并列运行控制（共7篇）
并列运行控制 篇1
0引言
变压器并列运行是提高变电站供电可靠性、增大供电容量以及降低损耗的有效途径。目前, 变压器并列需遵循几个前提条件:①接线组别相同;②电压变比相同, 其最大差值不得超过±5%;③短路电压差相等, 其最大差值不得超过±5%。变压器并列的控制方法也以主—从跟踪法为主, 即认定了主变压器的分接位置改变后, 其他变压器的分接位置也被调整到相同位置[1,2,3]。
主—从跟踪法的缺点有:①不能解决因并列变压器参数的不一致带来的循环电流问题, 该问题在变电站扩容时, 因增设大容量新变压器而尤为突出, 甚至迫使电力公司建造新变电站以回避此问题。②无法满足变压器因高压侧不同电源点而分列但低压侧需并列运行的需要。③在出现主变压器挡位采集不正常或分接开关“卡挡”或“滑挡”等紧急情况时, 从变压器无法跟踪主变压器的挡位。
变压器并列的目的是抑制变压器之间的循环电流, 即将循环电流控制为最小。本文针对变压器并列的循环电流控制问题, 设计出循环电流检测分析模型, 定量分离出负载电流及循环电流的大小及方向, 以此提出变压器并列的最小循环电流法及无功平衡法。该控制方法集成在变压器有载自动控制及并列装置中, 通过对有载调压分接头的控制将循环电流降低到最小, 并可实现多台变压器的并列控制。由最小循环电流法扩展而来的无功平衡法, 是解决低压合环运行问题的可行方案。
1变压器并列运行的循环电流分析
1.1双变压器并列分析模型
首先确定2台变压器并列的基本条件和并列分析的研究目的如下:
1) 2台变压器均为有载分接开关变压器, 分接开关由分接开关自动控制器控制;
2) 变压器能够根据控制器的整定值, 发挥其控制负荷母线电压的基本功能;
3) 设计出循环电流检测分析模型, 定量分离负载电流及循环电流的大小及方向;
4) 将循环电流转换为电压, 然后将该电压输入控制器, 提供控制器向分接开关发出升降命令的依据, 减少电流中的不平衡因素;
5) 变压器可在不同分接头位置运行, 使变压器之间的循环电流最小。
国内有载调压变压器通常具有17个挡位, 对负荷侧电压的调整范围最大为±10%, 每挡所调节的电压相同, 因此每挡调节的电压为:0.2UL/16=0.012 5UL (UL为负荷侧的额定电压) 。该等式说明, 在变压器独立运行时, 每对其分接开关调整一个挡位, 将会对其负荷侧电压产生0.012 5UL的变化, 挡位调整和电压变化是线性、离散的。但是在2台或者更多台变压器并列运行时, 其中某一台主变的分接头开关的调整与负荷侧电压的变化不是线性对应的关系。
以下用常见的有载分接开关变压器 (50 MVA, 110 kV/10 kV±10%, 0.012 5UL) 来分析2台变压器并列运行的情况:显示阻抗为9%, 电流互感器 (TA) 变比为1 000 A∶5 A, 电压互感器 (TV) 变比为10 kV/100 V, 该系统如图1所示。
如果在该系统中未配备用于并列运行特殊要求的设备, 则各分接开关会根据独立控制器发出的命令单独运行, 通过一种简单的方式即可证明这一情况不适用于并列运行。根据负荷变化考虑10 kV母线上的压降, 则可能发生的情况是:
1) 2台有载分接开关变压器控制器都探测到低电压并开始计时;
2) 一台变压器控制器先于另一台超越时限——两者不一致;
3) 超越时限的那一台控制器的有载分接开关首先动作;
4) 10 kV母线电压因此恢复正常, 第2台变压器控制器因其电压已在正常范围内而无需运行 (注:2台电压控制器监测同一电压) , 此时, 变压器分接头彼此相隔一个挡位;
5) 负荷再次发生变化, 分别按照以上4种情况, 同一变压器再次对电压进行矫正, 这时, 变压器分接头彼此相差2个挡位。
因此, 在变压器控制器之间没有某种反馈或相互作用的情况下, 独立运行的分接头变压器控制器会转换至不同的分接头位置。
1.2循环电流计算及经济效益分析
以2台变压器运行在分接头彼此相差1个挡位时的情况示例, 这里, 2台变压器二次侧的电压差异会形成循环电流, 此循环电流大小受2台变压器的阻抗影响。每挡分接头的变压器电压变化为1.25%, 故循环电流的驱动电压
就上述问题进行更深入的探讨, 可考虑每台主变压器承载负荷为20 MVA, 负荷功率因数cos φ=0.8, 分接头位置相差一个挡位。这种情况可通过相量图表现出来:
1) 各台变压器都在承载20 MVA负荷, cos φ=0.8, 则负荷电流
2) 在变压器之间的环路中循环的电流
循环电流流经的电路中的2台变压器线圈为纯电抗, 因此, 可简化地将流经这2台变压器线圈的循环电流看做-j201 A及j201 A。这时, 用于研究的该系统简化为图2所示模型。
3) 1号和2号变压器负荷及循环电流的总和
相量图如图3所示。
1号变压器、2号变压器的实际负载分别为22 256 kVA和18 134 kVA, 总和为40 930 kVA, 而总负荷仅为40 000 kVA。由此可见, 2台变压器的带载效率有所降低。另外, 考虑到变压器负载损耗与通过其自身电流的平方成正比, 通过相同的计算过程后, 2台变压器的负载总损耗也会因循环电流的出现而增加约2.9%, 此循环电流消耗在变压器内阻的发热上。
现以实际案例说明。某220 kV变电站有3台有载调压变压器并列运行, 1号主变90 MVA、2号主变120 MVA、3号主变90 MVA, 由于在显示阻抗及变比上的差异, 在实施本项目前实测循环电流为69.5 A, 实施本项目后, 当2号主变分接头相差一个挡位时, 产生的反向抵消循环电流大小为24.81 A, 在相差3个挡位时, 循环电流降低到4.9 A, 减小循环电流64.6 A, 实施最小循环电流法并列的效果显著。如果电费以0.35元/ (kW·h) 计算, 一年仅此一项可产生的经济效益为40.9万元。
2最小循环电流法并列技术原理
最小循环电流法并列技术的核心是检测不平衡电流的一个称为平衡网络装置的电路。平衡网络装置从负载电流中分离出不平衡电流分量, 将该不平衡电流分量转换成电压信号送至有载分接开关控制器, 作为有载分接开关控制器发送升/降信号的判据之一, 使分接头位置发生变化, 以减少不平衡电流。
