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浅议变压器并列运行的条件

时间:2011-04-24  作者:秩名

论文导读:变压器是电力网中的重要电气设备,由于连续运行的时间长,为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性,在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。变压器并列运行,就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上,二次绕组并联在另一电压的母线上运行。
关键词:变压器,并列运行
 

变压器是电力网中的重要电气设备,由于连续运行的时间长,为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性,在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。变压器并列运行,就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上,二次绕组并联在另一电压的母线上运行。电力变压器要考虑运行的经济性,特别是对于多台变压器的供电企业变电站,由于经济与合理运行的需要,常常采取将两台或多台变压器并列运行或解列运行。

1.变压器并列运行的条件

变压器并列运行时,理想的运行情况是:变压器已经并列运行而没有带负荷时,各变压器与单独空载运行时一样,只有空载电流,各变压器之间没有还流存在:当带上负荷以后,各变压器能够按期容量的大小从成比例地分配负荷,即大容量的变压器多分担负荷,小容量的变压器少分担负荷。为达到上述理想运行情况,并列运行的变压器必须满足下列条件:

1.变压器应联结组标号相同;

2.变压器的电压比应相等,其电压比最大允许相差±0.5%;

3.变压器阻抗电压百分比应相等,允许相差不超过±10%;

4.变压器容量比,不超过3:1。

2.变压器并列运行的意义

2.1提高运行的经济性

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。

2.2提高供电的可靠性

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,又能保证不中断供电,提高供电的可靠性。

2.3 可以分期安装变压器

如变电站的负荷是遂渐增加的,相应可以遂年根据需要安装并列变压器,从而减少初次投资,充分发挥资金的经济效益。

2.4有利于安排变压器的检修。

3.分析变压器并列运行条件不满足时产生的后果

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(变比)不相同的变压器并列运行

由于三相变压器和单相变压器的原理是相同的,为了便于分析,以两台单相变压器并列运行为例来分析。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△e,在△e的作用下,副边绕组内便出现了循环电流ic,当两台变压器的额定容量相等时,即sni=snii。循环电流为:ic=△e/(zdi+zdii);式中zdi—表示第一台变压器的内部阻抗;zdii—表示第二台变压器的内部阻抗;如果zd用阻抗电压uzk表示时,则zd=uzk*un/100in;式中un表示额定电压(v),in表示额定电流(a);当两台变压器额定容量不相等时,即sni≠snii,循环电流ic为:ic=α*ii/[uzki+(uzkii/β)];式中:uzki—表示第一台变压器的阻抗电压;uzkii—表示第二台变压器的阻抗电压;ini<inii;α——用百分数表示的二次电压差;ii——变压器i的副边负荷电流;

根据以上分析可知:在有负荷的情况下,由于循环电流ic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。如母线总的负荷电流为i时(i=ini+inii),若变压器i满负荷运行,则变压器ii欠负荷运行;若变压器ii满负荷运行,则变压器i过负荷运行。由此可见,当变比不相等的变压器并列运行时,由于循环电流ic的存在,变压器不能带满负荷,使总容量不能充分利用。

3.2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,即ii/iii=uzkii/uzki或uzkiiii=uzkiiiii,设两台变压器并列运行,其容量为sni,snii,阻抗电压为uzi、uzii,则各台变压器的负荷按下式计算:si=[(sni snii)/(sni/uzki snii/uzkii)]*(sni/uzki);sii=[(sni snii)/(sni/uzki snii/uzkii)]*(snii/uzkii);即s△i/sii=(sni*uzkii)/(snii*uzki)。

根据以上分析可知: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,规定阻抗电压不能相差10。

3.3接线组别不同的变压器并列运行

变压器的接线组别反映了高低侧电压的相应关系,一般以钟表法来表示。当并列变压器电压比相等,阻抗电压相等,而接线组别不同时,就意味着两台变压器的二次电压存在着相角差α和电压差△u,在电压差的作用下产生循环电流ic:ic=△e/(zdi zdii)

如果以α角表示绕组组别不同的变压器线电压之间的夹角,而zd用uzk表示时,循环电流可用下式表示:ic=2u1sin(α/2)/(zdi zdii)=200sin(α/2)/[uzk1/in1 uzk2/in2]

如果in1=in2=in,uzk1=uzk2=uzk,则上式变为:ic=100sin(α/2)/uzk;式中in、uzk可用任一台变压器额定电流和阻抗电压。

假设两台变压器变比相等,阻抗电压相等,而其接线组别分别为y/y0—12和y/△—11,则由接线组别可知,当α=360°-330°=30°,uzk=(5~6)ic=100sin(α/2)/uzk得ic=(4~5)in,即循环电流时额定电流的4~5倍,分析可知接线组别不同的两台变压器并列运行,引起的循环电流有时与额定电流相当,但其差动保护、电流速断保护均不能动作跳闸,而过电流保护不能及时动作跳闸时,将造成变压器绕组过热,甚至烧坏。

3.4容量不同的变压器并列运行

根据运行经验,两台变压器并列,其容量比不应超过3:1。论文参考网。因为不同容量的变压器阻抗值较大,负荷分配极不平衡;同时从运行角度虑,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。

4.变压器并列运行应注意的事项

变压器并列运行时,除应满足并列运行条件外,还应该注意安全操作,一般应考虑以下各方面:

1.进行变压器的并列或解列操作时,不允许使用隔离开关和跌开熔断器。并列和解列运行要保证正确的操作,不允许通过变压器倒送电。

2.需要并列运行的变压器,在并列运行之前应根据实际情况,预计变压器负荷电流的分配,在并列之后立即检查两台变压器的运行电流分配是否合理。在需解列变压器或停用一台变压器时,应根据实际负荷情况,预计是否有可能造成一台变压器的过负荷。论文参考网。而且也应检查实际负荷电流,在有可能造成变压器过负荷的情况下,变压器不准进行解列操作。

3.新投入运行和检修后的变压器,在并列之前,首先应进行核相,并在变压器空载状态时试并列后,方可正式并列运行带负荷。

4.变压器的并列,必须考虑并列运行的经济性,不经济的变压器不允许并列运行,同时,还应注意不宜频繁操作。论文参考网。

5.结束语

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。变压器并列运行常常遇到电压比、百分阻抗不完全相同的情况,可以采用改变变压器分接头的方法来调整变压器阻抗值。采取将各相异名、始端与末端对换等方法,将变压器的接线化为相同接线组别,确保变电站变压器的健康稳定经济运行。


【参考文献】
[1]韩忠民.变压器连接组[M].机械工业出版社.1999
[2]陈叔涛.电力变压器的并联运行[M].机械工业出版.2002
 

 

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