曹 飛

(江西渝州科技職業(yè)學(xué)院，江西 新余 338029)

0 引言

三相電力變壓器是變電所的核心設(shè)備，通過(guò)它可以改換電能電壓的等級(jí)、電流的大小，但不能改換電能的頻率。在工廠配電過(guò)程中，選擇電力變壓器時(shí)，一定要合理選擇。一般情況下，為了降低電能損耗，變壓器應(yīng)該選擇低損耗節(jié)能型，當(dāng)廠區(qū)配電母線電壓等級(jí)不能滿足要求時(shí)，總降壓變電所可選有載調(diào)壓變壓器。當(dāng)廠區(qū)晝夜負(fù)荷變化和季節(jié)性負(fù)荷差異比較大時(shí)，應(yīng)該選擇兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行方式來(lái)供電。當(dāng)工廠只安裝一臺(tái)主變壓器時(shí)，主變壓器的額定容量SNT應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷S30的需要，即SNT≥S30;當(dāng)工廠安裝兩臺(tái)變壓器時(shí)，每臺(tái)主變壓器的額定容量SNT應(yīng)同時(shí)滿足兩個(gè)條件，即SNT≥70%S30且SNT≥S(Ι+ΙΙ)，S(Ι+ΙΙ)表示工廠計(jì)算負(fù)荷中全部的一二級(jí)負(fù)荷總和。若采用兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，那么就需要同時(shí)滿足三個(gè)條件:第一，兩臺(tái)變壓器一二次繞組的變比要相等，以保證各變壓器一次側(cè)、二次側(cè)額定電壓分別相等;第二，兩臺(tái)變壓器的連接組別要相同，以保證兩臺(tái)變壓器的二次側(cè)電壓不會(huì)出現(xiàn)相位差;第三，兩臺(tái)變壓器額定容量及短路阻抗應(yīng)一致或短路阻抗的相對(duì)值要一致，以保證在配電過(guò)程中充分發(fā)揮各變壓器的作用。

1 變比不等對(duì)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的影響

(1)空載時(shí)，如圖1 是兩臺(tái)變壓器T1、T2并聯(lián)運(yùn)行，其一次繞組接在同一高壓電源U 下，T1的變比為K1，二次繞組的電動(dòng)勢(shì)為E1。T2的變比為K2，二次繞組的電動(dòng)勢(shì)為E2，根據(jù)變壓器原理，有;若K1＞K2，由于變比不同，二次繞組的電動(dòng)勢(shì)也不同，即E1＜E2，電動(dòng)勢(shì)差值為ΔE= E2－ E1，ΔE 會(huì)在二次繞組之間形成環(huán)流，即平衡電流Ic

圖1 變壓器并聯(lián)運(yùn)行示意圖

圖2 變比不等的變壓器等效電路

其中ZS1和ZS2分別表示兩臺(tái)變壓器的短路阻抗。由于變壓器的短路阻抗一般較小，因此不大的ΔE 也會(huì)產(chǎn)生很大的平衡電流，空載時(shí)平衡電流通過(guò)二次繞組，產(chǎn)生了熱效應(yīng)，既增加了空載損耗，又使得變壓器內(nèi)部溫度偏高，如果溫升超過(guò)變壓器所能承受的最大負(fù)荷，那么變壓器內(nèi)部絕緣的老化程度就會(huì)加快，從而影響變壓器的正常使用壽命。

(2)有負(fù)載時(shí)，如圖2 所示變壓器并聯(lián)運(yùn)行應(yīng)滿足支路端電壓一致，即

其中ZS1= ZS2，則由于變比K1＞K2，引起E1＜E2，那么得到IS1＜IS2，即二次繞組電動(dòng)勢(shì)高的那臺(tái)變壓器輸出電流增大，另一臺(tái)輸出電流減小，從而使二次繞組電動(dòng)勢(shì)高的輸出電流超過(guò)其額定值而過(guò)載，而另一臺(tái)處于低負(fù)載運(yùn)行。

2 連接組別不同對(duì)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的影響

若兩臺(tái)變壓器的變比和短路阻抗都一致，取變壓器T1的連接組別為(Y，y0)，變壓器T2的連接組別為(Y，d11)。這兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，二次繞組的線電壓大小相同，即E1=E2，但由于組別不同，如圖3 所示，兩臺(tái)變壓器二次繞組線電壓之間的相位差為30°，那么就會(huì)在他們之間產(chǎn)生電壓差，其大小為

圖3 (Y，y0)和(y，d11)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行電壓差

圖4 阻抗不等時(shí)變壓器并聯(lián)運(yùn)行等效圖

由于變壓器的阻抗很小，所以這么大的電壓差作用在變壓器二次繞組所構(gòu)成的回路中，必然產(chǎn)生超大的平衡電流，足以將變壓器繞組燒毀，因此，組別不同的變壓器不允許并聯(lián)使用。

3 短路阻抗的相對(duì)值不等變壓器的并聯(lián)運(yùn)行的影響

兩臺(tái)變壓器一次繞組接在同一電源U 下，變壓器的變比相同，連接組別相同，故二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及輸出電壓均應(yīng)相等，但變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí)由于短路阻抗不等，因此外特性就不同，如圖4 可知，ZS1IS1= ZS2IS2，表明短路阻抗不等時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，負(fù)載電流的分配與各臺(tái)變壓器的短路阻抗成反比，即當(dāng)ZS1＞ZS2，有IS1＜IS2。即短路阻抗小的變壓器輸出的電流大，短路阻抗大的變壓器輸出的電流小，從而造成容量小的變壓器可能發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象。容量大的變壓器可能欠載現(xiàn)象。

4 結(jié)論

在選擇變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，各變壓器變比要相等，以保證各繞組之間無(wú)環(huán)流;各變壓器的連接組別要一致，不然會(huì)產(chǎn)生大的環(huán)流燒毀變壓器繞組;各變壓器的標(biāo)幺值要相等，及變壓器的容量及短路阻抗相對(duì)值要一致。只有同時(shí)滿足這三個(gè)條件，并聯(lián)變壓器會(huì)能正常運(yùn)行，滿足生產(chǎn)生活需要。

［1］馬桂榮，王全亮等.工廠供配電技術(shù)［M］.北京理工大學(xué)出版社，2010，8.

［2］周樂(lè)挺.工廠供配電技術(shù)［M］.高等教育出版社，2007，6.