特变电工股份有限公司新疆变压器厂新疆昌吉831100
摘要：随着经济技术的发展，我国现在多运用并联变压器装置来加强电网功率。在当前国内经济发展，电力负荷日趋多样化，谐波源用户、风电、新能源用户大量接入的背景下，高压并联电容器可靠运行尤显重要。通过理论的分析，结合实际情况将原分别单独运行的两台变压器作了并联运行。解决了变压器负荷按容量比例分配的问题，实现了各台变压器负荷均匀分配的较理想状况。
关键词：变压器；并联运行；运行益处；注意问题
引言
近几年国内经济发展，电力系统的主负荷电压等级逐渐升高，无功补偿“分层分区就地平衡”的配置技术导则的要求落实日显重要，电容器选型、配置需要按电网发展规划、负荷预期来设计、建设；电力系统自动化控制水平有较大提高，自动电压控制（AVC）系统已逐渐在电网公司35~500kV层面应用，对电网电压质量的提升起到了较大的作用，对电容器设备及配套设备的安全运行也有较大影响；电力用户负荷性质日益多样化，主要含有变压器铁磁非线性负载、电弧炉等非线性、冲击性负载，各类交直流换流设备，上述负载在生产运行中会产生有害的谐波注入电网，影响电网的安全运行；伴随着国家减少化石能源的使用和环保、节能减排的要求，风电、新能源等大量接入电网，也对电网的就地无功补偿支撑能力提出了新的要求。在新的电网环境下，高压并联电容器的运行可靠性就显得尤为重要，需要在提高电容器制造水准的同时，还要进一步制定提升高压并联电容器成套装置的运行可靠性的措施保证电网就地无功支撑能力的安全、可靠。
1.关联运行的变压器必须同时满足下列条件
第一，变压比相等，允差±0.5%。第二，短路电压阻抗值相同，但可允许有±10%以内的差值。第三，接线组别相同。第四，两台变压器的容量比不超过3：1。
2.并联运行条件规定的原因
（1）电压比不同，并列运行时将产生环流，影响变压器的出力。现以两台三相变压器对相应的并联运行为例。两台变压器原边电压相等，由于变比不等，副边绕组中的感应电势就不相等，便出现了电势差Ε。在Ε的作用下，副绕组内便产生了循环电流ΙX。当两台变压器的额定容量相等时，即Sn1=Sn11，循环电流Ix：第一台、第二台变压器的内部阻抗。在有负荷的情况下，由于循环电流Ix的存在，使变比小的变压器绕组的电流增加，而使变比大的变压器绕组的电流减少。这样就造成并联运行的变压器不能按容量成正比分担负荷。若变压器Ⅰ满负荷运行，变压器Ⅱ则欠负荷；若变压器Ⅱ满负荷，则变压器Ⅰ过负荷。由此可见，当变比不相等的变压器并列运行时，由于变压器的循环电流不是负荷电流，但它却占据了变压器的容量，因此降低了输出功率，增加了损耗。（2）短路阻抗电压不等，则负荷不能按容量比例分配，也就是短路电压小的变压器满载时，短路阻抗电压大的欠载；因为各变压器间负荷分配与其额定容量成正比，而与其阻抗电压成反比。（3）接线组别不一致，将造成短路。这是因为接线组别不同变压器的副边电压相位就不同，至少相差300，由于变压器内阻抗又很小，因此会产生很大的电压差，在这个电压差的作用下，将产生很大的环流。如Y/Y－12和Y/△－11并联时，副边线电压之间的相位差如图1所示。
图1 接线组别不一致的变压器其副边存在电压相位差示意图
设，其电压差为，即
。。
如果是10/0.4千伏的变压器并联，则电压差：
伏；如为Y/Y－12和Y/y-6组，则二次线电压相差为1800。如图2所示。
图2 二次线电压相差为1800示意图
如果二次线电压为400伏，则电压差即：伏，此时变压器完全处于短路状态下，其一次环路电流计算式为：（式中：ZD1、ZD2分别为两台变压器的适中阻抗），如果其短路电压用UD1、UD2表示，则：式中：a—变压器线电压之间的角度。如深圳市罗湖区中海商城有2#、3#变压器的短路电压分别为5.71%、5.65%，设其电压相位为最小值300，则：（约为额定电流Ie的4.5倍），若其电压相位为1800时，其环流比额定电流还要大很多，约25271A（约为Ie的17.5倍），可见连接组别不同的变压器是绝对不允许并联的。（4）不同容量的变压器短路电压值相差较大，从上述第②点中知，将造成并联的变压器负荷分配不均。通过上述对并联变压器的种种因素的分析，结合深圳市罗湖区深圳戏院中海商城所使用的树脂浇注干式电力变压器（型号为SC3─1000/10），额定容量为1000kVA，联结组标号：D，YN11，低压侧额定输出电流为：1443A。因其使用环境通风降温不佳（变压器房设置在大厦地下负一层），夏天机房温度比较高（约35度）。各台变压器单独运行时，2#变压器
高峰时所带的负荷电流1500A（电流表指针偏到最大值的尽头），而3#变压器所带负荷电流仅为400A。故我依据理论的指导，结合实际情况拟将2#和3#变压器作了并联运行。并联前必须检查：第一，变压器铭牌，看是否符合并列运行的基本条件。第二，检查变压器高、低压侧接线是否正确。第三，检查变压器调压分接开关是否在同一档位。第四，特别是必须核相用万用表在两台变压器低压侧分别对同相检测应无电压差（应为0伏），检查变压器低压侧的相序和极性是否一致。
3.增强变压器并联运行可靠性的措施
（1）在电网基建项目、技改项目初步设计审查阶段，按照项目可研批复的无功补偿容量，合理选择变压器成套装置型号，当电网背景谐波为3次或背景情况较复杂时，应考虑选择12%电抗率或从经济性角度考虑采用12%和5%电抗率混合搭配，不应选择全部配置5%或1%电抗率的串联电抗器。（2）在国内110kV高压并联变压器成套装置设备制造、应用现状下，宜充分落实“分层分区就地平衡”的无功补偿配置原则，逐步推广在220kV变电站，结合所带负荷情况，采用以110kV高压并联变压器成套装置补偿为主，主变压器第三绕组低压侧补偿为辅的电容器配置方案，以满足110kV主负荷侧无功潮流需求，满足变压器感抗损耗补偿需求。（3）改进AVC系统控制策略，实现在电容器投切控制过程中严格按照先投入串联高电抗器率的电容器、后投入串联低电抗率的电容器组顺序进行，切除时反向进行；对就地配置有多组电容器的，投切时应保证能够合理轮流投切运行，避免长期同一设备运行；对于年度投切次数超过1000次的电容器AVC系统应予以闭锁，以便安排设备检查，预防事故隐患。
4.结束语
完成上述工作确认没问题（以确保并列运行的安全）后，对上述两台变压器进行了并联操作。并联运行后的效果很好：当用电高峰期时两台变压器负荷均为900A左右，即两台变压器所带负载与各自额定容量成正比，其负载率相等。解决了2#变压器长期经常过载运行，而３#变压器长期欠载运行的状况，实现了各台变压器安全经济运行较理想状况。
参考文献：
[1]实用电工技术问答3000题（上）[M].内蒙古人民出版社.
[2]王丹，毛承雄，陆继明，范澍.基于电子电力变压器的电能质量调节方法[J].高电压技术，2005，（08）.