变压器并列运行条件探析

刘 旭 李忠义

(天津市电力公司检修公司 中国 天津 300222)

变压器是变电站最重要的设备，是全站设备运行的中心枢纽，所以变压器的并列运行成为变电站运行人员应关注的问题。变压器电压比不相同，两台变压器并列运行将产生环流，影响变压器的出力。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。因此，应尽量使并列运行变压器电流、电压、阻抗电压等值同时，但变压器并列运行中常会遇到电压比、百分阻抗不完全相同的情况，这时应采取必要的措施，确保变电站变压器运行更加稳定、健康而经济。

1 变压器并列运行意义所在

1.1 提高供电的可靠性

当并列运行的变压器中有一台发生故障时,只要迅速将其从电网中切除,另一台或两台变压器仍可正常供电;检修某台变压器时,也不影响其他变压器正常运行,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。

1.2 提高变压器运行的经济性

由于用电负荷季节性很强,可根据负荷的大小调整投入运行的变压器台数,这样既可以减少变压器的空载损耗,提高效率,降低变压器运行中的损耗,又可以减少无功励磁电流,改善电网的功率因数,提高电网的经济运行。

2 变压器并列运行所需条件

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;当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技术条件：

2.1 两个变压器的电压和变比应相同(变比差不得超过0.5%,调压范围与每级电压均应相同),否则两个变压器二次绕组内将出现环流,造成电能损耗,严重时将导致绕组过热并烧毁。

2.2 两个变压器的连接组别应相同(连接方式、极性、相序等均必须相同)。由于组别不同,将使两个变压器的低压侧产生相位差,由此产生电位差,而这一电位差会在低压侧形成较大的环流。

2.3 两个变压器的阻抗电压应相等(最多不超过±10%)。这是因为并列运行变压器的负荷是按其阻抗电压值成反比分配的,若阻抗电压值相差过大,则起不到均衡负荷的作用,严重时将会使阻抗电压值较小的变压器过负荷。

2.4 两个变压器的容量之差不宜过大(最多不超过3∶1)。如果差距过大,两个变压器的特性不可能完全相同,则两个变压器间的环流就会较大,极易造成容量较小的变压器过负荷。

3 不满足条件变压器并列运行的不良后果分析

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：

3.1 电压比不相等变压器的并列运行

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。在电势差的作用下，副边绕组内便出现了循环电流。

在有负荷的情况下，由于循环电流的存在，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。即变压器不能带满负荷，使总容量不能充分利用，不仅降低了输出功率，还增加了电能损耗。特别是当变比相差较大时，还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过大而影响并列变压器的正常工作，变压器并列运行的变比相差不宜过大。

3.2 阻抗电压不等情况下变压器的并列运行

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，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，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。

4 变压器并列运行的实际应用

在生产实践中，往往变压器已经存在，即使阻抗不相等，只要能保证最大负荷下短路阻抗最小的变压器不会过载，那么就可以并联使用。只要Uk%相同，基本上就是成正比分配负荷。

短路电压百分比应该叫短路阻抗更严谨一些，短路阻抗的定义为：短路阻抗用Uk表示，它指在额定频率和参考温度下，一对绕组中某一绕组端子之间的等效串联阻抗，此时另一绕组的端子短路。短路阻抗通常用百分数表示，此值等于短路试验中为产生相应额定电流时所施加的电压与额定电压之比。当短路阻抗不同时，不会产生环流，但会产生附加损耗。原因是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，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。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%。另外，如果并列变压器的变比不同或联接组别不同时都会产生环流。

两台要并列运行的的变压器如容量不同不会产生附加损耗，但不同容量的变压器阻抗值较大，负荷分配极不平衡，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。因此两台变压器并列，其容量比不应超过3∶1。

5 结语

综上所述，变压器并列运行应注意以下事项：①变压器运行前必须进行极性、接线组别及变比的测量试验以确保变压器安全并列运行；②变压器在安装后以及在进行过有可能使相位变动的工作后必须经过核相后才允许并列运行；③并列运行时，应合理选择并、解列点；④变压器并列运行前，必须根据各变压器档位的电压比，确定并列运行的变压器变比相等时所对应的档位，并进行相应的档位调整；⑤当并列运行的变压器中性点是经消弧线圈接地的，须进行消弧线圈由接一台主变运行切换到另一主变运行倒闸操作时，应遵循先停后送的原则，严禁将消弧线圈同时接入两台变压器的中性点上。

［1］张耀山.变压器并列运行的技术分析[J].现代经济信息，2010（6）.

［2］刘玉军.变压器并列运行问题简析[J].中国设备工程，2012（4）.