图4所示为2台变比相同的TA, 该电路的特点就是2台TA的次级线圈是串联的 (TA1次级线圈的同名端连接TA2次级线圈的非同名端) 。由于次级线圈串联, TA1和TA2的二次电流完全相同, 再将二次电流乘以相同的变比后可知:流经TA1和TA2的初级线圈中电流也完全相同, 即
将并列运行的平衡网络装置用于2台变压器的最简便的方法如图5所示 (下列叙述也将循环电流
1) 2个取名为K1和K2的TA次级绕组并联。因此, 初级电流应相等。
2) 如果流经变压器T1和T2的电流相等, 则2个TA主回路中的电流与K1和K2的初级绕组中的电流也应相等。在这种情况下, 电流中没有不平衡的部分,
3) 如果流经T1和T2的电流不相等, 且电路中存在
通过跟踪不平衡电流的路径, 可确定2个控制器中电流的极性相反。这一极性的差别是控制器控制分接头升/降的基础。特别值得注意的是, 为了使电流符合基尔霍夫定律,
3无功平衡法并列技术原理
以上采用最小循环电流法的2台变压器并列运行所需的电路并不复杂, 为了便于理解, 没有显示出完整电路, 根据其原理很容易延伸出3个及以上并列运行变压器的循环电流控制模块。在上述推论中关心的是循环电流, 而与变压器的变比、阻抗、容量、分接头位置等无关, 因此最小循环电流法适用于对具有2个或以上任意特性的变压器的并列。但是, 还有以下一些情况是最小循环电流法及主/从跟踪法所不能解决的:
1) 当并列变压器的初级绕组连接自不同的传输线, 即高压侧分列运行;
2) 分接头位置改变时, 并列变压器的相对阻抗有较大的变化。
3.1无功平衡法条件的定义
1) 变压器具有很高的X/R比率 (一般为25～50) , 即可认为是纯电抗且电阻性可以忽略。
2) 应用于电抗电路的同相电压变化 (如分接头操作) 只会引起无功改变而不会引起有功改变。
3) 既然分接头位置的改变并不导致回路有功的变化, 那么有功肯定不是控制并列变压器分接头的因素之一。如果系统或者设备的特性能够充分通过变压器影响有功, 则无功必定是决定控制效果的唯一因素。
4) 二次侧直接连接负载的变压器是并行连接的, 而与高压侧的连接情况无关。
3.2无功平衡法的应用
无功平衡法的理论基础是将变压器并联以分担负载母线上的无功负载 (也正如有功负载) 。既然各变压器分担的有功大小取决于各自的阻抗而不是分接头位置, 那么有功的大小也不会影响对分接头位置的选择。进一步, 变压器的并列取决于其分担无功的情况, 而无需顾及有功。
无功平衡法将使变电站负载的无功流在并列变压器中以合适的等级分担。需要注意的是, 当最小循环电流法中不同阻抗的等容量变压器并联运行时, 需要辅助TA的变比相对应, 而在无功平衡法中就不需要这种对应关系。
无功平衡法使用与最小循环电流法一样的平衡模块, 把循环电流从变压器的负载电流中区分出来。
3.3电源侧分列 (低压合环) 运行
电源侧分列 (低压合环) 运行即并列变压器的高压侧分列, 如图6中断路器A断开。在断路器A断开之前, 无功和有功都可以通过这些线路从传输系统的一部分流向另一部分, 或者说某条线路所承担的负载大于其他线路。断路器打开时, 上述情况将由两侧线路上电压的不同大小 (无功流) 或不同相位 (有功流) 来体现, 也就是说, 功率流会试图通过变压器, 尽管会被回路中变压器阻抗所限制。
关于图6, 有以下几点说明:
1) 如果A和C 均断开, 即2台变压器独立运行;
2) 如果A和C 均闭合, 即2台变压器并列运行, 此时可采用最小循环电流法并列或无功平衡法并列控制;
3) 如果A断开而C闭合, 则2台变压器构成不同电源点的低压合环并列运行, 此时必须采用无功平衡法并列控制;
4) 循环电流
5) 有功功率不能通过分接头的位置来控制, 但可以通过对变压器相对阻抗或者电压相位的改变进行有效控制。
需要强调的是, 考虑到分接头的改变引起的电压改变, 在一个近纯感性电路中几乎不会影响有功流;最佳的控制方法是对并列变压器的负载进行最佳的分配。
无功平衡法因忽略所有有功的流动, 在所有系统条件下都只有一个调节目标, 该目标实现了不同变电站负载的无功流根据并联变压器的比例进行分配。这里的比例即是并列变压器容量的比例。
长期以来, 不同电源点的变电站低压合环运行一直没有一个可靠的解决方案。因为如果简单地合上低压侧母联开关, 将造成无功和有功都可以通过线路从传输系统的一部分流向另一部分, 或者说一台变压器所承担的负载大于另一台变压器。 而变压器并列的无功平衡法使低压合环运行成为现实, 使负载的无功流按照并列变压器容量的比例进行分配。相对于在二次侧加装备用电源自投 (简称备自投) 装置而言, 低压合环运行在一次侧从根本上提高了电网运行的安全性[4]。
以某供电公司为例, 近2年发生的4次110 kV变电站停电事故中有3次都是由于备自投装置的不正确动作引起的。据该公司测算, 如果在相应110 kV变电站采取10 kV低压合环运行方式后, 可将供电可靠性指标提高约0.1个百分点至0.2个百分点, 这对于提高供电可靠性意义重大。
4基于最小循环电流原理的变压器电压控制装置设计方案
变压器并列的循环电流控制是变压器电压控制装置的主要功能, 在不同容量变压器或多台变压器并列的应用中尤为重要。此外, 与地区电压/无功控制系统自动电压控制 (AVC) 的通信及协调控制、电压无功控制 (VQC) 电容器控制, 以及各类闭锁控制等也是变压器电压控制装置必不可少的基本功能。
如图7所示, 主站或集控站AVC软件将电压计划值以中心值及带宽曲线的形式, 经变电站自动化系统下行至变压器电压控制装置的综合处理单元, 综合处理单元同时采集主变开关、母联开关及其他开关位置信号, 以及主变高低压侧三相电流电压及部分重要馈线电流等模拟信号, 经快速高精度计算, 将动作命令分解成分接开关控制及电容器组投切控制2类, 发送至相应分接开关控制器或直接进行电容器组的投切, 控制计算策略包括9区图及改良的17区图控制等方式[4,5,6,7]。综合处理单元也对来自主站或集控站命令的正确性进行校验, 结合对变电站各类信息的处理, 完成闭锁控制。
综合处理单元发送至分接开关控制器的命令, 包括电压中心值、带宽及延迟等参数, 分接开关控制器根据这些参数完成对分接开关的控制。为保证对电压反时限等控制的快速响应以及对滑挡等紧急事件的处理, 分接开关控制器自行独立采集变压器二次侧电压, 在分接开关控制器与分接开关之间构成闭环控制。
