1、.变压器并列运行条件变压器是电力网中的重要电气设备,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。变压器并列运行,就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上,二次绕组并联在另一电压的母线上运行。 其意义是: 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。又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
2、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,提高系统的经济性。变压器并列运行最理想的运行情况是:当变压器已经并列起来,但还没有带负荷时,各台变压器之间应没有循环电流; 同时带上负荷后各台变压器能合理地分配负荷, 即应该按照它们各自的容量比例来分担负荷。 因此,为了达到理想的运行情况, 变压器并列运行时必须满足下面一个条件:1、变比要相等, 各变压器的原边额定电压要相等,各副边额定电压也要相等;2、连接组要相同,各变压器副边线电势对原边线电势的相位差应相等;3、短路阻抗相等,各变压器的阻抗电压标么值应相等。下面分析变压器并列运行条件中某一条件不符合时产生的不良后果:(一
3、) 电压比 ( 变比 ) 不相同的变压器并列运行:由于三相变压器和单相变压器的原理是相同的,为了便于分析, 以两台单相变压器并列运行为例来分析。 由于两台变压器原边电压相等,电压比不相等, 副边绕组中的感应电势也就不相等,便出现了电势差E。在 E 的作用下,副边绕组内便出现了循环电流IC 。当两台变压器的额定容量相等时,即SNI=SNII 。循环电流为:IC= E/(ZdI ZdII)式中 ZdI- 表示第一台变压器的内部阻抗ZdII-表示第二台变压器的内部阻抗如果 Zd 用阻抗电压UZK表示时,则Zd=UZK*UN/100IN式中 UN表示额定电压(V) ,IN 表示额定电流(A)当两台变压
4、器额定容量不相等时,即SNISNII ,循环电流IC 为:IC=II/UZKI(UZKII/a)式中: UZKI- 表示第一台变压器的阻抗电压UZKII-表示第二台变压器的阻抗电压INI INII- 用百分数表示的二次电压差II-变压器 I 的副边负荷电流根据以上分析可知:在有负荷的情况下,由于循环电流Ic 的存在,使变比小的变压器绕组的电流增加, 而使变比大的变压器绕组的电流减少。这样就造成并列运行的变压器不能按容量成正比分担负荷。如母线总的负荷电流为I 时 (I=INI INII),若变压器 I 满负荷运行,.则变压器II欠负荷运行; 若变压器II满负荷运行, 则变压器I 过负荷运行。 由
5、此可见, 当变比不相等的变压器并列运行时,由于循环电流Ic 的存在,变压器不能带满负荷,使总容量不能充分利用。又由于变压器的循环电流不是负荷电流,但它却占据了变压器的容量,因此降低了输出功率,增加了损耗。当变比相差很大时,可能破坏变压器的正常工作,甚至使变压器损坏。为了避免因变比相差过大产生循环电流Ic 过大而影响并列变压器的正常工作,规定变比相差不宜大于0.5%(二 ) 阻抗电压不等时变压器并列运行:因为变压器间负荷分配与其额定容量成正比,而与阻抗电压成反比。也就是说当变压器并列运行时, 如果阻抗电压不同,其负荷并不按额定容量成比例分配,并列变压器所带的电流与阻抗电压成反比,即II/III=
6、UZKII/UZKI或 UZKIIII=UZKIIIII,设两台变压器并列运行,其容量为SNI, SNII ,阻抗电压为UZI、UZII ,则各台变压器的负荷按下式计算:SI=(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)(SNI/UZKI)SII=(SNI+SNII)/(SNI/UZKI+SNII/UZKII)(SNII/UZKII)即 S I/SII=(SNI UZKII)/(SNIIUZKI)根据以上分析可知: 当两台阻抗电压不等的变压器并列运行时,阻抗电压大的分配负荷小,当这台变压器满负荷时, 另一台阻抗电压小的变压器就会过负荷运行。 变压器长期过负荷运行是不允许的,
7、因此,只能让阻抗电压大的变压器欠负荷运行,这样就限制了总输出功率,能量损耗也增加了, 也就不能保证变压器的经济运行。 所以,为了避免因阻抗电压相差过大,使并列变压器负荷电流严重分配不均, 影响变压器容量不能充分发挥, 规定阻抗电压不能相差 10%。(三 ) 接线组别不同的变压器并列运行:变压器的接线组别反映了高低侧电压的相应关系, 一般以钟表法来表示。 当并列变压器电压比相等, 阻抗电压相等, 而接线组别不同时, 就意味着两台变压器的二次电压存在着相角差 和电压差 U,在电压差的作用下产生循环电流Ic :Ic= E/(ZdI+ZdII)如果以 角表示绕组组别不同的变压器线电压之间的夹角,而Zd
8、 用 UZK表示时,循环电流可用下式表示:Ic=2U1sin( /2)/(ZdI+ZdII)=200sin(/2)/UZK1/In1+UZK2/In2如果 In1=In2=In,UZK1=UZK2=UZK, 则上式变为Ic=100sin( /2)/UZK式中 In 、 UZK可用任一台变压器额定电流和阻抗电压。假设两台变压器变比相等,阻抗电压相等,而其接线组别分别为Y/Y0-12 和 Y/ -11 ,则由接线组别可知,当=360 330=30,UZK%=(56)%Ic=100sin( /2)/UZK得 IC=(4 5)In ,即循环电流时额定电流的4 5倍,分析可知接线组别不同的两台变压器并列
9、运行,引起的循环电流有时与额定电流相当,但其差动保护、 电流速断保护均不能动作跳闸,而过电流保护不能及时动作跳闸时,将造成变压器绕组过热,甚至烧坏。由以上分析可知, 如果电压比 ( 变比 ) 不相同, 两台变压器并列运行将产生环流,影响变压器的出力。 如果百分阻抗不相等,则变压器所带的负荷不能按变压器的容量成比例分配,阻抗小的变压器带的负荷大, 阻抗大的变压带的负荷反而小,也影响变压器的出力。变压器并列运行常常遇到电压比 ( 变比 ) 、百分阻抗不完全相同的情况,可以采用改变变压器分接头的方法来调整变压器阻抗值。 若第三个条件不满足将引起相当于短路的环流,甚至烧毁变压器;.因此, 接线组别不同的变压器不能并列运行。一般情况下, 如果需将接线组别不同的变压器并列运行, 就应根据接线组别差异不同, 采取将各相异名、始端与末端对换等方法,将变压器的接线化为相同接线组别才能并列运行。根据运行经验,两台变压器并列,其容量比不应超过3:1。因为不同容量的变压器阻抗值较大,负荷分配极不平衡;同时从运行角度虑,当运行方式改变、检修、事故停电时,小容量的变压器将起不到备用的作用。.