2022年并联变压器的负载分配计算 .pdf

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1、并联变压器的负载分配计算2010-12-16 01:17:56| 分类： 个人日记| 标签：|字号大中小订阅 摘要 文章对变压器并联运行进行阐述,并分析变压器并联运行的优点和负载分配的计算,可供同行参考。 关键词 变压器 ;并联运行 ;负载 ;分配计算 作者简介 余浩 ,海南电力设计研究院,海南海口 ,570203 一、前言所谓变压器的并联运行,是指变压器的原绕组都接在某一电压等级的公共母线上,而各变压器的副绕组也都接在另一电压等级的公共母线上,共同向负载供电的运行方式。变压器并联运行有如下优点: (1) 能够提高供电的可靠性。多台变压器并联运行时,如果其中一台变压器发生故障或需要检修,那幺另

2、外几台变压器可分担它的负载继续供电;(2) 可根据电力系统中负荷的变化,调整投入并联的变压器台数,以减少电能损耗 ,提高运行效率 ;(3) 可以减少总的备用容量,并随着用电量的增加,分期分批安装新变压器,以减少初期投资。二、变压器的理想并联条件最理想的并联运行情况是:(1)空载时各台变压器中只有原边的空载电流,由各变压器副边绕组通过母线组成的回路中 ,以及原边回路中没有环流;(2) 负载时各变压器所分担的负载量,应该按各自额定容量的大小成比例分配 ,使并联组的容量能够得到充分发挥;(3) 负载时各变压器所分担的电流,应该与总的负载电流同相位,以使总的负载电流最大。要达到上述理想的并联状态,并联

3、运行的变压器必须具备以下三个条件:(1)各变压器的原边额定电压要相等,各副边额定电压也要相等,即变比要相等 ;(2)各变压器副边线电势对原边线电势的相位差应相等,即连接组要相同 ;(3)各变压器的阻抗电压标幺值应相等,短路阻抗角应相等。三、变比相同的变压器并联运行时的负载分配设所有并联变压器已满足理想并联的第一个和第二个条件,即组号和变比相同: ,但短路阻抗各不相同,现研究各并联变压器内的负载分配。图 1 表示组号和变比相同时并联变压器的简化等效电路。设变压器所负担的电流分别为、, 则总的负载电流为: (1) 并联运行时 ,各变压器内的阻抗压降应该相等,即 (2) 式中 为并联变压器总阻抗式(

4、2)也可以写成 : 即各台变压器所分担的负载电流与该台变压器的短路阻抗成反比,短路阻抗大的变压器将分担较少的负载,短路阻抗小的变压器将分担较多的负载。各台变压器所分担的电流为: 由于各台变压器的容量不同,所以负载电流的安培值尚不能表示负载的分配是否合理。进一步把式(2) 用标幺值表示出 ,可得可见各台变压器所负担的电流标幺值与其阻抗的标幺值成反比。理想的负载分配应使各变压器的电流标幺值相等。故理想并联运行的第三个条件是:并联变压器的短路阻抗标幺值均应相等,即 (7) 为使各台变压器的电流相位相同,还要求各台变压器的阻抗角相等,即实际变压器的短路电阻比电抗小很多,阻抗角相等的条件可以不考虑,主要

5、要求各并联变压器的短路阻抗标幺值不超过平均值的10% 。通常变压器的额定容量相差越大,短路阻抗的标幺值相差就越大,因此容量相名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 差太大的变压器不宜并联。四、变比不相等时并联变压器间的负载分配变比不相等的变压器并联运行时,空载时就有环流 ;故各台变压器的电流分配不仅取决于短路阻抗,而且还受环流的影响。上图 2 表示忽略激磁电流是归算到次级变的并联变压器的等效电路。按图示的正方向规定,可写

6、出变压器内的电流分别为 : 从上式可以看出 ,变比及短路阻抗不相等的变压器并联时,每台变压器的电流由两部分组成:其中第一部分与负载电流无关 ,它是由于变比不同所引起的各变压器之间的环流;而第二部分则为各变压器所分担的负载电流。如果各台变压器的变比相等,则式 (11) 可简化为成式 (4)。五、三线圈变压器的并联运行三线圈变压器的并联运行有几种运行方式:(1)三个线圈均并联运行;(2)仅有两个线圈并联运行而第三个线圈单独运行 ;(3)三线圈和双线圈变压器变压器并联。设两台三线圈变压器的额定电压和变比相同,则并联接线图和归算到次级的等效电路如图3 所示 ,图中所有值均为归算值。 (一)三个线圈均并

7、联运行按图中所规定的正方向,可写出电压方程式为: 其中、 变压器 I(或 II)线圈 1-2( 或 1-3) 的短路阻抗。用标幺值表示时(以同一容量为基准),得 (三)三线圈变压器和双线圈变压器并联运行当三线圈变压器和双线圈变压器并联时,其等效电路如图4 所示。此时有 : 【例题】两台三线圈升压变压器并联运行,一台为 31500kVA,121/38.5/10.5kV,Y0/Y0/-12-11 连接 ,短路电压值 Uk23=18.5%(高-中)、Uk13=10.5%( 高-低)、Uk12=6.5%( 中-低);另一台为10000kVA,121/38.5/10.5kV,Y0/Y0/-12-11 连

8、接 ,短路电压值Uk23=17.1%( 高-中)、Uk13=10.3%( 高-低)、Uk12=6.2%( 中-低),求各线圈的负载分配(电阻忽略不计 )。解:将所有短路阻抗值归算到以31500kVA为基准的标幺值,则: =0.065; =0.105; =0.185 =(0.065+0.105-0.185)/2=-0.0075 =-0.017; =0.26; =0.43 归算到低压边的各线圈电流,按式 (16) 可得 : =0.75+0.013 0.75=0.759+0.0076 0.759 = 0.25 = 0.24 1 六、结语从本文的计算分析可以看出,当两台不同阻抗电压或不同变比的变压器并

9、列运行时,变压器的负载并不按照各自的容量比进行分配,阻抗电压或变比偏差越大,则负载分配越不平衡。为了避免出现并列运行的变压器一台过载而另一台尚未满载的情况,对不同阻抗电压或不同变比的并列运行变压器进行负载分配计算是有必要的。同时 ,在选用并列变压器时也应尽量选择相同变比、相同阻抗电压的变压器,使并联变压器能够更安全经济地运行。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -