变压器的并列运行分析(一)

变压器的并列运行分析 (一)摘要 :分析两台变压器并列运行时必具备的条件及不具备条件的后果。关键词：变压器并列运行分析0 引言在发电厂和变电所中，变压器是重要电气设备，为了提高供电的可靠性和灵活性，减少能量损耗，保证经济运行，通常将二台或数台变压器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的方式来运行。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，又能保证不间断供电，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。但是，变压器并列运行应同时满足下列条件： 变压器变比相同（允许有 0.5% 的差值）； 变压器的短路电压相等（允许有 10%的差值）； 变压器的接线组别相同。除满足以上三个条件外，对于并列运行变压器容量比一般不超过 3:1。2 变压器并列运行条件分析（下面结合某一变电站进行分析）2.1 某一变电站两台变压器技术参数及电气主接线：变压器的技术数据变压器分接开关各档位对应表2.2 不满足变压器并列运行条件分析变压比不同时的变压器并列运行分析当并列运行变压器的接线组别相同、短路电压相等，而变比不等时，那么并列运行变压器的二次电压不等。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。变比相差越大，产生环流也越大，影响变压器容量的合理利用，所以并列变压器变比相差必须限制在0.5%之内。式中 :ZdL1、ZdL2分别为两台变压器的短路阻抗；Ue1、Ue2 分别为两台变压器的二次额定电压；若两台变压器中第二台的容量大，即Ie2Ie1式中 UdL1、UdL2 分别为两台变压器的短路电压以上述变电站为例：设1#主变档位为 I 档， 2#主变档位为 I 档：由于 S1=S2=6300KVA则因此上述变电所两台主变变比不等时，产生环流以上计算可知，上述两台变压器变比不等相差2.5%时，产生环流可达额定电流的 17.8%。由于环流在变压器空载时便存在，它占据了变压器的容量，增大了变压器损耗，不能使所有并列运行的变压器都带上额定负荷，结果使变压器的总容量不能充分利用。短路电压不等时变压器并列运行分析当并列运行中的变压器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产生环流，但会影响两台变压器的负荷分配。从两台并列运行变压器简化等值电路图可以看出：I1ZdL1=I2ZdL2即负载电流与短路阻抗ZdL成反正由于 Ue1=Ue2则 Ie1Ze1=Ie2Ze2式中 I*1 、I*2 两台变压器的负荷电流相对值；Z*dl1、Z*dL2 两台变压器的短路阻抗相对值，数值与短路电压相等。从上式说明，负载电流的相对值与短路电压成反比，由于短路电压不等，所以负载电流相对值不等，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。如上述某变电站， 1#主变 UdL1=7.44%，2#主变 UDl2=7.81%，则两台变压器短路电压不等，根据I*1Z*dl1=I*2Z*dL2 代入有关数据由此可见，当短路电压数值大的变压器满载时，短路电压数值小的变压器会过载。为使负荷合理分配，在两台变压器短路电压相差不超过 10%的情况下，可选择容量大的变压器短路电压小些，一般要求并列变压器容量比不宜超过 3:1，也就是限制了变压器的短路电压相差值不至过大。接线组别不同时变压器并列运行分析当并列运行变压器的变比和短路电压相同，而接线组别不同时，变压器并列运行的回路中会产生环流。绕组接线组别不同的变压器并列运行时，同名相电压间的位移角 等于连接组号N 之差乘以 30则 =（N1-N2）30如果并列运行变压器容量相同， 短路电压相等，而只有接线组别不同，则产生环流例：当 30时短路电压为 UdL=7.44%时只有在故障情况下，才允许短时通过这样大的电流，由此可见，在作用下，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。根据变压器并列运行条件，上述变电站两台主变符合三个条件可并列运行 : 变压器的接线组别相同，均为 Ynd11； 变压器变比相同（通过有载调压实现）； 变压器的短路电压相等（相差 +4.7%3n台变压器并、解列运行的经济点计算运行中的变压器损失可分成铁损和铜损。一般说来，铁损基本不变，但铜损随着负荷电流的平方而变化。因此，在一定负荷下，多并列运行一台变压器的总铁损增加而铜损将减少。变压器并、解列的经济点按下列公式计算 :