三相变压器的并联运行
三相变压器的并联运行
三相变压器并列运行,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。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,又能保证不中断供电,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,提高系统运行的经济性。
变压器并列运行最理想的运行情况是:当变压器已经并列...全部
三相变压器的并联运行
三相变压器并列运行,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。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,又能保证不中断供电,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,提高系统运行的经济性。
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励磁电流;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
必须满足下面一个条件:
(1) 各台变压器的电压比(变比)应相同;
(2) 各台变压器的阻抗电压(短路阻抗)应相等;
(3) 各台变压器的接线组别必须相同。
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:
(一)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/(Z△dI+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*UN/[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
INIII——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。 又由于
变压器的循环电流不是负荷电流,但它却占据了变压器的容量,因此
降低了输出功率,增加了损耗。
当变比相差很大时,可能破坏变压器
的正常工作,环流过大出现变压器误调,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Ic过大而影响并列变压器的正常工
作,规定变比相差不宜大于0。
5%。
(二)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SI/S△II=(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%。
例如:两台变压器,Se1=100KVA,Uk%=4。2,Se2=30KVA,
Uk%=3。7
由上述公式得出每台变压器分的负载:S1=96。9KVA;S2=33KVA。
S1由于Uk%大,负载不足,S2由于Uk%小而超载
(三)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/(Z△dI+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。
例如: 两台10/0。4kV型式Y。yn0和D。yn11结线变压器,
Se=50KVA,Uk%=4,Ie=72。2A,
由公式Ic=2U1sin(α/2)/(ZdI+ZdII)=200sin(α/2)/[UZK1/In1+UZK2/In2]计算得出变压器之间的环流I=476A ,即二次线电压差300时,环流是额定电流的6。
5倍。
由以上分析可知,如果电压比(变比)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。如果百分阻抗不相等,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(变比),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。若第三个条件不
满足将引起相当于短路的环流,甚至烧毁变压器;因此,接线组别不
同的变压器不能并列运行。
一般情况下,如果需将接线组别不同的变
压器并列运行,就应根据接线组别差异不同,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才能并列运
行。
根据运行经验,两台变压器并列,其容量比不应超过3:1。
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。
参考:
1。电机学
2。
现代化变电所(站)运行大全
。收起
