变压器并联运行条件
分析
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变压器并联运行条件
?广东电网汕尾供电局黄科文
变压器的并联运行提供了许多方便,并提高了经济效
益.因为电力负荷是在一年甚至一昼夜内都在较大范围内
变动.例如对照明来说,夏天的需求量大于冬天,晚上大于白
天.而选择变压器容量时,必须满足最大负荷的要求来选择.
为了满足这种需求.若不采取并联运行,只能安装l台容量
足够大的变压器,虽然它的价格比2台小容量的变压器低,
但它在运行上的经济效果较差,也不能保证供电的可靠性.
变压器并联运行时,出现的主要问题是如何保证负
荷在变压器之间的均衡分配.当容量相当和结构类似的
变压器并联运行时,负荷在它们之间的均衡分配是由于
全部并联回路的对称而自动维持的.但实际上经常并联
一
些在结构上不同和额定容量不等的变压器.为了保证
负荷的均衡分配,确保变压器安全,经济,可靠运行,变压
器并联运行时必须符合下列条件:(1)所有变压器的高压
侧和低压侧电压必须相等,亦即是要求变压器的变压比
相同;(2)所有变压器的短路电压百分比相等;(3)三相变
压器并联运行时,它们的线圈连接组别必须相同.
1变压比不同的变压器并联运行
为了便于说明,以2台单相变压器的并联运行为例.
当变压比相同时,各变压器的二次侧电压相等,并且在
如图1所示. abega回路中无论有无负荷都没有电流,
变压比不同时.各变压器的二次电压不相等,并且在
二次线圈回路abega中和一次线圈dchfd中,即便无负荷
也有循环电流,循环电流的大小取决于变压器的二次侧
电压差.循环电流I为:
Lh=(U1一U2)/(Zdl+Z越)
式中:(U.一U:)为变压器的二次侧电压差;
ZZ也分别为2台变压器的阻抗.
如变压器阻抗Z用短路电压U
表
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示,则:
Zd=UdUe,(100I)
式中:IJe,I分别为变压器额定电压和额定电流.
设第2台(较大的)变压器额定电流I:对第l台(较
小的)变压器额定电流I之比为:p=l1/I:,以百分数表示二
次侧电压差为Ot.则循环电流按下式计算:
l~=all(Udl+Ud2,B)
式中:UU分别为第1台,第2台变压器的短路电压.
n电气时空翻
研究探讨
九
7”3析刖l
4b220v
圈1变压比不同时产生的循环电流
为了更好分析.举例说明.如容量为100kVA,电流为
251A,阻抗5.5%,电压比为6kV/230V的变压器和另一台
容量为315kVA,电流为827A,阻抗5.5%,电压比为6
kV/220V的变压器并联运行时(连接组别相同),可求得
a-4.55%,循环电流I~=159.5A.
此例说明,2台变压器二次侧电压相差4.55%时,循
环电流为较小变压器额定电流的64%,其中较大的为
19%.很明显,空载时这样大的循环电流是不允许的.
在有负荷时,二次侧电压较高的变压器所带负荷的
百分比较大.如果上例2台变压器总负荷电流(在COSet=
0.8时)等于额定电流之和,可求得各变压器的负荷分配,
二次电压较大的第1台变压器过负荷72%.而第2台变
压器欠负荷21.5%.《变压器规程》规定,变压器的变比相
差0.5%以上时,变压器不允许并联运行.
2短路电压不同的变压器并联运行
连接组别和变压比相同.但短路电压不同的变压器
并联运行时.各变压器间的负荷分配与额定容量成正比,
与短路电压成反比.
S’
Si
s1,Udt+s2,Ua+..…+
式中:S,s2……S分别为各台并联运行的变压器容量;
Udl,U……U由为变压器的短路电压;
S为变压器总容量.
上式说明短路电压小的变压器担负较大负荷.