循环电流控制模块中的平衡网络装置采集各主变二次侧电流, 从中分离出流经各主变的循环电流分量, 该循环电流分量输入主变分接开关控制器, 作为控制分接开关的条件之一。当主变分接开关控制器采用最小循环电流法进行分接开关控制时, 将通过调整分接头开关的挡位, 将循环电流控制到最小;当主变分接开关控制器采用无功平衡法进行分接开关控制时, 将通过调整分接头开关的挡位, 平衡流经变压器的无功流。最小循环电流法和无功平衡法均使用相同的循环电流控制硬件模块。
5结语
最小循环电流法解决了不同变比、阻抗及容量的变压器并列, 无功平衡法将并列的条件扩展到高压侧不同电源点即低压合环运行等更广泛的应用范围, 将传统变压器并列对设备和运行人员的工作量要求降到最低, 变压器间的循环电流被控制到最小, 有利于提高变压器控制的可靠性, 延长变压器的使用寿命, 降低损耗以及提高变压器实际供电容量等。
采用最小循环电流法或无功平衡法的变压器电压控制装置, 具备智能的分接头控制功能, 融入本地多重校核及智能闭锁能力等高可靠性设计理念, 符合区域AVC集中决策、分层分布控制的设计规范。除应用了并列等技术外, 自动电压损失补偿、反时限快速电压控制以及多重保护及后备控制等, 也率先在国内变压器控制中得到应用。该装置已在多个220 kV及110 kV变电站中成功投运。
摘要：针对变压器并列中有载调压分接控制的循环电流制问题, 设计循环电流检测分析模型, 定量分离出循环电流, 以此提出变压器并列的最小循环电流法及无功平衡法, 通过对有载调压分接头的控制将循环电流降低到最小或使流经变压器的无功流根据变压器的容量达到平衡。该控制方法对并列变压器的数量和容量等参数没有限制, 可将并列的条件扩展到高压侧分列及分接头开关挡位数不等的应用。文中同时对基于循环电流控制原理的变压器电压控制装置的基本设计方案以及同地区电压/无功控制系统自动电压控制 (AVC) 的协调运行等进行了论述。
关键词：变压器并列运行,有载调压分接头控制,循环电流,最小循环电流法,无功平衡法,自动电压控制 (AVC) ,低压合环
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并列运行控制 篇2
关键词：多互联变流器,功率分层控制,交换功率,最优分配
0 引言
为实现大规模分布式电源接入消纳,微网成为目前有效的解决方案之一[1,2,3]。由于分布式电源和储能装置各自的特点不同以及负荷的供电需求不同,具备交流微网和直流微网各自优点的交直流混合微网将会是未来长期存在的结构[4,5,6]。
随着交流微网与直流微网容量的增大,多互联变流器并列运行情况成为可能。文献[7,8]提出的归一化处理可使交直流子网较好地按各自容量均分系统负荷,但在多互联变流器并列运行情况下,由于各互联变流器控制参数及端口电压的不同,使得交直流子网间的交换功率并不能在各个变流器间实现最优分配。文献[9,10]提出的微网分层控制仅应用于直流微网或交流微网中,并未将交直流混合微网作为一个整体进行研究。文献[11]引入下垂控制实现交直流子网交换功率在各互联变流器间按各自容量分配,并通过虚拟阻抗技术减少环流,但考虑到实际变流器的工作效率曲线,功率均分未必是最优方案。文献[12]提出多层能量管理系统,实现交直流混合微网功率平衡以及分布式能源最大化利用,但未涉及多互联变流器并列运行情况。
本文以多互联变流器并列运行的交直流混合微电网为研究对象,提出互联变流器并列运行的交直流混合微电网功率分层控制。将改进的互联变流器交直流下垂特性单位化后置于同一坐标系中,建立起直流电压、交流频率与子网间交换功率的数学联系;以多互联变流器综合传输效率最大化为优化目标,进行功率协调分配,实现交直流混合微电网的稳定高效运行。
1 交直流混合微电网运行特性
图1所示为交直流混合微电网的一种典型结构,多个互联变流器连接于交流微网与直流微网之间。
若忽略互联变流有功功率平衡关系为[13]:
直流微网:
交流微网:
式中:Pic为交流微网流入直流微网的有功功率;为直流微网第i个分布式电源输出功率;Pdc＿loss为直流微网损耗;为直流微网第i个负荷吸收功率;Pgrid为主网注入交流微网功率;为交流微网第i个分布式电源输出功率;Pzc＿loss为交流微网损耗;为交流微网第i个负荷吸收功率。
交直流微电网中的分布式电源接口变流器多采用对等控制,依靠本地信息实现输出功率的自动调整;随机变化的分布式电源,例如风机、光伏等采用恒功率控制,实现最大功率输出,负荷和随机能源的波动则在采用下垂控制的分布式电源之间实现自动分配[14,15,16]。
互联变流器联络交直流子网,通过两侧接口处特征信号f与Udc判断交直流微网的工作状态,以功率交换形式保证交直流子网间的功率平衡以及电能质量。
2 交直流混合微电网功率分层控制
交直流混合微电网分层控制结构如图2所示。分布式电源的接口变流器作为交直流混合微电网的底层单元,响应速度快,控制等级低;交直流子网间的功率交换为中间控制层,实现微网间的功率平衡,使二者相互支撑;互联变流器间的功率协调作为顶层控制,响应速度慢,控制等级高,实现交直流混合微
2.1 交直流子网间功率交换层
图3给出了改进的互联变流器交直流下垂特性曲线,可工作于整流、空闲与逆变3种模式[17]。图3中,Udc＿H和Udc＿L为互联变流器直流侧的控制阈值电压,fH和fL为互联变流器交流侧的控制阈值频率。
由于交流侧频率f与直流侧电压Udc具有不同的量纲,为了分析互联变流器的参考交换功率Pref与f,Udc之间的数学关系,将f与Udc按式(3)、式(4)进行单位化,Pdc与Pac以互联变流器额定容量SN为基准单位化后置于同一坐标系中,如图4所示。
式中:为单位化直流母线电压;Ude＿max和Ude＿min分别为直流母线电压允许最大值与最小值;f*为单位化交流频率;fmax和fmin分别为交流侧频率允许最大值与最小值。
单位化互联变流器交直流下垂特性曲线可表示为式(5)、式(6):
式中:TH,TL为互联变流器动作阈值的上、下限。
ΔPdc与ΔPac代表互联变流器在相应的直流电压与交流频率下,直流端口与交流端口所需增加输出功率值,其和ΔPdc+ΔPac作为交直流子网间交换功率增加值ΔPref,在PI控制器作用下使ΔPref=0时,则此时或,f*均处于空闲模式段,交直流混合微电网进入稳态。交直流子网间功率交换层的控制流程如图5所示。
