变压器并列运行浅析

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摘 要： 通过对变压器并列运行条件的分析以及并列运行变压器安装应注意事项的阐述，提出从技术上防范，在变压器并列运行时，要从安全、经济原则出发，合理安排，达到经济运行的目的。

关键词： 变压器； 注意事项； 电压

中图分类号： TM406 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）09-0053-02

变压器是电力网中的重要电气设备，它根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流电压，以满足不同负荷的需要。变压器由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行，达到经济运行的目的。

一、变压器并列运行的概念

将两台或多台变压器的一次侧以及二次侧同极性的端子之间，通过同一母线分别互相连接，这种运行方式就是变压器的并列运行。

二、变压器并列运行的目的及优点

（一）提高变压器运行的经济性

由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数。当负荷增加到一台变压器容量不够用时，则可并列投入第二台变压器，特别是在农村，季节性用电特点明显，变压器并联运行可根据用电负荷大小来进行投切，这样，可尽量减少变压器本身的损耗，达到经济运行的目的。

（二）提高供电可靠性

当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，提高供电的可靠性。

三、变压器并列运行的条件

根据《电力变压器运行规程》5.7.1 规定，变压器并列运行应同时满足以下条件：

1.联结组标号相同，即并列运行的两台或多台变压器的接线组别相同。所有并列变压器一次、二次电压的相序和相位都必须对应地相同，否则不能并列运行。接线组别不同的变压器并列运行时，二次侧产生环流。以Y，yn12和Y，d11两台变压器并列运行为例，其二次侧线电压有一个30°的相位差。如果这样，即使二次侧不接负载，回路中也会出现几倍于额定电流的环流，从而烧毁变压器。

当并列运行变压器的变化和短路电压相同，而接线组不同时，变压器并列运行的回路中会产生环流。以两台分别为Y，yn12和Y，d11接线组别的变压器举例说明：

这两台变压器的一次侧接在同一母线上，相对应的一次线电压是同相位的，其二次相对应的线电压则有30°的相位差，如图1所示。

由于两台变压器的二次线电压大小相等，所以变压器二次回路的合成电压■=■1ab-■2ab，是两个对应线电压的向量差。从图1中可求得合成电压的数值：

U=2U2absin15°=0.52U2ab

其他两相情况同样如此。由此可见，在U的作用下，并列运行变压器的二次绕组内虽然没有接负载，但在回路中也会出现几倍于额定电流的环流，这个环流会烧坏变压器。因此接线组别不同的变压器绝对不能并列运行。

2.电压比相等，即变压器的变比相同（允许有±5%的差值）。如果并列运行变压器变比不同，则并列变压器二次绕组的回路内将出现环流Ic，这样就增大了变压器的损耗，影响变压器的合理利用，同时二次电压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供给电流，导致绕组过热甚至烧毁，所以并列运行变压器的变比差值必须限制在±5%之内。

环流大小决定于并列运行变压器二次电压的差值，即

Ic=■

Zd11、Zd12——分别为两台变压器的短路阻抗；

Ue1、Ue2——分别为两台变压器的二次额定电压。

如Zd1用短路电压来表示，则：

Zd1=■×■

若两台变压器中第二台的容量大，即Ie2>Ie1。并令其两台变压器的额定电流之比为：

β=■，又设α=■×100%。

则式Ic=■可改写为：Ic=■

Ud11、Ud12——分别为两台变压器的短路电压。

如：两台变压器并列运行，其容量S1=100kVA，S2=240kVA，其变比K1=10kV/0.23kV、K2=10kV/0.22kV，而Ud11=Ud12=4.5%。求这两台变压器并列时的环流。

解： α=■×100%=■×100%=4.55%

Ie1=■=■=251A

Ie2=■=■=630A

β=■=■=2.5

Ic=■， 故：

Ic=■=181.28A

■×100%=■=72%

因此可知，两台变压器变比不同，产生的环流占小容量变压器额定电流的72%。变压器空载时有这么大的环流是不允许的。因为它占了变压器的容量，增大了变压器的损耗，不能使所有并列运行的变压器都带上额定负荷，会使变压器的总容量不能充分利用。

3.阻抗电压值相等，即变压器的短路电压值相等（允许有±10%的差值）。并列运行变压器的负荷分配与其短路电压成反比，短路电压小的变压器分配的负荷大，并列运行的变压器不能同时达到满载。如果并列运行变压器的短路电压器不相等，当短路电压值大的变压器满载时，短路电压值小的变压器就会过载。《电力变压器运行规程》规定，变压器长期过载是不允许的。所以并列运行变压器在短路电压差值不超过±10%的情况下，可以选择容量大的变压器短路电压小些，反之是不允许的。

当并列运行变压器的接线组别和变比都相同，而短路电压不等时，变压器二次回路不会有环流，但会影响两台变压器间的负荷分配。由于负荷分配与短路电压成反比，也就是短路电压小的变压器分配的负荷大，如果这台变压器的容量小，则将首先达到满载，而另一台变压器容量没有充分利用。

由图2的两台并列变压器简化等值电路图中可以看出：

IAZdLA=IBZdlB

负载电流与短路阻抗Zdl成反比。由于两台变压器的额定电压相等，即

UeA=UeB

从而IeAZeA=IeBZeB

将IAZdLA=IBZdlB与IeAZeA=IeBZeB相比得：

■=■

故：IA*ZdLA*=IB*ZdlB*

IA*、IB*——A、B两台变压器的负荷电流相对值；

ZdLA*、ZdLB*——A、B两台变压器的短路阻抗相对值，此数值与短路电压相等。

因此可以说明，负载电流的相对值与短路电压成反比。由于短路电压不相等，所以负载电流相对值也不等。并且说明，短路电压不等的变压器并列运行，不能同时达到满载。

一般要求并列变压器的容量比不宜超过3∶1，其实就是限制变压器的短路电压值相差不能过大。

四、并列运行变压器在安装中应注意的事项

1.检查变压器铭牌，检查是否符合变压器并列运行的基本条件。

2.检查变压器高、低压侧接线是否正确。

3.检查变压器调压分接开关是否在同一档位，安装时必须置于同一档位。

4.新装或变动过内外连接线的变压器，并列运行前必须核定相位。

变压器并列运行中，变压器的投运台数应按照负载情况，从安全、经济原则出发，合理安排。

参考文献：

[1] 电力变压器运行规程

[2] 进网作业电工培训教材

[3] 供电企业岗位技能培训教材