《電機(jī)技術(shù)應(yīng)用》課件 1.2.4 變壓器的并列運(yùn)行

變壓器的并列運(yùn)行變壓器

變壓器的并列運(yùn)行

并列運(yùn)行，是在一定的條件下將兩臺或多臺變壓器的一、二次側(cè)分別接到公共母線上，同時對負(fù)載供電的方式，并列運(yùn)行是一種可行的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。

負(fù)荷變化較大，用多臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行可以隨時調(diào)節(jié)投入變壓器的臺數(shù)。比如有的企業(yè)大量用電只有半年時間，考慮到冬天不用這么大的負(fù)荷，就可選用兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行，到負(fù)荷小的時候切掉一臺，以減小線損。

負(fù)荷容量很大，一臺變壓器不能滿足要求，可以采用并列運(yùn)行方式；并列運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)1提高供電可靠性，并聯(lián)運(yùn)行時，如果某臺變壓器發(fā)生故障或需要檢修時，可以將它從電網(wǎng)切除，而不中斷向重要用戶供電。2提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，可以根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行變壓器的臺數(shù)3減少初期投資，可以減少備用容量，并可隨著用電量的增加，分期分批地安裝新的變壓器，以減少初期投資。理想的并列運(yùn)行1空載時，各變壓器繞組之間無環(huán)流；2負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等；3負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載電流與總的負(fù)載電流同相位。并列運(yùn)行的條件1變比相等，且一、二次額定電壓分別相等2短路電壓（或短路阻抗）的標(biāo)幺值相等，且其短路阻抗角也相等3連接組別相同變比不等時的并列運(yùn)行～變壓器Ⅰ負(fù)載變壓器Ⅱ

圖中，若兩變壓器連接組別相同，但變比，則并聯(lián)前副邊電壓，并聯(lián)運(yùn)行后，副邊回路電壓和不等于零，變壓器之間會產(chǎn)生環(huán)流。假設(shè)變比不等時的并列運(yùn)行由此可知，變比不等的兩臺變壓器并聯(lián)時二次側(cè)會出現(xiàn)環(huán)流，兩臺變壓器的環(huán)流大小相等而符號相反，環(huán)流的大小與電壓差以及兩變壓器的短路阻抗大小有關(guān)。因?yàn)閯t其中變比不等時的并列運(yùn)行

變比不等時，每一變壓器二次側(cè)的電流都由負(fù)載分量和環(huán)流組成。根據(jù)磁動勢平衡關(guān)系，此時一次側(cè)會增加一個與二次側(cè)環(huán)流相平衡的一次環(huán)流。由于短路阻抗較小，即使變比相差不大，也能引起較大的環(huán)流。比如變壓器的短路阻抗ZKⅠ*=ZKⅡ*=0.5，ΔU*=0.01，環(huán)流可以達(dá)到額定電流的10%。由于各負(fù)載分量基本相同，迭加上環(huán)流后，勢必造成一臺變壓器電流大于負(fù)載分量，另一臺變壓器電流小于負(fù)載分量，這是變壓器并聯(lián)運(yùn)行所不希望的。

環(huán)流的存在，既占用了變壓器的容量，又增加了變壓器的損耗，這是很不利的。一般要求環(huán)流不超過額定電流的10%，為此電壓比的差值不應(yīng)大于1%。變比不等時的并列運(yùn)行例：兩臺單相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，變壓器I的S1N=100kVA，電壓為6000/230V；變壓器II的S2N=320kVA，電壓為6000/227V。ZKⅠ=ZKⅡ=0.019，且短路阻抗角相等，連接組別相同。求空載時的環(huán)流及其占額定電流的百分?jǐn)?shù)。解：二次側(cè)的額定電流為：環(huán)流占額定電流比值：由此可知，當(dāng)兩臺并聯(lián)運(yùn)行變壓器的變比差值較大時（1.3%），空載環(huán)流可達(dá)變比小的變壓器額定電流的18.2%，這就限制了變壓器的輸出功率，降低了變壓器的效率。

如果聯(lián)結(jié)組不同，當(dāng)各變壓器的原邊接到同一電網(wǎng)時，它們副邊線電壓的相位不同，而且至少是30°(Y,y0和Y,d11并聯(lián)時，副邊線電動勢的相位差為30°)。如果兩變壓器的變比相等，即圖中的線電動勢Eab1=Eab2=Eab，則副邊有電動勢差。連接組別不同時的并列運(yùn)行連接組別不同時的并列運(yùn)行1連接組別不同時，二次側(cè)線電壓之間至少相差30°，則二次線電壓差為線電壓的51.8%2由于變壓器的短路阻抗很小,這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會燒毀繞組3所以連接組別不同絕不允許并聯(lián)

上式說明并列運(yùn)行的各變壓器的負(fù)載電流與短路阻抗成反比。因此可能會出現(xiàn)短路阻抗小的變壓器已滿載，而短路阻抗大的變壓器處于欠載狀態(tài)，以致容量不能合理地利用。為了充分變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各臺變壓器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。短路阻抗標(biāo)么值不等時的并列運(yùn)行結(jié)論1

為了使各臺變壓器所承擔(dān)的電流同相位，要求各變壓器的短路阻抗角相等。變壓器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的最大容量之比不超過3：1。2

在任何一臺變壓器不過負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容量均能充分利用。1、三相變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件是（1）

，（2）

，（3）

，2、聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)?/p>

。

3、兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時，其負(fù)荷與短路阻抗（）分配。A．大小成反比B．標(biāo)么值成反比C．標(biāo)么值成正比4、多臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行中危害最大的因素是 （）A．環(huán)流 B．鐵芯不對稱C．阻抗不相等 D．電流不均5、變壓器的一、二次電壓一般允許有（）的差值，超過則可能在兩臺變壓器繞組中產(chǎn)生環(huán)流，影響出力，甚至可能燒壞變壓器。A.±0.5%B.±1%C.±1.5%D.±2%空載時各變壓器之間無環(huán)流負(fù)載后各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等

負(fù)載時各變壓器分擔(dān)的電流應(yīng)同相會引起極大的環(huán)流把變壓器燒毀

BAA思考與練習(xí)6、變壓器并列運(yùn)行的基本條件是什么？如不符條件后果如何?答(1)變比相等。變壓器變化不等時，兩臺變壓器構(gòu)成的回路由于相同相間產(chǎn)生的電位差而產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流的大小決定于兩臺變壓器變比的差異的大小。(2)聯(lián)結(jié)組序號必須相同。

聯(lián)結(jié)組別必須相同，這是因?yàn)榻泳€組別不同時，變壓器的副邊電壓相位就不同，至少差30°，這個電壓差將出現(xiàn)很大環(huán)流，甚至將變壓器燒毀。

(3)短路電壓相同。

短路電壓如不同，各變壓器中雖然沒有循環(huán)環(huán)電流，但會使兩臺變壓器的負(fù)載分配不均勻。

除上述三條之外，還應(yīng)注意下面三個條件:(1)一、二次電壓等級對應(yīng)相等;

(2)并列運(yùn)行時相序?qū)?yīng);(3)容量差不宜超過1/3。容量差過大的后果是負(fù)荷分