变压器的并列运行.doc

变压器的并列运行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，通过一母线互相连接，这种运行方式叫变压器的并列运行，其单线系统图如图221所示。 图221 变压器并列运行单线系统图6.1. 变压器并列运行的目的（1）提高变压器运行的经济性。当负荷增加到一台变压器的容量不够用时，则可并列投入第二台变压器，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。这样，可尽量减少变压器本身的损耗，到达经济运行的目的。（2）提高供电可靠性。当并列运行的变压器有一台损坏时，只要迅速将其从电网中切除，其它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。这样减少了故障和检修时的停电范围。 6.2. 变压器并列运行的条件变压器的并列运行固然具有很多优点，然而并非所有的变压器均能并列运行。变压器并列运行应同时满足下列条件：（1）变压器的接线组别相同。 （2）变压器的变比相同（允许有0.5%的差值）。（3）变压器的短路电压相等（允许有10%的差值）。除满足以上三个条件以外，对于并列运行变压器的容量比一般不宜超过31。以上并列运行条件中，前两个条件保证了变压器空载时绕组内不会有环流，第三个条件保证负荷分配与容量成正比。同时，考虑到容量不同的变压器短路电压值不相同，容量小的变压器短路电压小，因此对容量比有一定的要求。6.3. 接线组别不同时变压器并列运行的后果当并列运行变压器的变比和短路电压相同，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，yn0（Y/Y012）和Y，d11（Y/11）接线组别的变压器为例说明：这两台变压器的一次侧接在同一母线上，相应的一次侧线电压是同相位的，其二次相所对应的线电压则有30o的相位差，如图222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UU1abU2ab，是两个对应线电压的相量差，从图222可求得合成电压的数值 U2 U2absin15o0.52U2ab其它两相情况也类似。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。 图222 连接组不同时变压器并列运行的相量图6.4. 变压比不同时变压器并列运行的后果当并列运行变压器的接线组别相同、短路电压相等，而变压比不同时，则并列运行变压器的二次电压也不等。当两台变压器空载时，二次回路就会有电压差，因此而产生环流IC。变压比相差太大，产生环流就很大，影响变压器容量的合理利用，所以并列变压器变压比相差必须限制在0.5之内。环流大小决定并列运行变压器二次电压的差值，即 式中，Zd1、Zd2两台变压器的短路阻抗；Ue1、Ue2两台变压器的二次额定电压。如Zd用短路电压来表示，则如两台变压器中第二台的容量大，即Ie2Ie1，并令两台变压器的额定电流之比为Ie2/ Ie1，又设，则 6.5. 短路阻抗不等时变压器并列运行的后果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，也就是短路电流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。从图223的两台并列变压器简化等值电路图中可以看出IAZdA=IBZdB （218）负载电流与短路阻抗Zd成反比。由于两台变压器的额定电压相等，即 UeAUeB从而 IeAZeAIeBZeB （219）将（218）式与（219）式相比得 即 IA* ZdA*IB* ZdB* （220）式中，IA*、IB*A、B两台变压器的负荷电流相对值；ZdA*、ZdB*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。式（220）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不相等。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。 图223 两台并列运行变压器简化等值电路图七、变压器的经济运行7.1. 变压器损耗计算变压器的一次绕组从电源侧获得有功功率P1，除了一小部分消耗于内部损耗外，全部转换为输出功率P2。变压器的效率是很高的。变压器在运行中的内部损耗包括：变压器铁损和铜损两部分。（1）变压器的铁损P0当一次侧加有交变电压时，铁芯中产生交变磁通，从而在铁芯中产生的磁滞与涡流损耗，总称铁损。变压器的空载损耗 P0I02R1+P0 （221）由于空载电流I0和一次绕组电阻R1都比较小，所以I02R1可以忽略不计，因而变压器的空载损耗基本上等于铁损。当电源电压一定时，铁损基本上是个恒定值，而与负载电流大小和性质无关。（2）变压器的铜损PK由于变压器一、二次绕组都有一定的电阻（R1、R2），当电流流过时，就要产生一定的功率和电能损耗，这就是铜损。由于铜损PKI12R1+ I22R2，因而变压器的铜损主要决定于负载电流的大小。又由于 （222）式中，PKe变压器在额定负载时的铜损，其值近似为变压器的短路损耗，可用短路试验测出。设变压器的负载系数KfzI2/Ie2（任一负载下二次电流与二次额定电流之比），则将（222）式改写为 PKKfz2 PKe （223）由式（223）可知，变压器的铜损与负载系数的平方成正比，因而变压器的铜损与负载的大小和性质有关。只要知道负载电流的大小，就可以算出这一负载时变压器的铜损。（3）变压器的效率变压器输出功率P2和输入功率P1的百分比，称为变压器的效率 （224）又因为输入功率P1P2+ P0+ PK，所以 （225）变压器的效率一般都在95以上。当负载的功率因数cos为一定值时，变压器的效率与负载系数的关系，称为变压器的效率曲线，如图224所示。它表明了变压器的效率与负载大小的关系。 图224 变压器效率曲线从图224中可以看出，当变压器输出为零时，效率也为零；输出增大时，效率开始很快上升，直到最大值，然后又下降。这是因为变压器的铁损基本上不随负载变化，当负载很小时，这部分损耗占的比重大，因而效率低。又因铜