例如3台变压器并联运行,各变压器参数如下:
S1=315kVAUd1:4.0%
……9
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栏
日
编
辑
,,
肖
朝
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黪电气时空
S2=500kVAU~tz=5.0%
S3:1000kVAU=6.0%
计算可得:总负荷容量S为1815kVA时,各变压器负
荷为Sl=403kVA;S2=525kVA;S3=875kVA.
此例说明:U值较小的过负荷(一台过负荷28%,另
一
台过5%),U值较大的欠负荷(第3台欠负荷12.5%).
为使容量315kVA和500kVA变压器不过负荷.则必须将
总负荷降低到使315kVA变压器承担其额定容量的程
度.由此可见,此时运行的变压器总负荷要比额定容量之
和小得多.如希望变压器的负荷与容量能均衡分配,必须
使它们的短路电压相等.《变压器规程》规定,并联变压器
的短路电压之差不应超过10%.
3线圈连接组别不同的变压器并联运行
变压比和短路电压相同,但线圈连接组不同的变压器
并联运行时,各变压器之间将产生循环电流,循环电流等于:
Lh=?u/(zdl+Z)
式中:?U为变压器同极性端子之间的电压差:
Z和Z出为变压器的阻抗.
如以a表示线圈连接组不同变压器的线电压角度
差,而Zd值用U值表示,如图2所示.
则循环电流可按下列
公式
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计算:
小资料
?V
图2连接组别不同的变压器并联运行分析矢量图
Iz,=2U1Sin(a/2)/(Zd1+Z)=200Sin(a/2)/(Ual/Il+Ul/I2)
例如变压比与短路电压相同但连接组不同的2台变
压器并联运行,一台为Y,Y.(即Y/Y0),而另一台为Y,
d(即Y/A-II).试求2台变压器之间的循环电流.
这种接法相角差为330..则线电压之间的角度a为
30.,利用上式可以求得.上述计算说明,当Ud为5-6%
时,循环电流较额定电流大4,5倍,所以连接组别不同的
变压器是不允许并联运行的(调换变压器接线头使连接
组相同除外).
4结束语
在实际应用中,参数不同的变压器并联运行,应当严
格按照变压器并联运行允许条件进行组合.坚决杜绝并
联变压器变压比相差0.5%以上,短路电压之差超过
10%,线圈连接组别不相同的变压器并联运行,才能保证
并联变压器安全,经济,可靠运行.
变压器并联运行,的目的
1,变压器并联运行的概念
将2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
式就是变压器的并联运行.优点:保障运行安全,当一台
有故障时,另外一台可以起作用,保障重要负荷运行.检
修时,也可以保障一台运行;缺点:需要费用大,就是2
台自身都耗电;通常情况,宁选两个小的,不选一个大
的.
2,变压器并联运行的目的及优点.
(1)提高变压器运行的经济性.当负荷增加到一台
变压器容量不够用时,则可并联投入第2台变压器.而
当负荷减少到不需要两台变压器同时供电时.可将一台
变压器退出运行.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.(2)提高供电可靠性.当并联运行的变压器中有一台
宙…
损坏时,只要迅速将之从电网中切除,另一台或2台变
压器仍可正常供电;检修某台变压器时,也不影响其它
变压器正常运行,从而减少了故障和检修时的停电范围
和次数,提高供电可靠性.(3)节约电能,实现节电增效.
比如4000kVA和3150kVA两台并联运行的变压器.经
过对2台变压器运行情况进行计算,并联运行一年后,
节约电能10.2万kWh,节电效果非常明显,降低了资金
投入.
3,变压器分别接在两段母线上,2台分开带几条线
路运行时的缺点.
(1)出现大马拉小车的现象,当负荷增加到一台不
够用,而并联运行又不可能时,2台变压器分别带几条
线路运行,由于出线固定,其中一台因带线路少或负荷
小,就会出现大马拉小车现象,增加损耗.(2)当线路用
电负荷增大,而向它供电的一台变压器容量不够时,就
会导致变压器过负荷,影响经济运行及供电可靠性.