變壓器并聯(lián)運(yùn)行條件

1、變壓器并列運(yùn)行條件變壓器是電力網(wǎng)中的重要電氣設(shè)備， 由于連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)， 為了使變壓器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及 提高供電的可靠性和靈活性， 在運(yùn)行中通常將兩臺(tái)或以上變壓器并列運(yùn)行。 變壓器并列運(yùn)行， 就是將兩臺(tái)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(yùn)行。 其意義是： 當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)， 并列運(yùn)行的其它變壓器仍可以繼續(xù)運(yùn)行， 以保證重要用戶(hù)的用電； 或當(dāng)變壓器需要檢修時(shí)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(jì)劃?rùn)z修， 又能保證不中斷供電，提高供電的可靠性。又 由于用電負(fù)荷季節(jié)性很強(qiáng)， 在負(fù)荷輕的季節(jié)可以將部分變壓器退出運(yùn)

2、行， 這樣既可以減少變 壓器的空載損耗，提高效率，又可以減少無(wú)功勵(lì)磁電流， 改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)的 經(jīng)濟(jì)性。變壓器并列運(yùn)行最理想的運(yùn)行情況是： 當(dāng)變壓器已經(jīng)并列起來(lái)， 但還沒(méi)有帶負(fù)荷時(shí)， 各臺(tái) 變壓器之間應(yīng)沒(méi)有循環(huán)電流； 同時(shí)帶上負(fù)荷后各臺(tái)變壓器能合理地分配負(fù)荷， 即應(yīng)該按照它 們各自的容量比例來(lái)分擔(dān)負(fù)荷。 因此， 為了達(dá)到理想的運(yùn)行情況， 變壓器并列運(yùn)行時(shí)必須滿(mǎn) 足下面一個(gè)條件：1、變比要相等， 各變壓器的原邊額定電壓要相等，各副邊額定電壓也要相等；2、連接組要相同， 各變壓器副邊線電勢(shì)對(duì)原邊線電勢(shì)的相位差應(yīng)相等；3、短路阻抗相等， 各變壓器的阻抗電壓標(biāo)么值應(yīng)相等。下面分析變壓器并列

3、運(yùn)行條件中某一條件不符合時(shí)產(chǎn)生的不良后果：( 一 ) 電壓比 ( 變比 ) 不相同的變壓器并列運(yùn)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?xún)膳_(tái)單相變壓器并列運(yùn) 行為例來(lái)分析。 由于兩臺(tái)變壓器原邊電壓相等， 電壓比不相等， 副邊繞組中的感應(yīng)電勢(shì)也就 不相等，便出現(xiàn)了電勢(shì)差。在厶E的作用下，副邊繞組內(nèi)便出現(xiàn)了循環(huán)電流IC。當(dāng)兩臺(tái)變壓器的額定容量相等時(shí)，即 SNI=SNII 。循環(huán)電流為：IC= E/(ZdI ZdII)式中 ZdI- 表示第一臺(tái)變壓器的內(nèi)部阻抗ZdII- 表示第二臺(tái)變壓器的內(nèi)部阻抗如果Zd用阻抗電壓UZK表示時(shí)，則Zd=UZK*UN/100IN式中UN表示額

4、定電壓(V)，IN表示額定電流(A)當(dāng)兩臺(tái)變壓器額定容量不相等時(shí)，即SNFSNII，循環(huán)電流IC為：ic=a* II/UZKI + (UZKII/ a )式中： UZKI- 表示第一臺(tái)變壓器的阻抗電壓UZKII- 表示第二臺(tái)變壓器的阻抗電壓INI v INIIa -用百分?jǐn)?shù)表示的二次電壓差I(lǐng)I-變壓器 I 的副邊負(fù)荷電流根據(jù)以上分析可知：在有負(fù)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(yùn)行的變壓器不能按 容量成正比分擔(dān)負(fù)荷。如母線總的負(fù)荷電流為I時(shí)(I=INI + INII)，若變壓器I滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行, 則變壓器 II