2.2 互联变流器间功率协调层
互联变流器功率协调层以各互联变流器工作状态和交直流子网间所需交换功率为基础,优化控制功率在各互联变流器间的分配,实现交直流混合微电网的经济运行。
变流器效率曲线如图6所示,工作于额定容量附近时效率最高,轻载时效率出现明显下降,重载时效率变化不大[18,19]。为减少互联变流器传输功率损耗,使交直流子网间交换功率尽可能接近参考值Pref,从而使交直流混合微电网间达到最佳平衡状态,定义多互联变流器并列运行下的综合传输效率η:
式中:为各互联变流器交换功率;ηi为各互联变流器工作在时的效率;Pic为各互联变流器交换功率之和。
由图6可知,互联变流器效率ηi为功率的函数,其数学表达式可由变流器的实际试验数据通过函数拟合生成,代入式(7)即可将互联变流器间的功率协调问题转化为最值问题。
优化目标:
约束条件:
引入拉格朗日乘数λ,做拉格朗日函数:
令η对各变量的一阶偏导等于零:
结合式(9)中的功率边界约束条件,求解式(10)与式(11)即可得到在效率η最大时,各互联变流器所需交换功率值。只考虑互联变流器传输有功功率的情况,即,则根据式(12)与式(13)可得到各互联变流器电流内环参考值:
互联变流器间功率协调层的控制流程如图7所示。
3 仿真分析
考虑图1所示的交直流混合微电网结构,搭建了2互联变流器并列运行下的仿真电路,验证在直流负载或者交流负载出现变化时,交直流子网间功率交换层与互联变流器间功率协调层的工作情况。
直流微网额定功率8.0 MW,额定电压600 V;交流微网额定容量10.0 MVA,额定电压380 V;1号互联变流器额定容量2.0 MW,2号互联变流器额定容量4.0 MW,假定工作效率曲线已知;规定交换功率由交流微网流向直流微网为正。
3.1 并网运行模式仿真
工作于并网模式时,交直流混合微电网运行状态如表1所示,功率变化曲线如图8所示,频率、电压变化曲线如图9所示。
0～1.0 s交流微网由主网提供频率支撑,f*位于图4交流下垂特性曲线的空闲段;当直流微网轻载1.0 MW时,位于图4直流下垂特性曲线的I段。由图8可以看出,此时交直流子网间交换功率由直流微网流向交流微网,从而使进入空闲段,并由1号互联变流器承担全部功率交换值时,综合传输效率η达到最大。
当直流微网负载在1.0～1.5 s增加0.5 MW时,从图9可以看出,由于直流微网的P-U下垂特性,此时直流母线电压出现跌落,但未能使越出空闲段,此时互联变流器在1.0～1.5 s的交换功率保持不变,如图8所示。
1.5～2.0 s时,直流微网负载增加至6.0 MW,从图8、图9可以看出,由于直流微网的P-U下垂特性使直流母线电压再次出现跌落,越出空闲段进入区段Ⅱ,此时交直流子网间交换功率由交流微网流向直流微网,抬升进入空闲段,且1号互联变流器工作于额定容量,2号变流器承担剩余传输功率时,综合传输效率η达到最大值。
如图8所示,2.0～2.5 s交流微网负载增大至S=10.0+j6.0 MVA,由于主网的频率支撑使得f*仍然保持为零,未能越出交流下垂特性曲线的空闲段,因此互联变流器在2.0～2.5 s交换功率保持不变。
3.2 离网运行模式仿真
工作于离网模式时,交直流混合微网运行状态如表2所示,功率变化曲线如图10所示,频率、电压变化曲线如图11所示。
直流微网在0～1.0s轻载1.0 MW,位于图4直流下垂特性曲线的Ⅰ段,当交流微网带载4.0 MW时,f*位于图4交流下垂特性曲线空闲段。如图10所示,此时交直流子网间交换功率由直流微网流向交流微网,降低使其进入空闲段,并由1号互联变流器承担全部功率交换值时,综合传输效率η达到最大值。
当直流微网负载在1.0～1.5 s增加0.5 MW时,从图1 1可以看出,由于直流微网的P-U下垂特性,此时直流母线电压出现跌落,但未能使越出空闲段,因此互联变流器在1.0～1.5 s的交换功率保持不变,如图10所示。
1.5～2.0s时直流微网负载增加至6.0 MW,从图10、图11可以看出,由于直流微网的P-U下垂特性使直流母线电压再次出现跌落,越出空闲段进入区段Ⅱ,此时交直流子网间交换功率由交流微网流向直流微网,抬升使其进入空闲段,且由1号互联变流器承担全部功率交换值时,综合传输效率η达到最大值。
如图10所示,2.0～2.5s交流微网负载增大至5.0+j3.0 MNA,由于交流微网的P-f下垂特性使得交流侧频率出现下降,但未能越出交流下垂特性曲线的空闲段,因此互联变流器在2.0～2.5 s交换功率保持不变。
4 结语
针对含有多个互联变流器并列运行的交直流混合微电网,本文分析了其运行特性与功率平衡关系,提出了交直流混合微电网功率分层控制,建立了直流电压、交流频率与子网间交换功率的数学联系,实现了交直流混合微电网的功率平衡。将单位化互联变流器交直流下垂特性曲线分段,避免了互联变流器的频繁动作,提高电能质量;以互联变流器综合传输效率最大化为控制目标,建立了优化方程,实现交换功率在互联变流器间的最优分配。仿真结果表明,在并网和离网2种运行模式下,交直流子网功率交换层都能够快速地调节直流微网与交流微网之间的交换功率,互联变流器功率协调层都能够准确地进行功率分配,实现交直流混合微电网的稳定运行。
变压器的并列运行分析 篇3
在发电厂和变电所中, 变压器是重要电气设备, 为了提高供电的可靠性和灵活性, 减少能量损耗, 保证经济运行, 通常将二台或数台变压器一次侧以及二次侧同极性的端子之间通过同一母线分别互相连接的方式来运行。其意义是:当一台变压器发生故障时, 并列运行的其它变压器仍可以继续运行, 以保证重要用户的用电;或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器, 再将要检修的变压器停电检修, 既能保证变压器的计划检修, 又能保证不间断供电, 提高供电的可靠性。又由于用电负荷季节性很强, 在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行, 这样既可以减少变压器的空载损耗, 提高效率, 又可以减少无功励磁电流, 改善电网的功率因数, 提高系统的经济性。但是, 变压器并列运行应同时满足下列条件: (1) 变压器变比相同 (允许有±0.5%的差值) ; (2) 变压器的短路电压相等 (允许有±10%的差值) ; (3) 变压器的接线组别相同。除满足以上三个条件外, 对于并列运行变压器容量比一般不超过3:1。
