0 引言
在發(fā)電廠和變電所中，變壓器是重要電氣設(shè)備，為了提高供電的可靠性和靈活性，減少能量損耗，保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，通常將二臺(tái)或數(shù)臺(tái)變壓器一次側(cè)以及二次側(cè)同極性的端子之間通過(guò)同一母線分別互相連接的方式來(lái)運(yùn)行，
變壓器的并列運(yùn)行分析
。其意義是：當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，并列運(yùn)行的其它變壓器仍可以繼續(xù)運(yùn)行，以保證重要用戶的用電;或當(dāng)變壓器需要檢修時(shí)可以先并聯(lián)上備用變壓器，再將要檢修的變壓器停電檢修，既能保證變壓器的計(jì)劃檢修，又能保證不間斷供電，提高供電的可靠性。又由于用電負(fù)荷季節(jié)性很強(qiáng)，在負(fù)荷輕的季節(jié)可以將部分變壓器退出運(yùn)行，這樣既可以減少變壓器的空載損耗，提高效率，又可以減少無(wú)功勵(lì)磁電流，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。但是，變壓器并列運(yùn)行應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：①變壓器變比相同(允許有±0.5%的差值);②變壓器的短路電壓相等(允許有±10%的差值);③變壓器的接線組別相同。除滿足以上三個(gè)條件外，對(duì)于并列運(yùn)行變壓器容量比一般不超過(guò)3:1。2 變壓器并列運(yùn)行條件分析(下面結(jié)合某一變電站進(jìn)行分析)
2.1 某一變電站兩臺(tái)變壓器技術(shù)參數(shù)及電氣主接線：
變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)
變壓器分接開(kāi)關(guān)各檔位對(duì)應(yīng)表
2.2 不滿足變壓器并列運(yùn)行條件分析
2.2.1 變壓比不同時(shí)的變壓器并列運(yùn)行分析 當(dāng)并列運(yùn)行變壓器的接線組別相同、短路電壓相等，而變比不等時(shí)，那么并列運(yùn)行變壓器的二次電壓不等。當(dāng)兩臺(tái)變壓器空載時(shí)，二次回路就會(huì)有電壓差，因此而產(chǎn)生環(huán)流Ic。變比相差越大，產(chǎn)生環(huán)流也越大，影響變壓器容量的合理利用，所以并列變壓器變比相差必須限制在0.5%之內(nèi)。
式中:ZdL1、ZdL2分別為兩臺(tái)變壓器的短路阻抗;
Ue1、Ue2分別為兩臺(tái)變壓器的二次額定電壓;
若兩臺(tái)變壓器中第二臺(tái)的容量大，即Ie2>Ie1
式中UdL1、UdL2分別為兩臺(tái)變壓器的短路電壓
以上述變電站為例：設(shè)1#主變檔位為I檔，2#主變檔位為I檔：
由于S1=S2=6300KVA則
因此上述變電所兩臺(tái)主變變比不等時(shí)，產(chǎn)生環(huán)流
以上計(jì)算可知，上述兩臺(tái)變壓器變比不等相差2.5%時(shí)，產(chǎn)生環(huán)流可達(dá)額定電流的17.8%。2. 4. 1容量相同的變壓器技術(shù)特性優(yōu)劣的判定 若有A、B兩臺(tái)容量相同的變壓器，其參數(shù)為：PAO、PAK、IA0%、UAK %、PBO、PBK、IB0%、UBK %，每臺(tái)變壓器功率損失率計(jì)算公式同(2-3)式。由于環(huán)流在變壓器空載時(shí)便存在，它占據(jù)了變壓器的容量，增大了變壓器損耗，不能使所有并列運(yùn)行的變壓器都帶上額定負(fù)荷，結(jié)果使變壓器的總?cè)萘坎荒艹浞掷谩５恳粋�(gè)區(qū)內(nèi)，廣播揚(yáng)聲器的總功率不能太大，須同音頻矩陣和功放的容量相適應(yīng)。
2.2.2 短路電壓不等時(shí)變壓器并列運(yùn)行分析 當(dāng)并列運(yùn)行中的變壓器接線組別和變比都相同，而短路電壓不等時(shí)，變壓器二次回路不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，但會(huì)影響兩臺(tái)變壓器的負(fù)荷分配。一個(gè)景點(diǎn)區(qū)域的游徑網(wǎng)絡(luò)能否發(fā)揮有效的作用，也就是它能不能很好地疏導(dǎo)客流，能不能成功地避免游徑阻塞或是空閑無(wú)用這兩種極端狀態(tài)，關(guān)鍵取決于該游徑網(wǎng)絡(luò)的連通程度高低和客流容量大小兩個(gè)因素。