5、 欠負(fù)荷運(yùn)行； 若變壓器 II 滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行， 則變壓器 I 過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。 由此可見(jiàn)， 當(dāng) 變比不相等的變壓器并列運(yùn)行時(shí)，由于循環(huán)電流 Ic 的存在，變壓器不能帶滿(mǎn)負(fù)荷，使總?cè)?量不能充分利用。又由于變壓器的循環(huán)電流不是負(fù)荷電流， 但它卻占據(jù)了變壓器的容量， 因此降低了輸出功 率，增加了損耗。當(dāng)變比相差很大時(shí)，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(guò)大產(chǎn)生循環(huán)電流 Ic 過(guò)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(shí)變壓器并列運(yùn)行：因?yàn)樽儔浩鏖g負(fù)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(shuō)當(dāng)變壓器并 列運(yùn)行時(shí)，

6、如果阻抗電壓不同， 其負(fù)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(tái)變壓器并列運(yùn)行， 其容量為 SNI，SNII ，阻抗電壓為 UZI、UZII ，則各臺(tái)變壓器的負(fù)荷按下式計(jì)算： SI=(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII) (SNI/UZKI)SII=(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII) (SNII/UZKII)即 SA l/SII=(SNI * UZKII)/(SNII * UZKI)根據(jù)以上分析可知： 當(dāng)兩臺(tái)阻抗電壓不等的變

7、壓器并列運(yùn)行時(shí)， 阻抗電壓大的分配負(fù)荷小， 當(dāng)這臺(tái)變壓器滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)， 另一臺(tái)阻抗電壓小的變壓器就會(huì)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。 變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn) 行是不允許的，因此，只能讓阻抗電壓大的變壓器欠負(fù)荷運(yùn)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(jì)運(yùn)行。 所以，為了避免因阻抗電壓相差過(guò)大， 使并列變壓器負(fù)荷電流嚴(yán)重分配不均， 影響變壓器容量不能充分發(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(yùn)行：變壓器的接線組別反映了高低側(cè)電壓的相應(yīng)關(guān)系， 一般以鐘表法來(lái)表示。 當(dāng)并列變壓器電 壓比相等， 阻抗電壓相等， 而接線組別不同時(shí)， 就意味著兩臺(tái)變壓器的二次電壓存

8、在著相角 差a和電壓差厶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a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(shí)，循環(huán)電流可用下式表示:Ic=2U1sin( a /2)/(ZdI+ZdII)=200sin( a /2)/UZK1/In1+UZK2/In2如果 In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK, 則上式變?yōu)镮c=100sin( a /2)/UZK式中In、UZK可用任一臺(tái)變壓器額定電流和阻抗電壓。假設(shè)兩臺(tái)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(dāng) a =360°

9、; 330° =30° ,UZK%=(頭6)%lc=100sin( a /2)/UZK 得 IC=(4 5)In，即循環(huán)電流時(shí)額定電流的45倍，分析可知接線組別不同的兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，引起的循環(huán)電流有時(shí)與額定電流相當(dāng), 但其差動(dòng)保護(hù)、 電流速斷保護(hù)均不能動(dòng)作跳閘, 而過(guò) 電流保護(hù)不能及時(shí)動(dòng)作跳閘時(shí),將造成變壓器繞組過(guò)熱,甚至燒壞。由以上分析可知, 如果電壓比 (變比) 不相同, 兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)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(fù)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(fù)荷大, 阻抗大的變壓帶的負(fù)荷反而小, 也影響變壓器的出力。 變壓器并 列運(yùn)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(lái)調(diào)整變壓器阻抗值。 若第三個(gè)條件不滿(mǎn)足將引起相當(dāng)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(yùn)行。 一般情況下， 如果需將接線組別不同的變壓器 并列運(yùn)行， 就應(yīng)根