2 变压器并列运行条件分析 (下面结合某一变电站进行分析)
2.1 某一变电站两台变压器技术参数及电气主接线 (如图1) :
变压器的技术数据 (见表1)
变压器分接开关各档位对应表 (见表2)
2.2 不满足变压器并列运行条件分析
2.2.1 变压比不同时的变压器并列运行分析当并列运行变压器的接线组别相同、短路电压相等, 而变比不等时, 那么并列运行变压器的二次电压不等。当两台变压器空载时, 二次回路就会有电压差, 因此而产生环流Ic。变比相差越大, 产生环流也越大, 影响变压器容量的合理利用, 所以并列变压器变比相差必须限制在0.5%之内。环流大小决定于并列运行变压器二次电压的差值即:
式中:Zd L1、Zd L2分别为两台变压器的短路阻抗;
Ue 1、Ue 2分别为两台变压器的二次额定电压;
如Zd1用短路电压来表示则
若两台变压器中第二台的容量大, 即Ie2>Ie1, 并令其两台变压器的额定电流之比为:
式中Ud L1、Ud L2分别为两台变压器的短路电压
以上述变电站为例:设1#主变档位为I档, 2#主变档位为I档:
因此上述变电所两台主变变比不等时, 产生环流
以上计算可知, 上述两台变压器变比不等相差2.5%时, 产生环流可达额定电流的17.8%。由于环流在变压器空载时便存在, 它占据了变压器的容量, 增大了变压器损耗, 不能使所有并列运行的变压器都带上额定负荷, 结果使变压器的总容量不能充分利用。
2.2.2 短路电压不等时变压器并列运行分析当并列运行中的变压器接线组别和变比都相同, 而短路电压不等时, 变压器二次回路不会产生环流, 但会影响两台变压器的负荷分配。 (图2为并列运行变压器等值电路图)
从两台并列运行变压器简化等值电路图可以看出:
即负载电流与短路阻抗成反正
式中I*1、I*2两台变压器的负荷电流相对值;
Z*dl1、Z*d L2两台变压器的短路阻抗相对值, 数值与短路电压相等。
从上式说明, 负载电流的相对值与短路电压成反比, 由于短路电压不等, 所以负载电流相对值不等, 并且说明短路电压不等的变压器并列运行, 不能同时达到满载。
如上述某变电站, 1#主变Ud L1=7.44%, 2#主变UDl2=7.81%,
则两台变压器短路电压不等, 根据I*1Z*dl1=I*2Z*d L2代入有关数据得:
由此可见, 当短路电压数值大的变压器满载时, 短路电压数值小的变压器会过载。为使负荷合理分配, 在两台变压器短路电压相差不超过±10%的情况下, 可选择容量大的变压器短路电压小些, 一般要求并列变压器容量比不宜超过3:1, 也就是限制了变压器的短路电压相差值不至过大。
2.2.3 接线组别不同时变压器并列运行分析当并列运行变压器的变比和短路电压相同, 而接线组别不同时, 变压器并列运行的回路中会产生环流。绕组接线组别不同的变压器并列运行时, 同名相电压间的位移角φ等于连接组号N之差乘以30°
如果并列运行变压器容量相同, 短路电压相等, 而只有接线组别不同, 则产生环流
例:当30°时短路电压为UdL=7.44%时
只有在故障情况下, 才允许短时通过这样大的电流, 由此可见, 在作用下, 并列运行变压器的二次绕组内虽然没有接负载, 但在回路中也会出现几倍于额定电流的环流, 这个环流会烧坏变压器。因此接线组别不同的变压器绝对不能并列运行。
根据变压器并列运行条件, 上述变电站两台主变符合三个条件可并列运行: (1) 变压器的接线组别相同, 均为Ynd11; (2) 变压器变比相同 (通过有载调压实现) ; (3) 变压器的短路电压相等 (相差+4.7%<+10%) , 且容量相等。
3 n台变压器并、解列运行的经济点计算
运行中的变压器损失可分成铁损和铜损。一般说来, 铁损基本不变, 但铜损随着负荷电流的平方而变化。因此, 在一定负荷下, 多并列运行一台变压器的总铁损增加而铜损将减少。变压器并、解列的经济点按下列公式计算:
3.1 在n台变压器容量、型式 (型号) 一样 (相同) 时;
3.1.1 当总负荷增加时, 满足下式则应增加一台, 即:
3.1.2 当总负荷下降时, 满足下式则应解列一台, 即:
式中S——变压器的总容量 (kVA)
Sn——每台变压器的额定容量 (kVA)
N——运行中的变压器台数
PO——空载有功损失 (kW)
QO——空载无功损失 (kvar)
IO%——空载电流
PK——短路有功损失 (kW)
QK——短路无功损失 (kvar)
VK%——百分阻抗
K——无功电力经济当量 (一般在系统最大负荷时取0.1, 在最小负荷时取0.06)
现以上述某变电站两台变压器为例, 计算其并、解列运行的经济点。从变压器技术参数可知:
也即当变电站10KV总负荷大于2817KVA时, 应增投一台变压器, 即两台变压器并列运行, 10KV总负荷小于2817KVA时, 由单台变压器运行, 从而达到变压器经济运行的目的。
4 变压器并列运行应注意的事项
(1) 变压器运行前必须进行极性、接线组别及变比的测量试验以确保变压器安全并列运行。 (2) 变压器在安装后以及在进行过有可能使相位变动的工作后 (如装拆进出线) 必须经过核相后才允许并列运行。 (3) 并列运行时, 应合理选择并、解列点。 (4) 变压器并列运行前, 必须根据各变压器档位的电压比, 确定并列运行的变压器变比相等时所对应的档位, 并进行相应的档位调整。 (5) 当并列运行的变压器中性点是经消弧线圈接地的, 须进行消弧线圈由接一台主变运行切换到另一主变运行倒闸操作时, 应遵循先停后送的原则, 严禁将消弧线圈同时接入两台变压器的中性点上。 (6) 并列运行中的变压器, 当其中一台因保护动作跳闸时, 应迅速调整负荷, 以确保继续运行的变压器安全运行。
摘要：分析两台变压器并列运行时必具备的条件及不具备条件的后果。
关键词：变压器,并列运行,分析
参考文献
[1]诸骏伟.电力系统分析.中国电力出版社.1995.
[2]杨定辉.发电厂变电所电气设备.水利电力出版社.1979.
[3]范锡普.发电厂电气部分.中国电力出版社.1995.
[4]韦钢.电力系统基础.中国电力出版社.1999.
[5]杨伟箭.电机学.水利电力出版社.1984.
