基于三相变压器并联运行的条件讨论

曹 飞

(江西渝州科技职业学院，江西 新余 338029)

0 引言

三相电力变压器是变电所的核心设备，通过它可以改换电能电压的等级、电流的大小，但不能改换电能的频率。在工厂配电过程中，选择电力变压器时，一定要合理选择。一般情况下，为了降低电能损耗，变压器应该选择低损耗节能型，当厂区配电母线电压等级不能满足要求时，总降压变电所可选有载调压变压器。当厂区昼夜负荷变化和季节性负荷差异比较大时，应该选择两台变压器并联运行方式来供电。当工厂只安装一台主变压器时，主变压器的额定容量SNT应满足全部用电设备总的计算负荷S30的需要，即SNT≥S30;当工厂安装两台变压器时，每台主变压器的额定容量SNT应同时满足两个条件，即SNT≥70%S30且SNT≥S(Ι+ΙΙ)，S(Ι+ΙΙ)表示工厂计算负荷中全部的一二级负荷总和。若采用两台变压器并联运行，那么就需要同时满足三个条件:第一，两台变压器一二次绕组的变比要相等，以保证各变压器一次侧、二次侧额定电压分别相等;第二，两台变压器的连接组别要相同，以保证两台变压器的二次侧电压不会出现相位差;第三，两台变压器额定容量及短路阻抗应一致或短路阻抗的相对值要一致，以保证在配电过程中充分发挥各变压器的作用。

1 变比不等对变压器并联运行的影响

(1)空载时，如图1 是两台变压器T1、T2并联运行，其一次绕组接在同一高压电源U 下，T1的变比为K1，二次绕组的电动势为E1。T2的变比为K2，二次绕组的电动势为E2，根据变压器原理，有;若K1＞K2，由于变比不同，二次绕组的电动势也不同，即E1＜E2，电动势差值为ΔE= E2－ E1，ΔE 会在二次绕组之间形成环流，即平衡电流Ic

图1 变压器并联运行示意图

图2 变比不等的变压器等效电路

其中ZS1和ZS2分别表示两台变压器的短路阻抗。由于变压器的短路阻抗一般较小，因此不大的ΔE 也会产生很大的平衡电流，空载时平衡电流通过二次绕组，产生了热效应，既增加了空载损耗，又使得变压器内部温度偏高，如果温升超过变压器所能承受的最大负荷，那么变压器内部绝缘的老化程度就会加快，从而影响变压器的正常使用寿命。

(2)有负载时，如图2 所示变压器并联运行应满足支路端电压一致，即

其中ZS1= ZS2，则由于变比K1＞K2，引起E1＜E2，那么得到IS1＜IS2，即二次绕组电动势高的那台变压器输出电流增大，另一台输出电流减小，从而使二次绕组电动势高的输出电流超过其额定值而过载，而另一台处于低负载运行。

2 连接组别不同对变压器并联运行的影响

若两台变压器的变比和短路阻抗都一致，取变压器T1的连接组别为(Y，y0)，变压器T2的连接组别为(Y，d11)。这两台变压器并联运行时，二次绕组的线电压大小相同，即E1=E2，但由于组别不同，如图3 所示，两台变压器二次绕组线电压之间的相位差为30°，那么就会在他们之间产生电压差，其大小为

图3 (Y，y0)和(y，d11)变压器的并联运行电压差

图4 阻抗不等时变压器并联运行等效图

由于变压器的阻抗很小，所以这么大的电压差作用在变压器二次绕组所构成的回路中，必然产生超大的平衡电流，足以将变压器绕组烧毁，因此，组别不同的变压器不允许并联使用。

3 短路阻抗的相对值不等变压器的并联运行的影响

两台变压器一次绕组接在同一电源U 下，变压器的变比相同，连接组别相同，故二次绕组的感应电动势及输出电压均应相等，但变压器在负载运行时由于短路阻抗不等，因此外特性就不同，如图4 可知，ZS1IS1= ZS2IS2，表明短路阻抗不等时变压器的并联运行，负载电流的分配与各台变压器的短路阻抗成反比，即当ZS1＞ZS2，有IS1＜IS2。即短路阻抗小的变压器输出的电流大，短路阻抗大的变压器输出的电流小，从而造成容量小的变压器可能发生过载现象。容量大的变压器可能欠载现象。

4 结论

在选择变压器并联运行时，各变压器变比要相等，以保证各绕组之间无环流;各变压器的连接组别要一致，不然会产生大的环流烧毁变压器绕组;各变压器的标幺值要相等，及变压器的容量及短路阻抗相对值要一致。只有同时满足这三个条件，并联变压器会能正常运行，满足生产生活需要。

［1］马桂荣，王全亮等.工厂供配电技术［M］.北京理工大学出版社，2010，8.

［2］周乐挺.工厂供配电技术［M］.高等教育出版社，2007，6.