浅谈变压器的并列运行

摘 要：变压器一直在我国的国民用电中使用广泛，而且用量非常地大，占据整个电力系统损耗的一半左右，因此变压器的并列运行，越来越受到重视，本文主要分析变压器并列运行的优越性以及经济性进行分析，希望可以减少变压器的损耗。

关键词：变压器 并列运行 经济运行 电压损耗

中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）09-0302-02

一、前言

变压器的并列经济运行，是指在变压器的安全运行以及提供正常供电量的基础之上，对现有设备进行优化，根据不同地方的经济条件，选择合理的更加经济的运行方式，对变压器进行负荷调整方面的优化，对电能损耗进行改善，从而提高电源的侧功率因数。

因此，变压器的并列经济运行，其实也就是在正常供电的基础上，通过对变压器位置进行组合优化等方式，让变压器可以更加地省电，减少变压器运行时的电量损耗。

本文重点对变压器并列运行的优点进行分析，并且在安全运行的基础上，提出相应的经济运行措施，希望可以对变压器并列运行时，提供更加有效的经济运行的依据。

二、变压器并列运行的优点

1.并列运行概念 变压器的并列运行，其实就是将两台或者是两台以上的变压器，将他们的一次绕组，以及二级绕组，都分别地连接到共同的母线上，这样的运行方式，被称之为变压器的并列运行。（见图1）

2.供电更加可靠 实现变压器的并列运行之后，在使用过程中，如果其中的一些变压器出现故障，需要我们进行停电检修。因为变压器实现了并列运行，所以完全可以通过其他无故障的并行的变压器来对重要用户提供用电，不会影响到用户的正常用电。

这样就减少了因为需要维修变压器而造成大量的停电时间，对于一些重要用电地区来说，特别是工业区，无疑会造成极品的损失。而变压器的并列运行，实现了用电传输的连续性。

3.使用率提高了 电力负荷，大家都知道，随着季节的更替，自然容易出现一些用电高峰期，比如说生活用电的夏天，空调使用率增加。在电力高负荷期间，并列变压器可全部投入使用，以满足用户的用电需求。

而如果是电力负荷比较小的时候，还可以进行自由调节，将一些变压器自动退出运行，这样既可以保证用户的正常用电，而且也可以很好地让变压器减少损耗，从而节省变压器损耗率，提高它的使用效率。

4.传输容量变大了 一台变压器，可制造的传送容量毕竟是有限的，特别是大电网中，对于变压器的传输容量有很高的要求，根本无法靠一台变压器来完成，而实现了变压器并列运行之后，由多台变压器形成了并列运行方式，使得传输容量无限地扩大了，从而可以满足大电网传送的需求。

其次，进行并列运行的变压器，使用台数完全可以自主地按照使用负荷来决定，可以随着使用负荷的增加而增加，负荷少时还可以停止运行，这样无疑在提高变压器使用率的同时，也节省了大量的投资资金，为供电企业节省了更多的运营成本。

三、变压器并列运行需要满足的条件

变压器进行并列运行，最理想的状态，自然就是在空载运行时，各个并行的变压器的二次侧之间，不会产生循环电流；在进行负载运行时，每个变压器需要承担的电流负载，需要按照额定容量按比例进行合理分配。每个变压器侧电流的负载应当是一致的，想要达到这样的理想状态，必须满足以下条件：

1.绕组接线级别需一致 变压器在并列运行时，接线级别如果不一致，会使变压器的二次绕组闭合回路中，产生相互干扰的循环电流，按照我国变压器常用的接线方式，如果两台或者多台变压器接线级别不一致，那么二次侧钱之间的电压差会产生至少三十度，甚至是三十的倍数。

如一台Y/Y-12，再加上另外一台Y/Y-11，两台连接级组别不一样的变压器进行并联，二种相位差在30°的的情况下，那么它们二次侧的电压差U=2U 2sin15° =0.518 U2.