变压器的并列运行分析 篇4
1 变压器并列运行条件分析 (下面结合某一变电站进行分析)
1.1 变压比不同时的变压器并列运行分析
当并列运行变压器的接线组别相同、短路电压相等, 而变比不等时, 那么并列运行变压器的二次电压不等。当两台变压器空载时, 二次回路就会有电压差, 因此而产生环流Ic。变比相差越大, 产生环流也越大, 影响变压器容量的合理利用, 所以并列变压器变比相差必须限制在0.5%之内。
式中:ZdL1、ZdL2分别为两台变压器的短路阻抗。
Ue1、Ue2分别为两台变压器的二次额定电压。
若两台变压器中第二台的容量大, 即Ie2>Ie1。
式中UdL1、UdL2分别为两台变压器的短路电压。
以上述变电站为例:设1#主变档位为I档, 2#主变档位为I档。
因此上述变电所两台主变变比不等时, 产生环流。
以上计算可知, 上述两台变压器变比不等相差2.5%时, 产生环流可达额定电流的17.8%。由于环流在变压器空载时便存在, 它占据了变压器的容量, 增大了变压器损耗, 不能使所有并列运行的变压器都带上额定负荷, 结果使变压器的总容量不能充分利用。
1.2 短路电压不等时变压器并列运行分析
当并列运行中的变压器接线组别和变比都相同, 而短路电压不等时, 变压器二次回路不会产生环流, 但会影响两台变压器的负荷分配。
I1ZdL1=I2ZdL2即负载电流与短路阻抗ZdL成反正。
由于Ue1=Ue2, 则Ie1Ze1=Ie2Ze2。
式中I*1、I*2两台变压器的负荷电流相对值。
Z*dl1、Z*dL2两台变压器的短路阻抗相对值, 数值与短路电压相等。
从上式说明, 负载电流的相对值与短路电压成反比, 由于短路电压不等, 所以负载电流相对值不等, 并且说明短路电压不等的变压器并列运行, 不能同时达到满载。
如上述某变电站, 1#主变UdL1=7.44%, 2#主变UDl2=7.81%, 则两台变压器短路电压不等, 根据I*1Z*dl1=I*2Z*dL2代入有关数据。
由此可见, 当短路电压数值大的变压器满载时, 短路电压数值小的变压器会过载。为使负荷合理分配, 在两台变压器短路电压相差不超过±10%的情况下, 可选择容量大的变压器短路电压小些, 一般要求并列变压器容量比不宜超过3∶1, 也就是限制了变压器的短路电压相差值不至过大。
1.3 接线组别不同时变压器并列运行分析
当并列运行变压器的变比和短路电压相同, 而接线组别不同时, 变压器并列运行的回路中会产生环流。绕组接线组别不同的变压器并列运行时, 同名相电压间的位移角φ等于连接组号N之差乘以30°, 则φ= (N1-N2) 30°。
如果并列运行变压器容量相同, 短路电压相等, 而只有接线组别不同, 则产生环流。
2 n台变压器并、解列运行的经济点计算
运行中的变压器损失可分成铁损和铜损。一般说来, 铁损基本不变, 但铜损随着负荷电流的平方而变化。因此, 在一定负荷下, 多并列运行一台变压器的总铁损增加而铜损将减少。变压器并、解列的经济点按下列公式计算。
2.1 在n台变压器容量、型式 (型号) 一样 (相同) 时
(1) 当总负荷增加时, 满足下式则应增加一台, 即:S>Sn。
(2) 当总负荷下降时, 满足下式则应解列一台, 即:S
式中S为变压器的总容量 (kVA) ;Sn为每台变压器的额定容量 (kVA) ;N为运行中的变压器台数;PO为空载有功损失 (kW) ;QO为空载无功损失 (kvar) ;IO%为空载电流;PK为短路有功损失 (kW) ;QK为短路无功损失 (kvar) ;VK%为百分阻抗;K为无功电力经济当量 (一般在系统最大负荷时取0.1, 在最小负荷时取0.06) 。
现以上述某变电站两台变压器为例, 计算其并、解列运行的经济点。从变压器技术参数可知:
也即当变电站10 kV总负荷大于2817kVA时, 应增投一台变压器, 即两台变压器并列运行, 10kV总负荷小于2817kVA时, 由单台变压器运行, 从而达到变压器经济运行的目的。
3 变压器并列运行应注意的事项
(1) 变压器运行前必须进行极性、接线组别及变比的测量试验以确保变压器安全并列运行。 (2) 变压器在安装后以及在进行过有可能使相位变动的工作后 (如装拆进出线) 必须经过核相后才允许并列运行。 (3) 并列运行时, 应合理选择并、解列点。 (4) 变压器并列运行前, 必须根据各变压器档位的电压比, 确定并列运行的变压器变比相等时所对应的档位, 并进行相应的档位调整。 (5) 当并列运行的变压器中性点是经消弧线圈接地的, 须进行消弧线圈由接一台主变运行切换到另一主变运行倒闸操作时, 应遵循先停后送的原则, 严禁将消弧线圈同时接入两台变压器的中性点上。 (6) 并列运行中的变压器, 当其中一台因保护动作跳闸时, 应迅速调整负荷, 以确保继续运行的变压器安全运行。
参考文献
[1]诸骏伟.电力系统分析[M].中国电力出版社, 1995.