從兩臺(tái)并列運(yùn)行變壓器簡(jiǎn)化等值電路圖可以看出：
I1ZdL1=I2ZdL2即負(fù)載電流與短路阻抗ZdL成反正
由于Ue1=Ue2 則Ie1Ze1=Ie2Ze2
式中I*1、I*2兩臺(tái)變壓器的負(fù)荷電流相對(duì)值;所以，當(dāng)固定變壓器運(yùn)行時(shí)，可通過(guò)調(diào)整負(fù)荷來(lái)降低ΔP%. 2. 2. 3變壓器無(wú)功功率消耗和消耗率的負(fù)載特性 變壓器無(wú)功功率消耗ΔQ的基本公式為： ΔQ=Q0+ 2Qk (2-8) 為衡量變壓器傳輸單位有功功率時(shí)消耗的無(wú)功功率，便提出無(wú)功消耗率的公式： ΔQ%=ΔQ/ Q1*100% (2-9) 2. 3變壓器無(wú)功功率的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 由于變壓器的變壓過(guò)程是借助于電磁感應(yīng)完成的。
Z*dl1、Z*dL2兩臺(tái)變壓器的短路阻抗相對(duì)值，數(shù)值與短路電壓相等。根據(jù)“規(guī)范”要求，緊急廣播功放的額定輸出功率應(yīng)是廣播揚(yáng)聲器容量最大的三個(gè)分區(qū)中揚(yáng)聲器容量總和的1.5倍。
從上式說(shuō)明，負(fù)載電流的相對(duì)值與短路電壓成反比，由于短路電壓不等，所以負(fù)載電流相對(duì)值不等，并且說(shuō)明短路電壓不等的變壓器并列運(yùn)行，不能同時(shí)達(dá)到滿載。由于變壓器臺(tái)數(shù)多，總?cè)萘看�，所以在廣義電力系統(tǒng)(包括發(fā)、供、用電)運(yùn)行中，變壓器總的電能損失占發(fā)電量的10%左右，
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《變壓器的并列運(yùn)行分析》(http://clearvueentertainment.com)。如上述某變電站，1#主變UdL1=7.44%，2#主變UDl2=7.81%，
則兩臺(tái)變壓器短路電壓不等，根據(jù)I*1Z*dl1=I*2Z*dL2代入有關(guān)數(shù)據(jù)
由此可見(jiàn)，當(dāng)短路電壓數(shù)值大的變壓器滿載時(shí)，短路電壓數(shù)值小的變壓器會(huì)過(guò)載。因此，變壓器是一個(gè)感性的無(wú)功負(fù)載。為使負(fù)荷合理分配，在兩臺(tái)變壓器短路電壓相差不超過(guò)±10%的情況下，可選擇容量大的變壓器短路電壓小些，一般要求并列變壓器容量比不宜超過(guò)3:1，也就是限制了變壓器的短路電壓相差值不至過(guò)大。阻抗比和變壓器的容量有關(guān)，容量在560~7500KVA之間，Kxr≈5~10. 變壓器空載功率因數(shù)公式為： cosΦ0=P0/S0 (2-12) 由于變壓器是個(gè)感性負(fù)載，其空載功率因數(shù)很低，一般變化范圍為cosΦ0=0.05~0.2.變壓器容量越大，cosΦ0越小。
2.2.3 接線組別不同時(shí)變壓器并列運(yùn)行分析 當(dāng)并列運(yùn)行變壓器的變比和短路電壓相同，而接線組別不同時(shí)，變壓器并列運(yùn)行的回路中會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。網(wǎng)絡(luò)有效性指標(biāo)正是將這兩個(gè)因素統(tǒng)一起來(lái)考慮，也就是將景觀格局與功能結(jié)合起來(lái)考慮，結(jié)合了環(huán)境容量的概念，量化描述游徑在客流量達(dá)到最大時(shí)的使用狀況，為研究游徑建設(shè)活動(dòng)與環(huán)境影響之間的關(guān)系，以及游客規(guī)�？刂坪吐糜位顒�(dòng)的管理等提供了重要的指標(biāo)和依據(jù)。繞組接線組別不同的變壓器并列運(yùn)行時(shí)，同名相電壓間的位移角φ等于連接組號(hào)N之差乘以30°
則φ=(N1-N2)30°
如果并列運(yùn)行變壓器容量相同，短路電壓相等，而只有接線組別不同，則產(chǎn)生環(huán)流
例：當(dāng)30°時(shí)短路電壓為UdL=7.44%時(shí)