由于变压器它的阻抗本来就比较小，这样的电压差，会使得变压器在二次绕组时产生大概四五度左右的循环电流，再加上接线级别的不一致，这些本来较小的额定电流，在进行二次侧循环时，就可以产生十几倍，甚至是二十倍的额定电流。

这么大的额定电流，对于变压器来说，本来就是一个严重的损耗，而且因为电压差容易使得变压器被烧毁，出现一些安全事故。因此，如果是变压器要实现并列运行，其接线级别一定要一致。

2.变压器变比一致 变压器进行并列运行时，每台变压器的电流主要由两部分构成，那就是负载电流以及环流。而环流对变压器的运行，是会产生相应损耗的，还容易造成并列运行的多台变压器出现负责负载电流不均的情况。

如果变压器变比不一致，那么同样变压器在二次绕组中会有循环电流产生，这些电流对变压器容量会有较大的影响，使变压器加速损耗，变比差距越大，循环电流就越大，在变压器并列运行时，就极其容易让变压器出现故障，使其无法正常运行。

两台变压器的变差应控制在百分之零点五之内，如果第二台电压容量大于第一台电压，我们将一号和二号主变档都设置成I档，由于运行时S1=S2=6300KVA，如果主变比相差百分之二点五时，产生的环流，在这里可以达到额定电流的百分之十七点八，环流电压极大占据了变压器容量，使并行变压器都会产生额定负荷，导致变压器容易无法充分被利用。

3.短路阻抗一致 这主要是因为变压器的短路电压与负荷分配在这里是成反比的，因此如果并列运行的变压器适中电压不一致，对于多台变压器之间的负荷分配会产生直接的影响。而变压器没有按照容量进行正比例的电压负荷分配，容易使容量小的变压器直接超负荷运转，从而形成短路。

因此，如果要实现变压器的并列运行，其短路阻抗必须要一致，或者是接近，必须要做到容量相同变压器进行并列运行是，负荷承载都是均衡的，不同容量的变压器，需要按照变压器容量，进行正比分配。并列运行短路阻抗应达到以下的条件：

Uk%=（Ukm%-Ukn%）/Ukx% x 100%≤5%

Uk%：指变压器短路阻抗接近值

Ukm%：指最大阻抗百分比

Ukn%：最小阻抗百分比

Ukx%：并列运行变压器短路电压算术平均百分比

4.短路电压需一致 如果变压器的短路电压出现不相等的情况，那么其二次回路在这里就无法产生环流，对并列运行中的变压器负荷分配会造成一定的影响。我们设定AL1，AL2为变压器短路阻抗，而V1和V2为它们的二次额定电压，B1和B2为它们的容量。

通过等值电路图，我们可以发现其实I1AL1=I2AL2，即负载电流，其实与短路阻抗是成反比的。由于B1=B2，IB1Zel=IB2ze2。从这里可以看出，其负载电流相对值与短路电压其实是相等的。如果短路电压不等，也使得变电压在并列运行时无法同时达到满载。

5.减少内部损耗 变压器的内部损耗，在这里主要包括铁损耗和铜损耗，当变压器在实现一次侧加交变电压时，变压器的铁芯中就会有交变磁通产生，从而产生相应的涡流及磁滞损耗，这个称之为铁损，也叫不变损耗。

而铜损则是指变压器在进行一次和二次绕组时，会形成相应电阻，当电流在流过时，自然会产生相应的电能损耗。铜损可随变压器负荷的大小发生相应的改变，所以铜损又称可变损耗。我们在进行变压器并列运行时，应当通过更合理的设计，更高的制造工艺，以及对电网运行方式进行合理优化等方法，来尽量降低变压器内部损耗。

当然，在实际运行过程中，变压器变比不可能完成是一样的，在考虑到经济与负载均衡的情况下，只要将并列运行的两台或者两台以上变压器之间变比差值控制在百分之零点五以内即可。

6.变压器容量一致 这主要是因为变压器的短路电压与负荷分配在这里是成反比的，因此如果并列运行的变压器适中电压不一致，对于多台变压器之间的负荷分配会产生直接的影响。而变压器没有按照容量进行正比例的电压负荷分配，容易使容量小的变压器直接超负荷运转，从而形成短路。这样对变压器的运行，是非常不利的。（左图为并列运行变压器等值电路图）

因此，如果要实现变压器的并列运行，其短路阻抗必须要一致，或者是接近，必须要做到容量相同变压器进行并列运行是，负荷承载都是均衡的，不同容量的变压器，需要按照变压器容量，进行正比分配。

四、结论

上述论证中可知，变压器的并列运行，不仅解决了传统变压器在单独运行时的诸多弱点，保障了重要用户的连续用电性。当然变压器的并列运行，也是需要满足相应的条件，比如说变压器的接线组别，变比，短路阻抗等，都必须是要一致的，这样才能够满足变压器并列运行的条件，当然在进行变压器并列运行时，也需要在合理运营时，考虑到它的经济性，并列运行才可以更好地节省变压器的损耗，运行成本等等，增加企业的效益。

参考文献

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