)算式為〔10-32〕普通三繞組變壓器總的有功損耗〔10-33〕第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式57圖10-25三繞組變壓器短路損耗等值電路圖三繞組自耦變壓器的有功損耗，在計(jì)算△P1、△P2、△P3時(shí)，應(yīng)將△P1-3、△P2-3歸算到以自耦變壓器的額定容量為基準(zhǔn)，即△P1-3、△P2-3值應(yīng)除以a系數(shù)的平方。〔a=SN3/SN，即低壓繞組額定容量SN3對(duì)自耦變壓器額定容量SN之比值〕。求總的有功損耗時(shí)，有時(shí)也可分別求出公共繞組〔c繞組〕，串聯(lián)繞組〔s繞組〕和第三繞組〔t繞組〕的有功損耗，然后相加。第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式58根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)[如圖10-26的〔a〕、〔b〕所示]，有關(guān)繞組間的短路損耗為〔10-34〕〔10-35〕圖10-26自耦變壓器短路實(shí)驗(yàn)接線圖第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式59圖10-26〔c〕和〔d〕分別表示串聯(lián)繞組－第三繞組和高壓繞組－第三繞組間的短路實(shí)驗(yàn)接線圖?！?0-36〕每個(gè)繞組中的損耗，也可以從每?jī)蓚€(gè)繞組間的損耗，即△PC-S、△Pc-t、△Ps-t中推算出來(lái)，即〔10-37〕〔10-38〕第六節(jié)自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式60分裂變壓器和普通多繞組變壓器不同點(diǎn)在于：在它的低壓繞組中，有一個(gè)或幾個(gè)繞組分裂成額定容量相等的幾個(gè)支路，這幾個(gè)支路沒有電氣上的聯(lián)絡(luò)，而僅有較弱的磁的聯(lián)絡(luò)。心式分裂變壓器分裂繞組布置，如圖10-27所示。圖10-27分裂繞組變壓器的繞組和鐵心第七節(jié)分裂繞組變壓器61單相雙繞組雙分裂變壓器接線圖，示于圖10-28。圖中，a1x1和a2x2都是低壓側(cè)分裂繞組，AX是高壓側(cè)繞組。兩個(gè)低壓側(cè)分裂繞組的容量一樣，都是高壓繞組容量的一半。圖10-28單相雙繞組雙分裂變壓器接線圖第七節(jié)分裂繞組變壓器62分裂繞組變壓器有三種運(yùn)轉(zhuǎn)方式：〔1〕分裂運(yùn)轉(zhuǎn)。指兩個(gè)低壓分裂繞組運(yùn)轉(zhuǎn)，低壓繞組間有穿越功率，高壓繞組不運(yùn)轉(zhuǎn)，高低壓繞組間無(wú)穿越功率。在這種運(yùn)轉(zhuǎn)方式下，兩個(gè)低壓分裂繞組間的阻抗稱為分裂阻抗。〔2〕并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。指兩個(gè)低壓繞組并聯(lián)，高低壓繞組運(yùn)轉(zhuǎn)，高低壓繞組間有穿越功率。在這種運(yùn)轉(zhuǎn)方式下，高-低壓繞組間的阻抗稱為穿越阻抗?！?〕單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。指任一低壓繞組開路，另一個(gè)低壓繞組和高壓繞組運(yùn)轉(zhuǎn)。在此運(yùn)轉(zhuǎn)方式下，高低壓繞組之間的阻抗稱為半穿越阻抗。第七節(jié)分裂繞組變壓器63分裂系數(shù)：分裂阻抗和穿越阻抗之比。分裂變壓器的阻抗百分值示于表10-7。表10-7分裂變壓器的阻抗百分值阻抗電壓徑向式布置[圖10-27（a）]軸向式布置[圖10-27(b)]ZH-L1ZZZH-L2ZZZL1-L2≈2.2Z(1.8~2.0)Z第七節(jié)分裂繞組變壓器64分裂變壓器有以下優(yōu)缺陷：〔1〕能有效地限制低壓側(cè)的短路電流，因此可選用輕型開關(guān)設(shè)備，節(jié)省投資。圖10-29〔a〕和〔b〕所示分別為運(yùn)用分裂變壓器和運(yùn)用普通變壓器的兩種接線方案。圖10-29分裂變壓器和普通變壓器接線比較圖第七節(jié)分裂繞組變壓器65〔2〕在降壓變電站，運(yùn)用分裂變壓器對(duì)兩段母線供電時(shí)〔如圖10-30所示〕，當(dāng)一段母線發(fā)生短路時(shí)，除能有效地限制短路電流外，還能使另一段母線電壓堅(jiān)持一定的程度，不致影響電力用戶的運(yùn)轉(zhuǎn)。〔3〕分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20％左右?！?〕分裂變壓器適用于兩段負(fù)荷平衡、又需限制短路電流的情況。圖10-30分裂變壓器低壓供電接線圖第七節(jié)分裂繞組變壓器66在發(fā)電廠和變電站中，通常將2臺(tái)或數(shù)臺(tái)電力變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)比1臺(tái)大容量變壓器單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕提高供電可靠性，一臺(tái)退出運(yùn)轉(zhuǎn)，其他變壓器仍可照常供電；〔2〕在低負(fù)荷時(shí)，部分變壓器可不投入運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能減小能量損耗，保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)；〔3〕減小備用容量。

