干式变压器并联运行门槛的探讨

干式变压器是电网中重要的电气设备。由于干式变压器连续运行时间长，为了使干式变压器安全经济运行，提高供电的可靠性和灵活性，通常会有两台以上的干式变压器并联运行。干式变压器并联运行是指两个或两个以上干式变压器的一次绕组并联到同一电压的母线上，二次绕组并联到另一电压的母线上。其意义在于：当一台干式变压器发生故障时，其他并联运行的干式变压器仍然可以继续运行，保证重要用户的用电量；或者当干式变压器需要检修时，可以先并联备用干式变压器，然后切断待检修的干式变压器，既可以保证干式变压器有计划的检修，又可以保证不间断供电，提高供电可靠性。此外，由于季节性负荷强，部分干式变压器在轻载季节可以停止运行，不仅可以降低干式变压器的空载损耗，提高效率，还可以降低无功励磁电流，提高电网的功率因数，提高系统经济性。干式变压器并联运行较理想的运行情况是：当干式变压器已经并联，但没有负载时，各干式变压器之间不应有环流；同时，每台干式变压器在加载后都可以合理分配负荷，即按照各自的容量比分担负荷。因此，为了达到理想的运行条件，干式变压器并联运行时必须满足以下阈值：(1)各干式变压器的电压比(变压比)应相同；(2)每台干式变压器的阻抗电压应相等；3)每台干式变压器的接线组别应相同。以下分析干式变压器并联运行的一个阈值不满足要求时的不良后果：(1)不同电压比的干式变压器并联运行：由于三相干式变压器和单相干式变压器的原理相同，为了分析方便，以两台单相干式变压器并联运行为例。由于两个干式变压器的一次电压相等，电压比不相等，所以二次绕组中的感应电势不相等，出现电位差e。在e的作用下，二次绕组出现环流ic。当两台干式变压器的额定容量相等时，即sni=snii。环流：IC= e/(zdi zdii)其中zdi——表示较好干式变压器的内部阻抗，zdi 3354表示第二干式变压器的内部阻抗，如果zd用阻抗电压uzk表示，那么zd=uzk*un/100in其中un表示额定电压(v)，in表示两个干式变压器额定容量不相等时的额定电流(a)，即snisni， 环流ic为：IC= * ii/[uzki (uzkii/)]其中：uzki——代表较好干式变压器的阻抗电压uzkii——代表第二干式变压器的阻抗电压ini

2)干式变压器在阻抗和电压不相等时并联运行：因为干式变压器之间的负载分布与其额定容量成正比，而与阻抗和电压成反比。也就是说，干式变压器并联运行时，如果阻抗电压不同，则负载不是按额定容量成比例分配的，并联干式变压器带来的电流与阻抗电压成反比，即ii/iii=uzkii/uzki或UZKIIII=uzkiiii=uzkiiiii。两台干式变压器并联运行，容量为sni和sni，阻抗电压为uzi和uzii。每台干式变压器的负荷按下式计算：si=[(snisnisii)/(sni/uzkini/uzkii)]*(sni/uzki)sii=[(snisnisii)/(sni/uzkini/uzkii)]*(sni/uzkii)，即(sni * uzki)根据上述分析，当两台阻抗和电压不相等的干式变压器并联运行时，阻抗和电压大的分布负荷小，当这种干式干式变压器不允许长期过载运行。因此，阻抗大、电压大的干式变压器只能带负荷运行，限制了总输出功率，增加了能量损耗，无法保证干式变压器的经济运行。因此，为了避免并联干式变压器因阻抗电压差大而导致负载电流分布严重不均匀，干式变压器的容量不能充分发挥，规定阻抗电压差不能超过10。(3)不同接线组的干式变压器并联运行：干式变压器的接线组反映了高低压侧电压的对应关系，一般用时钟法表示。当并联干式变压器的电压比和阻抗电压相等，但接线组不同时，意味着两台干式变压器的二次电压之间存在相角差和电压差u，在电压差作用下产生环流IC:IC=e/(zdizidi)如果不同绕组组的干式变压器的线电压之间的夹角用表示，zd用uzk表示，则环流可由下式表示：IC=2U1sin

in1 uzk2/in2] 如果in1=in2=in,uzk1=uzk2=uzk,则上式变为： ic=100sin(α/2)/uzk 式中in、uzk可用任一台干式变压器额定电流和阻抗电压。 假设两台干式变压器变比相等，阻抗电压相等，而其接线组别分别为y/y0—12和y/△—11，则由接线组别可知，当α=360°－330°=30°,uzk=(5～6)ic=100sin(α/2)/uzk得ic=(4～5)in，即循环电流时额定电流的4～5倍，分析可知接线组别不同的两台干式变压器并列运行，引起的循环电流有时与额定电流相当，但其差动保护、电流速断保护均不能动作跳闸，而过电流保护不能及时动作跳闸时，将造成干式变压器绕组过热，甚至烧坏。 由以上分析可知，如果电压比(变比)不相同，两台干式变压器并列运行将产生环流，影响干式变压器的出力。如果百分阻抗不相等，则干式变压器所带的负荷不能按干式变压器的容量成比例分配，阻抗小的干式变压器带的负荷大，阻抗大的变压带的负荷反而小，也影响干式变压器的出力。干式变压器并列运行常常遇到电压比(变比)、百分阻抗不完全相同的情况，可以采用改变干式变压器分接头的方法来调整干式变压器阻抗值。若第三个条件不满足将引起相当于短路的环流，甚至烧毁干式变压器；因此，接线组别不同的干式变压器不能并列运行。一般情况下，如果需将接线组别不同的干式变压器并列运行，就应根据接线组别差异不同，采取将各相异名、始端与末端对换等方法，将干式变压器的接线化为相同接线组别才能并列运行。 根据运行经验，两台干式变压器并列，其容量比不应超过3：1。因为不同容量的干式变压器阻抗值较大，负荷分配极不平衡；同时从运行角度虑，当运行方式改变、检修、事故停电时，小容量的干式变压器将起不到备用的作用。 参考文献 [1]陈叔涛、陈涑均，《电力干式变压器的并联运行》，机械工业出版社 [2]韩忠民，《干式变压器连接组》，机械工业出版社 [3]郑时伊、赵可盖等，《电气工程师手册·第10篇·干式变压器》，机械工业出版社 来源：电气商情网#p#分页标题#e#