變壓器并列運(yùn)行是指將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)分別接到兩側(cè)公共的母線上。變壓器并列運(yùn)行應(yīng)符合下列條件:
一、結(jié)線組別相同
并列運(yùn)行的各變壓器必須屬于相同的聯(lián)結(jié)組。屬于不同聯(lián)結(jié)的變壓器根本不能并列運(yùn)行。以兩臺(tái)分別為Y,yn12和Y,d11聯(lián)結(jié)組別的變壓器為例說(shuō)明:
這兩臺(tái)變壓器的一次側(cè)接在同一母線上,相對(duì)應(yīng)的一次線電壓是同相位的,其二次相對(duì)應(yīng)的線電壓則有30^o^的相位差,如下圖所示。
由于兩臺(tái)變壓器的二次線電壓大小相等,所以變壓器二次回路的合成電壓△U=U 1ab -U 2ab ,是兩個(gè)對(duì)應(yīng)線電壓的向量差。
從上圖中可求得合成電壓的數(shù)值:△U=2U2absin15^o^=0.52U2ab。
其它兩相情況也類似。由此可見,在△U的作用下,并列運(yùn)行變壓器的二次繞組內(nèi)雖然沒有接負(fù)載,但因?yàn)樽儔浩骼@組電阻和漏抗相當(dāng)小而產(chǎn)生很大的均衡電流,這個(gè)電流可能會(huì)大到足以燒毀變壓器的程度。因此,結(jié)線組別不同的變壓器絕對(duì)不能并列運(yùn)行。
二、變壓比相等
并列運(yùn)行的變壓器應(yīng)有相同的變壓比。如果各變壓器的變壓比僅有少許差別,仍可容許并列運(yùn)行。但在這種情況下,將影響負(fù)載電流的分配,因此是不夠理想的。如下圖所示,當(dāng)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行,假設(shè)變壓器I的變比為K I ,變壓器Ⅱ的變比為K Ⅱ ,且K I >K Ⅱ 。由于原邊接于同一母線上,所以原邊電壓相等,U 1 =U I1 =U Ⅱ1 。副邊的感應(yīng)電勢(shì)不等,E I2 =U I1 /KIⅡ2 =K Ⅱ1 /K Ⅱ 。由于副邊是并聯(lián)在同一母線上的,所以副繞組內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)循環(huán)電流I h 。循環(huán)電流的大小取決于并列運(yùn)行變壓器副邊感應(yīng)電勢(shì)的差值,即
I h =(E Ⅱ2 -E I2 )/(Z dL1 +Z dL2 )
式中Z dL1 、ZdL2分別為兩臺(tái)變壓器的短路阻抗;E Ⅱ2 、EI2分別為兩臺(tái)變壓器副邊的感應(yīng)電勢(shì)。
由于變壓器原、副繞組存在著電磁關(guān)系,所以當(dāng)副繞組回路中出現(xiàn)循環(huán)電流時(shí),原繞組中也必然會(huì)出現(xiàn)循環(huán)電流I h ,循環(huán)電流不是負(fù)荷電流,即使變壓器負(fù)載為零,它也存在。循環(huán)電流增加了變壓器的損
耗,占用了變壓器的容量。以致使變壓器所能輸出的功率減少,特別是當(dāng)變壓比相差很大時(shí),循環(huán)電流可能足以破壞變壓器的正常工作,所以,要把它限制在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)國(guó)家規(guī)定,并列運(yùn)行的變壓器變壓比相差必須限制在±0.5%之內(nèi)。
三、短路電壓相等
兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行,其簡(jiǎn)化等值電路如下圖所示。
上圖中Z dLA 、ZdLB分別為兩臺(tái)變壓器的短路阻抗。從上面兩臺(tái)并列運(yùn)行變壓器的簡(jiǎn)化等值電路圖中可以看出:
IAZ dLA =IBZ dLB ,I A /I B =Z dLB /Z dLA ,負(fù)載電流與短路阻抗ZdL成反比。當(dāng)短路阻抗不相等時(shí),則變壓器所帶的負(fù)荷就不能按變壓器的容量成比例的分配,阻抗小的變壓器帶的負(fù)荷大,阻抗大的變壓器帶的負(fù)荷小。并列運(yùn)行的各臺(tái)變壓器其負(fù)載系數(shù)與短路電壓成反比。容量不同的變壓器,一般具有不同的短路電壓,大容量的變壓器短路電壓比較大,而小容量的變壓器短路電壓比較小。容量的差別越大,短路電壓的差別也越大,因此,容量相差很大的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí),負(fù)荷分配極不平均,同時(shí),從運(yùn)行角度考慮,當(dāng)運(yùn)行方式改變或檢修、事故停電時(shí),小容量的變壓器往往起不到備用作用。因此,我國(guó)規(guī)定,并聯(lián)運(yùn)行的變壓器,最大容量與最小容量的比不能超過(guò)3:1,且短路電壓的差值不應(yīng)超過(guò)10%。一般路電壓不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí),可適當(dāng)提高短路電壓大的變壓器的二次電壓,以便并列運(yùn)行的變壓器的容量均能充分利用。
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