变压器的并列运行分析 篇5
在发电厂和变电所中,变压器是重要电气设备,为了提高供电的可靠性和灵活性,减少能量损耗,保证经济运行,通常将二台或数台变压器一次侧以及二次侧同极性的端子之间通过同一母线分别互相连接的方式来运行。其意义是:当一台变压器发生故障时,并列运行的其它变压器仍可以继续运行,以保证重要用户的用电;或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器,再将要检修的变压器停电检修,既能保证变压器的计划检修,又能保证不间断供电,提高供电的可靠性。又由于用电负荷季节性很强,在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行,这样既可以减少变压器的空载损耗,提高效率,又可以减少无功励磁电流,改善电网的功率因数,提高系统的经济性。但是,变压器并列运行应同时满足下列条件:a.变压器变比相同(允许有±0.5%的差值);b.变压器的短路电压相等(允许有±10%的差值);c.变压器的接线组别相同。除满足以上三个条件外,对于并列运行变压器容量比一般不超过3:1。
2 变压器并列运行条件分析(下面结合某一变电站进行分析)
2.1 某一变电站两台变压器技术参数及电气主接线:
变压器的技术数据
变压器分接开关各档位对应表
2.2 不满足变压器并列运行条件分析
2.2.1变压比不同时的变压器并列运行分析。当并列运行变压器的接线组别相同、短路电压相等,而变比不等时,那么并列运行变压器的二次电压不等。当两台变压器空载时,二次回路就会有电压差,因此而产生环流Ic。变比相差越大,产生环流也越大,影响变压器容量的合理利用,所以并列变压器变比相差必须限制在0.5%之内。
Zd L1、Zd L2分别为两台变压器的短路阻抗;
Ue1、Ue2分别为两台变压器的二次额定电压;
若两台变压器中第二台的容量大,即Ie2>Ie1
Ud L1、Ud L2分别为两台变压器的短路电压
以上述变电站为例:设1#主变档位为I档,2#主变档位为I档:
由于S1=S2=6300KVA则
因此上述变电所两台主变变比不等时,产生环流。
以上计算可知,上述两台变压器变比不等相差2.5%时,产生环流可达额定电流的17.8%。由于环流在变压器空载时便存在,它占据了变压器的容量,增大了变压器损耗,不能使所有并列运行的变压器都带上额定负荷,结果使变压器的总容量不能充分利用。
2.2.2 短路电压不等时变压器并列运行分析。当并列运行中的变压器接线组别和变比都相同,而短路电压不等时,变压器二次回路不会产生环流,但会影响两台变压器的负荷分配。
从两台并列运行变压器简化等值电路图可以看出:
I1Zd L1=I2Zd L2即负载电流与短路阻抗Zd L成反正
由于Ue1=Ue2则Ie1Ze1=Ie2Ze2
式中I*1、I*2两台变压器的负荷电流相对值;
Z*dl1、Z*d L2两台变压器的短路阻抗相对值,数值与短路电压相等。
从上式说明,负载电流的相对值与短路电压成反比,由于短路电压不等,所以负载电流相对值不等,并且说明短路电压不等的变压器并列运行,不能同时达到满载。
如上述某变电站,1#主变Ud L1=7.44%,2#主变UDl2=7.81%。
则两台变压器短路电压不等,根据I*1Z*dl1=I*2Z*d L2代入有关数据。
由此可见,当短路电压数值大的变压器满载时,短路电压数值小的变压器会过载。为使负荷合理分配,在两台变压器短路电压相差不超过±10%的情况下,可选择容量大的变压器短路电压小些,一般要求并列变压器容量比不宜超过3:1,也就是限制了变压器的短路电压相差值不至过大。
2.2.3 接线组别不同时变压器并列运行分析当并列运行变压器的变比和短路电压相同,而接线组别不同时,变压器并列运行的回路中会产生环流。绕组接线组别不同的变压器并列运行时,同名相电压间的位移角φ等于连接组号N之差乘以30°
则φ=(N1-N2)30°
如果并列运行变压器容量相同,短路电压相等,而只有接线组别不同,则产生环流。
例:当30°时短路电压为Ud L=7.44%时,只有在故障情况下,才允许短时通过这样大的电流,由此可见,在作用下,并列运行变压器的二次绕组内虽然没有接负载,但在回路中也会出现几倍于额定电流的环流,这个环流会烧坏变压器。因此接线组别不同的变压器绝对不能并列运行。
根据变压器并列运行条件,上述变电站两台主变符合三个条件可并列运行:a.变压器的接线组别相同,均为Ynd11;b.变压器变比相同(通过有载调压实现);c.变压器的短路电压相等(相差+4.7%<+10%),且容量相等。
3 n台变压器并、解列运行的经济点计算
运行中的变压器损失可分成铁损和铜损。一般说来,铁损基本不变,但铜损随着负荷电流的平方而变化。因此,在一定负荷下,多并列运行一台变压器的总铁损增加而铜损将减少。变压器并、解列的经济点按下列公式计算:
在n台变压器容量、型式(型号)一样(相同)时:
3.1 当总负荷增加时,满足下式则应增加一台,即:
S>Sn
3.2 当总负荷下降时,满足下式则应解列一台,即:
S
QO=I0%Sn×1/100 Qk=Vk%Sn×1/100
式中S—变压器的总容量(k VA)
Sn—每台变压器的额定容量(k VA)
N—运行中的变压器台数
PO—空载有功损失(k W)
QO—空载无功损失(kvar)
IO%—空载电流
PK—短路有功损失(k W)
QK—短路无功损失(kvar)
VK%—百分阻抗
K—无功电力经济当量(一般在系统最大负荷时取0.1,在最小负荷时取0.06)
现以上述某变电站两台变压器为例,计算其并、解列运行的经济点。从变压器技术参数可知:
PO1=PO2=7.01 kW PK1=PK238.37kW
IO1%=IO2%=0.24
VK1%=7.44 VK2%=7.81
也即当变电站10KV总负荷大于2817KVA时,应增投一台变压器,即两台变压器并列运行,10KV总负荷小于2817KVA时,由单台变压器运行,从而达到变压器经济运行的目的。
4 变压器并列运行应注意的事项
a.变压器运行前必须进行极性、接线组别及变比的测量试验以确保变压器安全并列运行。b.变压器在安装后以及在进行过有可能使相位变动的工作后(如装拆进出线)必须经过核相后才允许并列运行。c.并列运行时,应合理选择并、解列点。d.变压器并列运行前,必须根据各变压器档位的电压比,确定并列运行的变压器变比相等时所对应的档位,并进行相应的档位调整。e.当并列运行的变压器中性点是经消弧线圈接地的,须进行消弧线圈由接一台主变运行切换到另一主变运行倒闸操作时,应遵循先停后送的原则,严禁将消弧线圈同时接入两台变压器的中性点上。f.并列运行中的变压器,当其中一台因保护动作跳闸时,应迅速调整负荷,以确保继续运行的变压器安全运行。
参考文献
[1]诸骏伟.电力系统分析[M].北京:中国电力出版社.1995.
[2]杨定辉.发电厂变电所电气设备[M].北京:水利电力出版社.1979.
[3]范锡普.发电厂电气部分[M].北京:中国电力出版社.1995.
[4]韦钢.电力系统基础[M].北京:中国电力出版社.1999.
[5]杨伟箭.电机学[M].北京:水利电力出版社.1984.
