变压器不完全具备基本并列条件时的运行分析

石河子红山嘴水力发电厂 （832000） 齐文凯

石河子地区的电力负荷发展很快，尤其是近几年来国家对农业优惠政策的实施，及经济开发区的建立，使其经济发展出现了前所未有的高速度。也使电力需求出现了跳跃式发展，电力负荷增长出人意料。在农业用电高峰的夏季，用电频频告急，电力变压器常常出现过载。急情之下，只能找现存的变压器临时并联使用，在这种情况下，很难保证变压器参数完全一致。变压器变比不同，是常遇到的情况之一。

某110KV变电所就遇到这种情况。此变电所原来安装2×16000KVA变压器，初夏农灌负荷突然猛增，变压器大幅超载，预加装一台变压器，以解燃眉之急，但找到的变压器与原变压器不等，为了稳妥，特进行了计算分析，确定可用性。计算分析如下：

1 变压器参数

1.1 主要铭牌参数（表1）

1.2 由铭牌参数计算的各项阻抗值（归算至110kv侧）

表1 变压器主要铭牌参数

表2 由铭牌参数计算的各项阻抗值（归算至110KW侧

2 变压器并列运行的环流（IHL）

环流计算有2种情况，一种是3台变压器并列运行，另一种是2台变压器并列运行，所谓的2台变压器并列运行是指3#变与1#、2#变其中一台并列运行。

2.1 电压变比差值（ΔU）

夏季整个电网负荷大，电压偏低，为保证35KV及10KV母线电压质量，110KV尽量使用负档位。但受1#、2#变压器设备特性的限制，最小只能使用-3×2.5%这一档位。3#变压器与其对应使用-3×2.4%档位。故电压差值ΔU=1.08%

2.2 环流回路阻抗图及环流（IHL）

由于1#、2#变电压比是一致的，它们之间无环流，它们与3#变电压比不一致，环流发生于1#、2#变并联后与3#变组成的串联回路中。（图1）

此阻抗图是按3台变并列运行绘制的，其回路总阻抗值为（Z3）

两台变运行，其元件1、2、3数值增加一倍，其回路总阻抗值

由ΔU=1.08%计算得到

三台变运行时的环流 IHL（3）=0.41-j5.6=5.6∠-85.6°

两台变运行时的环流IHL（2）=0.253-j4.14=4.15∠-86.5°

图1 环流回路阻抗图

2.3 变压器的负载电流

在无环流的情况下，变压器负荷电流以额定电流86A计算，当110KV侧运行于-3档时，1#、2#变压器中电流方向和变压器负荷电流方向同相，3#变则相反，三台变运行时，在1#、2#变各分担环流的一半，计算结果列于表3。

从上述数据可以看出，在Cosφ=0.8时,环流影响较大，它可以使1#、2#变过载2.1%。（3台变运行）或3.1%（2台变运行），为了变压器安全运行，必须按上述数值限制负荷。但这样的限幅不大，是完全可以接受的。

2.4 损耗变化计算

1#、2#变压器110KV使用-3档，把中、低压侧电压调至额定值。它的空载损耗参数（铁损）就是铭牌上标明的数值23.5KW，没有变化，而3#变压器中低压侧在此档时电压降低了1.08%，也就是说变压器主磁通降低了1.08%，而铁损与磁通量的平方成比例，因此，此时的铁损变成P0=33（1-0.0108）2=32.2KW

短路损耗(铜损)。此变电所的电能是由高压侧向中压侧及低压侧同时传送的,它的额定数值应取铭牌中高—中、高—低损耗值得平均值。

由变压器的负载电流知道了并列运行时的负荷电流，就不难计算相应的铜损，在Cosφ=0.8时，变压器电流差别最大，相应的铜损变化也最大，故只对这种工况加以计算，其结果列于表4，由计算结果可以看出，在有环流情况下，损耗反而有所降低，这主要是由于3#变故有的铜损（137KW）比1#、2#的铜损（93.7KW）大的多，在环流影响下，3#变减少的损耗就比1#、2#变增加的大，从而使总损耗有所降低。

3 分析及结论

计算表明3台变并列运行时，1#、2#变过负荷。因此须限负荷2.1%，限制量不大，对变电所没有实际影响。因为3#变虽然是在两台变超载的情况下投运的，但不可能达到3台满载的程度，并列运行变压器损耗并未恶化，还有所下降（-0.83%），所以总体来看还是很理想的。既然并列运行是可行的，35Kv及10Kv母线就没有必要分段解列运行，也就不需要对母线负荷进行重新调整，这样更有利于安全运行，减少工作量，更快地解决燃眉之急。由于3#变故有的铁损及铜损，比1#、2#变大很多，在正常情况放下，如需两台变运行，尽量避免选择3#变，但在特殊情况下，如需3#变和其它一台变并列运行，通过计算，限负荷值只有3.1%，结果比较满意，变压器损耗并未恶化。

表3 变压器负荷电流表

因此，尽管变压器变比不等，但他们仍然可以并列运行，比不并列运行要优越，是可采用的方案。