第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)67變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通常希望它們之間沒有平衡電流；負(fù)荷分配與額定容量成正比，與短路阻抗成反比；負(fù)荷電流的相位相互一致。要做到上述幾點(diǎn)，就必需遵守以下條件：〔1〕并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器一次電壓相等，二次電壓相等，也就是需求變壓比相等；〔2〕額定短路電壓相等；〔3〕繞組結(jié)合組號(hào)一樣。上述三個(gè)條件中，第一條和第二條不能夠絕對(duì)相等，普通規(guī)定變壓比的偏向不得超越±0.5％，額定短路電壓相差不得大于±10％。第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)68一、不滿足變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)(一〕變壓比不同的變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)圖10-312臺(tái)變壓比不同的單相變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)〔a〕接線圖；〔b〕等值電路圖第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)69空載時(shí)平衡電流

又故得第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)70假設(shè)，UN1I＝UN1II＝U1，

那么，〔10-39a)如，

那么，(10-39b)第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)71由上式可知：平衡電流決議于Δk*和變壓器的內(nèi)部阻抗，變壓器的內(nèi)部阻抗通常很小，即使Δk*不大，即2臺(tái)變壓器的變壓比相差不大，也能夠引起很大的平衡電流。例如：在式(10-39b)中，假設(shè)2臺(tái)變壓器的容量一樣，短路電壓相等，其標(biāo)幺值等于0.05；變壓比假設(shè)相差1％，平衡電流即可達(dá)額定值的10％。它占據(jù)了變壓器的一部分容量，普通Δk*不得超越0.5％。(二〕短路電壓不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)假設(shè)有一組變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，假定它們的變壓比一樣，那么變壓器中的電壓降是一樣的，即第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)72假設(shè)阻抗角一樣，那么故，〔10-40a)，第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)73當(dāng)2臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有(10-40b)(10-41)因此，數(shù)臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，假設(shè)短路阻抗不同，其負(fù)荷并不按額定容量成比例分配。由上式可知，負(fù)荷分配是與短路阻抗的大小成反比，短路阻抗小的變壓器承當(dāng)?shù)谋绕D苦，往往在其他變壓器沒有到達(dá)額定負(fù)荷之前，它曾經(jīng)過(guò)負(fù)荷。長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷是不允許的，在此情形，只能讓短路阻抗大的變壓器欠負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就限制了總輸出功率，能量損耗也增多。第八節(jié)電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)74繞組結(jié)合組號(hào)不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，同名相電壓間的位移角，此時(shí)，變壓器將出現(xiàn)平衡電流，引起此電流之電壓等于〔10-43〕式中U＝UI＝UII所以，