变压器并列运行条件

变压器是电网中重要的电气设备。由于连续运行时间长，为了保证变压器的安全经济运行，提高供电的可靠性和灵活性，通常两个或两个以上的变压器并联运行。变压器并联运行是指两个或多个变压器的初级绕组并联到同一电压的母线上，而次级绕组并联到另一电压的母线上。其意义在于：当一台变压器发生故障时，其他并联运行的变压器仍能继续运行，以保证重要用户的用电；或者当变压器需要检修时，可以先将备用变压器并联，然后切断待检修变压器进行检修，这样既保证了变压器的计划检修，又保证了不间断供电，提高了供电的可靠性。此外，由于季节性强的电力负荷，部分变压器在淡季可以退出运行，不仅可以降低变压器空载损耗，提高效率，还可以降低无功励磁电流，提高电网功率因数，提高系统经济性。变压器并联运行最理想的运行条件是：当变压器已经并联但没有负载时，各变压器之间不应有环流；同时，负载后，各变压器可以合理分配负载，即按照各自的容量比例分担负载。因此，为了达到理想的运行条件，变压器并联运行时必须满足以下条件：(1)每台变压器的电压比(变压比)应相同(2)每个变压器的阻抗电压应相等(3)每台变压器的接线组应相同。下面分析变压器并联运行条件在某种条件下不满足的不良后果：(一)电压比(ratio)不相同的变压器并联运行：由于三相变压器和单相变压器的原理相同，为了便于分析，以两台单相变压器并联运行为例。由于两个变压器的一次电压相等，电压比不相等，所以二次绕组的感应电势不相等，出现电势差E。在E的作用下，次级绕组中出现一个环流集成电路。当两个变压器的额定容量相等时，即SNI=SNII。循环电流为：集成电路=E/(ZdI+ZdII)其中ZdI -代表第一个变压器的内部阻抗表示第二个变压器的内部阻抗如果Zd由阻抗电压UZK表示，则ZD=UZK * UN/100英寸其中，UN代表额定电压(v)，IN代表额定电流(a)当两台变压器的额定容量不相等时，即SNISNII，循环电流集成电路为：集成电路=*二/UZKI+(UZKII/)其中：UZKI -代表第一个变压器的阻抗电压UZKII -表示第二个变压器的阻抗电压INIINII-二次电压差，以百分比表示二-变压器一的二次负载电流根据以上分析，在负载条件下，由于循环电流Ic的存在，小变比变压器绕组的电流增大，而大变比变压器绕组的电流减小。因此，并联运行的变压器不能按其容量比例分担负载。如果母线总负荷电流为1(1=1=1+1)，如果变压器1满负荷运行，变压器2带负荷运行；如果变压器二满负荷运行，变压器一将过载运行。由此可见，当不等比变压器并列运行时，由于循环电流Ic的存在，变压器不能满载，总容量不能充分利用。由于变压器的循环电流不是负载电流，但它占用了变压器的容量，从而降低了输出功率，增加了损耗。当变化率相差很大时，变压器的正常运行可能会受到损害，甚至变压器也会受到损害。为避免因变比差过大而导致环流Ic过大，影响并联变压器的正常运行，规定变比差不应大于0.5%(2)变压器并联运行时阻抗电压不相等：因为变压器之间的负载分布与其额定容量成正比，与阻抗电压成反比。也就是说，当变压器并联运行时，如果阻抗电压不同，负载并不与额定容量成比例分布，并联变压器携带的电流与阻抗电压成反比，即，II/III=UZKII/UZKIII或UZKIIII=UZKIIIII。两台变压器并联运行，其容量为SNI、SNII，阻抗电压为UZI和UZII，每台变压器的负载按下式计算：西=(SNI斯尼)/(SNI/乌兹基斯尼/乌兹基)*(SNI/乌兹基)SII=(SNI斯尼)/(SNI/乌兹基斯尼/乌兹基)*(斯尼/乌兹基)也就是说，sI/sii=(sni * uzki)/(sni * uzki)根据以上分析，当两个阻抗电压不同的变压器并联运行时，阻抗电压较大的配电负载较小，当该变压器满载时，另一个阻抗电压较小的变压器会过载。变压器不允许长期过载运行，因此只有阻抗电压较大的变压器才能带负荷运行，从而限制了总输出功率，增加了能量损耗，无法保证变压器的经济运行。因此，为了防止并联变压器的负载电流因阻抗电压差过大而严重不均匀分布，从而影响变压器的容量，规定阻抗电压差不得超过10%。(3)不同接线组的变压器并联运行：变压器的接线组反映了高低压之间的对应关系，一般用时钟法表示。当并联变压器的电压比相等、阻抗电压相等、接线组不同时，意味着两个变压器的次级电压之间存在相角差和电压差U，在电压差的作用下产生环流Ic:Ic=E/(ZdI ZdII)如果不同绕组组的变压器线电压之间的角度用角度表示，Zd用UZK表示，循环电流可以用以下公式表示：IC=2U1sin(/2)/(ZDi ZDii)=200 sin(/2)/UZK 1/In1 UZK 2/In2如果in1=in2=in，uzk1=uzk2=uzzk，则上述等式变为Ic=100sin(/2)/UZK其中In和UZK可以是任何变压器的额定电流和阻抗电压。假设两台变压器的变比相等，阻抗电压相等，它们的接线组分别为Y/Y0-12和Y/-11，那么从接线组可以看出，当=360-330=30时，uzk %=(5-6)% IC=100 sin(/2)/uzk IC=(4-5)in，即循环电流时额定电流的4-5倍，两台不同接线组的变压器并联运行。引起的环流有时相当于额定电流，但差动保护和电流速断保护不能跳闸。如果过流保护不能及时跳闸，变压器绕组将过热甚至烧毁。从以上分析可以看出，如果电压比(变化率)不相同，两台变压器并联运行会产生环流，影响变压器的输出。如果阻抗百分比不相等，变压器承载的负载不能与变压器的容量成比例分配。低阻抗变压器承载的负载较大，而高阻抗变压器承载的负载较小，这也影响了变压器的输出。变压器并联运行经常会遇到电压比(变比)和阻抗百分比不完全相同的情况。变压器阻抗值可以通过改变变压器抽头来调节。如果不满足第三个条件，将导致相当于短路的环流，甚至烧毁变压器。因此，不同接线组的变压器不能并