郭俊嬌

（上海彪瑪建筑工程咨詢有限公司 200336）

1 引言

飛速發(fā)展的工業(yè)化進(jìn)程，對(duì)現(xiàn)代供電系統(tǒng)提出了更高的要求，需要更加可靠穩(wěn)定的供電設(shè)備。2臺(tái)甚至更多臺(tái)變壓器的并列運(yùn)行被廣泛運(yùn)用：變壓器的原、副繞組和公共母線分別連接；變壓器同時(shí)向負(fù)載提供能源。只要具備3個(gè)條件，就可以實(shí)現(xiàn)并列變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行：①并列變壓器原、副繞組之間的電壓變化比值要相同；②并列變壓器要有相同的組別號(hào)；③具備相同的短路電壓標(biāo)幺值。并列變壓器穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，需要具備上述3個(gè)條件。

實(shí)際采用并列變壓器供電時(shí)，并沒(méi)有嚴(yán)格要求其電壓比、短路電壓完全一致，可以容忍少許差異。但是，因?yàn)榭蛰d環(huán)流的存在，并列運(yùn)行變壓器運(yùn)行時(shí)絕對(duì)不能出現(xiàn)組別號(hào)的不同?？蛰d環(huán)流來(lái)源于不同組別號(hào)的并列電壓器副繞組之間的線電壓（因?yàn)榇嬖谙辔徊睿┖投搪纷杩?。因?yàn)槎搪纷杩购苄?，所以變壓器?huì)因?yàn)楹艽蟮目蛰d環(huán)流在燒壞。

2 組別號(hào)不同變壓器無(wú)法并列運(yùn)行原因分析

業(yè)界普遍使用反推法來(lái)論證組別號(hào)不同變壓器無(wú)法并列使用的結(jié)論：存在兩臺(tái)變壓器，分別為Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)，因?yàn)橄嗖钜粋€(gè)組別，所以副繞組線電壓相位有30°的差異。所以，在副繞組電壓值一致的情況下，會(huì)有很大的空載電壓ΔU20出現(xiàn)在并列變壓器副繞組之間，且

電力供電用變壓器短路阻抗被設(shè)計(jì)的非常小，所以變壓器對(duì)上述空載電壓反應(yīng)很靈敏，后果就是：變壓器將會(huì)被過(guò)大的空載環(huán)流擊穿燒毀。從而得出不能并列使用不同組別號(hào)電力變壓器的原因。然而，這種推斷方法卻并不完全準(zhǔn)確，還容易混淆不同組別號(hào)變壓器的之間的根本區(qū)別。區(qū)別不同組別號(hào)的方法只有3種：①原、副繞組連接方式?jīng)Q定組別號(hào)，目前變壓器只存在5種基本號(hào)[2]，且每臺(tái)變壓器之間最大存在2個(gè)號(hào)的差異[3]；②根據(jù)原、副繞組進(jìn)、出線端電動(dòng)勢(shì)極性來(lái)區(qū)別，以基本號(hào)為基準(zhǔn)，可相差0或者6；③根據(jù)原、副繞組進(jìn)出線端三相電壓（UVW）的相對(duì)相位來(lái)區(qū)別，以基本號(hào)為基準(zhǔn)，可相差4或者8。因?yàn)樽儔浩髟?、副繞組三相電壓（UVW）是相對(duì)的，且因?yàn)槿嚯娫吹淖匀粚?duì)稱屬性，只要設(shè)計(jì)合理，連接有序，相差4個(gè)組別號(hào)的多臺(tái)變壓器完全可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的并列運(yùn)行。只要確保每?jī)膳_(tái)變壓器副繞之間組保持相同的線電壓相位。

3 不同組別號(hào)電力變壓器并列運(yùn)行接線方式及其線電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)方法

圖1并列運(yùn)行圖

圖1 所示為變壓器分別為Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)并列運(yùn)行示意圖。以Y，y10；Y，y2分別為其組別號(hào)，當(dāng)其連接方式如圖1所示時(shí)，它們的線電壓相位差為零，若Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)想差4個(gè)組別時(shí)，那么其副繞組存在30°×4=120°的線電壓相位差[1]，因?yàn)檫B接的同一母線，原繞組線電壓之間沒(méi)有區(qū)別，若以EnvΙ副繞組為基準(zhǔn)相位，則副繞組之間存在如下線電壓關(guān)系：

上述推理過(guò)程說(shuō)明，若連接并行變壓器原繞組對(duì)應(yīng)端，只要兩臺(tái)變壓器具備相同副繞組電壓值，則依次連接副繞組端vⅡ-uⅠ，wⅡ-vⅠ，uⅡ-wⅠ，則副繞組具備相同線電壓相位，進(jìn)而可以保證副繞組之間的空載環(huán)流為零。同理，若將并列變壓器原繞組端采用相同的連接方式，而其副繞組對(duì)應(yīng)端短接，一樣可以確保兩臺(tái)變壓器副繞組間零電壓差，從而實(shí)現(xiàn)了不同組別號(hào)并列變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。本質(zhì)上，此做法是通過(guò)改變并列變壓器的外部連接進(jìn)而改變了其組別號(hào)。對(duì)于已投入使用的變壓器，外部連接的改變并不影響其各項(xiàng)電氣指標(biāo)，還能確保不同組別號(hào)并列變壓器可靠運(yùn)行，提高備用電力電壓器使用效率。

如前所述，當(dāng)Ⅱ號(hào)變壓器組別號(hào)比Ⅰ號(hào)組別號(hào)大4時(shí)，連接其原繞組對(duì)應(yīng)端，副繞組u，v，w三相以聯(lián)絡(luò)線為基準(zhǔn)右移，即各相電壓相位旋轉(zhuǎn) 120°（順時(shí)針），其接線方式為：u：vⅡ-uⅠ，v：wⅡ-vⅠ，w：uⅡ-wⅠ；或者對(duì)稱操作，連接器副繞組對(duì)應(yīng)端，原繞組u，v，w三相以聯(lián)絡(luò)線為基準(zhǔn)右移，即各相電壓相位旋轉(zhuǎn)120°（逆時(shí)針），類似的，其接線方式為：u：uⅠ-wⅡ，v：vⅠ-uⅡ，w：wⅠ-vⅡ。

4 線路保護(hù)部分的調(diào)整

并列變壓器運(yùn)行時(shí)需要縱差動(dòng)保護(hù)來(lái)確保變壓器套管、線圈和其引出線等部分的安全，其原理是：檢測(cè)變壓器原、副繞組之間的電流向量差的數(shù)值，并以此做出單相或三相接地、相間短接、以及過(guò)流等故障的保護(hù)。所以，縱差保護(hù)接線應(yīng)該配合變壓器外部接線的改動(dòng)做出相應(yīng)調(diào)整，否則，其將失去保護(hù)功能。此外，應(yīng)該做出相應(yīng)接線調(diào)整的，還有零序保護(hù)部分。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上論述，并列變壓器可靠運(yùn)行需要具備如下3個(gè)條件：①并列變壓器必須具備相等電壓變比；②具備相等組別號(hào)，如果組別號(hào)不同，則其組別號(hào)必須相差4個(gè)或者8個(gè)；③變壓器具有相等的短路電壓，其標(biāo)幺值一致。具備上述3個(gè)條件，并列變壓器穩(wěn)定運(yùn)行就可以實(shí)現(xiàn)，并不需要并列變壓器一定要組別號(hào)相等。

[1]胡幸鳴.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[2]鄧寬林.變壓器組別號(hào)判別方法的研究[J].十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（1）.

[3]賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：水利電力出版社，1994.