只有在故障情況下，才允許短時(shí)通過(guò)這樣大的電流，由此可見(jiàn)，在作用下，并列運(yùn)行變壓器的二次繞組內(nèi)雖然沒(méi)有接負(fù)載，但在回路中也會(huì)出現(xiàn)幾倍于額定電流的環(huán)流，這個(gè)環(huán)流會(huì)燒壞變壓器。按照“規(guī)范”的要求，功放的容量(相當(dāng)于額定輸出功率)一般應(yīng)按下式計(jì)算： P=K1 xK2x∑P0(2) P——功放設(shè)備輸出總電功率(w) P0——每一回路(相當(dāng)于分區(qū))同時(shí)廣播時(shí)最大電功率 P0=Ki~Pi P1——第i分區(qū)揚(yáng)聲器額定容量 Ki——第i分區(qū)同時(shí)需要系數(shù)： 服務(wù)性廣播客房節(jié)目，取0.2—0.4 背景音樂(lè)系統(tǒng)，取O.5~0.6 業(yè)務(wù)性廣播，取0.7-0.8 火災(zāi)事故廣播，取1.0 K1——線路衰耗補(bǔ)償系數(shù)：1.26-1.58 K2——老化系數(shù)：1.2~1.4 備用功放計(jì)算 如果是背景音樂(lè)系統(tǒng)，廣播功放的額定輸出功率應(yīng)是揚(yáng)聲器總功率的1.3倍左右。因此接線組別不同的變壓器絕對(duì)不能并列運(yùn)行�！蚧芈窋�(shù)量確定 緊急廣播按樓層劃分線路 在同一樓層中，著火區(qū)域不同區(qū)間、電梯、樓梯、室外可以作為1個(gè)獨(dú)立的回路設(shè)置。
根據(jù)變壓器并列運(yùn)行條件，上述變電站兩臺(tái)主變符合三個(gè)條件可并列運(yùn)行:①變壓器的接線組別相同，均為Ynd11;[論文關(guān)鍵詞]變壓器 運(yùn)行方式 節(jié)能 [論文摘要]電力變壓器作為電力系統(tǒng)電壓變換的主要設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于輸電和配電領(lǐng)域，變壓器容量的選擇直接影響到電網(wǎng)的運(yùn)行和投資。②變壓器變比相同(通過(guò)有載調(diào)壓實(shí)現(xiàn));根據(jù)(11)式可得： ΔUK%=(5.64-5.52)/5.56*100%=2.15%<5% 因此，2#和3#主變滿足并列運(yùn)行的短路電壓差值的要求。③變壓器的短路電壓相等(相差+4.7%<+10%)，且容量相等。jp 是最小損失率ΔP%的負(fù)載系數(shù)，稱為有功經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)。
3 n臺(tái)變壓器并、解列運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)點(diǎn)計(jì)算
運(yùn)行中的變壓器損失可分成鐵損和銅損。本文將先分析主回路及計(jì)算,論述其工作原理,接著講解各個(gè)控制單元,本系統(tǒng)的控制線路采用速度、電流、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。一般說(shuō)來(lái)，鐵損基本不變，但銅損隨著負(fù)荷電流的平方而變化。一、容量相同、短路電壓相同的變壓器并列經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式 容量相同、短路電壓相同，也就是說(shuō)，在多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，認(rèn)為負(fù)載分配是均勻的、相等的。因此，在一定負(fù)荷下，多并列運(yùn)行一臺(tái)變壓器的總鐵損增加而銅損將減少。在額定負(fù)載條件下，變壓器的無(wú)功功率消耗和有功功率損失之比為： Kxr=ΔQe/ΔPe=(Q0+Qk)/(P0+Pk) (2-10) Kxr=[(I0+Ie)2 Xm+Xk]/ [(I0+Ie)2 rm+rk] (2-11) Kxr ——阻抗比 ΔQe、ΔPe ——變壓器自身無(wú)功消耗和有功損失 Xm 、rm ——變壓器勵(lì)磁回路感抗和電阻 Xk ——變壓器額定負(fù)載下的漏磁感抗和 rk ——變壓器短路電阻 Kxr變壓器總的電抗和總的電阻之比，其值大小代表變壓器感性強(qiáng)度。。變壓器并、解列的經(jīng)濟(jì)點(diǎn)按下列公式計(jì)算:。因變壓器的容量、電壓等級(jí)、鐵芯材質(zhì)不同，所以上述參數(shù)各不相同。