浅谈配电变压器的并列运行 篇6
1 变压器并列运行的目的
1.1 提高变压器运行的经济性
当负荷增加到一台变压器的容量不够用时, 则可并列投入第二台变压器;而当负荷减少到不需要两台变压器同时供电时, 可将一台变压器退出运行。这样, 可尽量减少变压器本身的损耗, 达到经济运行的目的。
1.2 提高供电可靠性
当并列运行的变压器中有一台损坏时, 只要迅速将其从电网中切除, 无故障变压器仍可正常供电。检修某台变压器时, 也不影响其他变压器正常运行, 减少了故障和检修时的停电范围。
2 变压器并列运行的条件
变压器的并列运行虽然具有很多优点, 然而并非所有的变压器均能并列运行。变压器并列运行应同时满足下列条件:
(1) 变压器的接线组别相同;
(2) 变压器的变压比相同 (允许有±0.5%的差值) ;
(3) 变压器的短路电压相等 (允许有±10%的差值) 。
除满足以上三个条件外, 并列运行变压器的容量比一般不宜超过3∶1。
以上并列运行条件中, 前两个条件保证了变压器空载时绕组内不会有环流, 第三个条件保证负荷分配与容量成正比。
3 接线组别不同时并列运行的后果
当并列运行变压器的变压比和短路电压相同而接线组别不同时, 变压器并列运行的回路中会产生环流。下面以两台分别为Y, yn0和Y, d11接线组别的变压器为例作一说明。
这两台变压器的一次侧接在同一母线上, 相对应的一次线电压是同相位的, 二次相对应的线电压则有30°的相位差。由于二次线电压大小相等, 所以二次回路的合成电压ΔU觶=U觶1uv-U觶2uv, 是两个对应线电压的相量差, 合成电压为ΔU觶=0.52U觶2uv, 其他两相情况也类似。由此可见, 在ΔU的作用下, 虽然并列运行变压器的二次绕组内没有负载, 但在回路中也会出现几倍于额定电流的环流, 这个环流会烧坏变压器。
4 变压比不同时变压器并列运行的后果
当并列运行变压器的接线组别相同、短路电压相等而变压比不等时, 那么, 并列运行变压器的二次电压不等。当两台变压器空载时, 二次回路就会有电压差, 因此而产生环流。变压比相差越大, 产生环流就越大, 影响变压器容量的合理利用, 所以变压比相差必须限制在±0.5%之内。
5 短路电压不等时变压器并列运行的后果
并列运行控制 篇7
并列运行配电变压器, 用同一母线, 将两台或者两台以上的变压器一次绕组, 二次绕组进行连接。关于并列变压器运行的优点, 有以下三点:其一, 确保供电稳定性。并列运行的变压器供电, 如同两匹马或多匹马同时拉动一辆马车一样, 如果一匹马需要休息, 那么并不影响前行。并列中的某台变压器停止工作后, 其他变压器还可以正常运转, 这就给供电系统提供了支援和保障, 不会出现立刻停电和频繁停电的事故。其二, 有效的节约耗电。通过变压器并列, 将有效地节约供电过程耗电, 降低无功电量。例如, 某变电站将3000k VA和2150k VA两台变压器进行并列运行, 一年后测算, 节约电能6.2万Kwh。其三, 降低变压器损耗。在用电高峰期, 例如夏季炎热天气, 或者农村的灌溉、收割季, 地区内用电负荷比平时增加很多甚至是平时的数倍, 如果仍然按照平时供电设备, 用单台变压器来进行供电, 则会出现变压器满负荷运转情况, 这对变压器损坏很大。两台或者多台变压器并列后, 能分担单台变压器的负荷, 从而降低对单台变压器的损耗, 让每一台变压器都在经济范围内运行。
2 并列运行变压器条件
其一, 变比相同, 差值在±0.5。这个条件要求两台或多台要并列的变压器其额定电压相等, 即使有相差也相差无几, 而且一侧接线组别相同。这个条件是为了保证在变压器空载时, 不会因为两台变压器之间存在压差, 而出现内部环流。如果并列的变压器额定电压相差较大, 将出现大于额定电压几倍的环流, 变压器处于被烧坏的危险中。其二, 短路电压相等, 差值范围±10。并列变压运行是为了实现多匹马拉快车的效果, 但是如果单台变压器不能合理分配, 就会出现“大马拉小车”和“小马拉大车”的情况。因此供电部门选择变压器进行并列操作, 一定要检查其短路电压是否相当, 最大相差绝对不可超过10。其三, 并列变压器容量比在3:1范围之内。如前文所述, 变压器容量与短路电压成正比。为了保证几台变压器的短路电压相等, 那么变压器容量也不能相差数倍。并列运行后, 会出现上述第二条的问题, 每台变压器的负荷与容量不成正比, 并列变压器之间不能根据额定容量进行分配。
3 计算并列运行配电变压器负荷
为了合理安排供电工作, 必须在进行并列变压器之前, 首先计算并列运行变压器的临界负荷, 避免出现超负荷的情况, 才能实现安全供电。临界负荷确定公式与计算方法如下:如果变压器1的额定容量为S1, 阻抗电压为U1, 所分配的容量为S12;如果设变压器2的额定容量为S2, 阻抗电压为U2, 所分配的容量为S22。并列运行后, 总负荷S, 计算公式如下:S=S1+S2且 (S12/S1) / (S22/S2) =U2/U1基于公式分析, 并列变压器中每台的负荷并不是根据其额定负荷来决定, 而是与其阻抗电压成反比。在此计算公式以外, 仍有其他因素影响变压器并列后的负荷分配以及总负荷大小。主要外部影响因素就是变压器型号, 不同的型号, 经济运行范围不同。
4 临界负荷与经济运行分析
关于变压器并列运行后的临界负荷, 经常会有误区出现, 这是因为大家认为并列之后的整体功效, 应该等于或接近两台功效之和。其实根据变压器型号不同, 并列之后的总功效, 未必就是两台之和。
第一个误区是认为并列变压器的负荷, 应该是每单台变压器负荷的75%以上, 事实并非如此。并列变压器的有功负荷系数, 应该用公式计算。1000KVA的SJ系列变压器经济负荷率, 也称最佳负荷率为75.2%, 1000KVA的S9系列变压器经济负荷系数是40.2%, 也存在低于75%的情况。
第二个错误认识是认为如果并列变压器以后, 其中一台的负荷低于其额定负荷30%, 就是“大马拉小车”的情况, 即没有充分利用变压器的有效容量, 是一种浪费。这种认识是不符合计算结果的。当按照公式计算临界负荷率时, 计算1000KVA的SJ系列变压器临界负荷率为56.6%, 1000KVA的S9系列变压器临界负荷率是16.3%, 实事上确实存在临界负荷仅仅相当于机器额定负荷30%的情况。
最后, 由于制作工艺和产品质量的限制, 目前我国的变压器机器本身不能适应按照其额定负荷进行满载运行的情况, 其经济负载率在40%~60%。因此要保证经济运行, 还要进行变压器更新。并列运行变压器的更新, 并不仅仅是因为机器本身的磨损, 更是为了消除负载中的无形磨损。磨损严重的变压器并列后, 会出现无功电量。定期检修与及时更新机器, 是节约供电的必然要求。在更换设备、节约电量的同时, 更换本身也带来成本的增加。并列运行的变压器, 不能在机器遭到严重损坏后才进行更新, 应该在还有一定量的剩值时进行更新。目前, 一般变压器厂家对变压器回收更新的规定时间为20年, 而不同型号、不同额定容量的机器又有不同的寿命规定。使用单位按照变压器寿命进行有效并列运行, 计算临界负荷, 定期检修, 才能实现经济供电。
摘要：本文介绍了并列变压器的概念, 分析可以进行并列的条件, 重点在于计算变压器临界负荷与经济运行系数, 得出经济运行的建议。
关键词：并列运行,配电变压器,临界负荷,经济运行分析
参考文献
[1]贾士民, 解岩, 李健, 等.浅谈供电线路与配电变压器的经济运行[J].华北电力技术, 2011, (06) :18-19.
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