变压器并列运行程序计算器的设计

栾鹏飞，孙冬梅，张书梅

（鄂尔多斯电业局，内蒙古鄂尔多斯017000）

1 概 述

一般判断变压器并列运行有四个条件：接线组别相同、变比相同、阻抗电压相同、容量比不超过3∶1。但实际工作中两台需要并列运行的变压器的变比以及阻抗电压总是有一定差额，那么具体并列运行变压器高、中、低压侧变比相差多少、高-中、高-低、中低阻抗电压相差多少可以并列？以及变比差、短路阻抗电压差怎样计算？不同型号、不同绕组变压器并列运行需要满足哪些条件？这些实际工作中的问题有待解决，变压器并列运行计算分析的效率更有待提高。

2 变压器并列运行的意义

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，既能保证不间断供电，又能保证变压器的计划检修，提高了供电可靠性；或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；同时由于用电负荷的季节性，能将部分变压器在负荷轻的季节退出运行，这样既能减少变压器的空载损耗提高效率，又能减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性［1］。

3 变压器并列运行浅析

随着地区经济的发展，地区对电能的需求量越来越大，现有的变压器容量不能满足目前用电的需求，主变增容是解决该问题的有效手段；增容后的变压器短路电压百分比、分接头档位及变比经常存在一定的差异，变电站在操作过程中常常需要将变压器短时并列［2］。根据变压器运行规程的规定，变压器绕组接线组别必须相同、变压器变比应相等即额定电压分别相等（允许误差在±0.5%以内）、短路阻抗电压应接近（允许误差在±10%以内）、容量比不宜超过3∶1。

变压器并列运行时，如果绕组的接线组别不同，则在变压器二次侧绕组的闭合回路中产生循环电流，它们二次侧线电压的相位差至少是30°，在此情况下如果两台变压器的变比相等，在变压器二次侧同极性端产生的电压差为ΔU＝2U2sin15°＝0.518 U2；由于变压器本身的短路阻抗很小，这样大的电压差将在两台变压器的二次侧绕组中产生很大的循环电流，其可达到额定电流的4～5倍［3］；若两台变压器的接线组别不同，产生的电压差为180°，则在变压器二次侧同极性端产生的电压差ΔU＝2U，此情况下产生的循环电流将达到额定电流的15～20倍［3］。由此可见，不同接线组别的变压器并列运行时，不仅大大增加了变压器的损耗，而且还可能烧坏变压器的绕组，这在安全上是绝对不允许的，所以要求并列运行的各变压器接线组别必须相同。

短路电压不同将造成并列变压器功率分配不合理，使并列变压器负荷电流严重分配不均，影响变压器容量不能充分发挥；变比不同时将造成并列变压器之间产生较大的环流，容易造成并列变压器过负荷［2］。鉴于变压器存在参数及变比等方面的差异，变压器在并列前需要进行核算，确保并列后主变均不超过功率限额。变压器参数不匹配时的并列问题研究多针对2台双绕组变压器。然而，在实际中经常涉及三绕组变压器与两绕组变压器的并列、2台三绕组变压器中、低压侧并列等较为复杂的情况；目前研究较多的是对变比不同的环流进行计算；而在实际运行过程中，不能仅仅将环流大小作为变压器能否并列的依据，变压器的短路电压百分比差异也会给主变的负荷分配带来较大的影响［2］。因此针对实际情况，对变压器并列运行进行快速计算分析迫在眉睫。

4 变压器并列运行程序设计理论依据

4.1 变压器并列运行技术参数

变压器并列运行的主要技术参数包括：

（1）连接组别：（Y，d11）、（YN，yn0，d11）、（YN，yn0，d11）与（YN，yn0）或（YN ，d11），判断接线组别是否相同，如“是”或“否”；

（2）额定电压（分接头电压）：U1（变压器一次电源电压）、uA1N、uA2N、uA3N，uB1N、uB2N、uB3N；

（3）二、三次侧额定电流（分接头对应电流）：IA2N、IB2N、IA3N、IB3N；

（4）短路阻抗电压uk%：uAk12%、uAk13%，uBk12%、uAk13%；

（5）变压器容量：SA1N、SB1N、SA2N、SB2N、SA3N、SB3N；

4.2 两台双绕组变压器（型号不同）

两台双绕组变压器（型号不同）能否并列运行的判断条件包括：

（1）连接组别相同（如：（Y，d11））“是”或“否”；

（2）两台变压器具有同样的一次侧额定电压和二次侧额定电压，即两台变压器的变比相等（允许差别≤±0.5%）；

式中，

变压器接线组别相同，若变比不等，则在空载并列运行时将产生循环电流

如果电源电压不是额定电压或电源电压与一次电压分接头电压不对应，则产生的环流需乘以校正系数K u。

（3）两台变压器阻抗电压百分数uk%相等（允许差别≤±10%）；

（4）两台变压器对应容量比不应超过3∶1；

若满足以上四条则允许并列运行。

4.3 两台三绕组变压器（型号不同）

两台三绕组变压器（型号不同）能否三侧都并列运行的判断条件包括：

（1）连接组别相同（如：（YN，yn0，d11））“是”或“否”；

（2）两台变压器具有同样的一次侧额定电压、二次侧额定电压和三次侧额定电压，即两台变压器的变比KA12、KA13与 KB12、KB13分别相等（允许差别≤±0.5%）；

式中，

变压器接线组别相同，若变比不等，则在空载并列运行时将产生循环电流

如果电源电压不是额定电压或电源电压与一次电压分接头电压不对应，则产生的环流需乘以校正系数

或

如果电源电压不是额定电压或电源电压与一次电压分接头电压不对应，则产生的环流需乘以校正系数K u

（3）两台变压器阻抗电压百分数uAk12%、uAk13%与uBk12%、uBk13%分别相等（允许差别≤±10%）；

（4）两台变压器容量比不应超过3∶1；

若满足以上四条则允许并列运行。

4.4 两台三绕组变压器高中侧能否并列运行

两台三绕组变压器高中侧能否并列运行的判断条件包括：

（1）连接组别是否相同（如：（YN，yn0，d11））；

（2）两台变压器具有同样的高压侧额定电压、中压侧额定电压，即变比KA12与KB12相等（允许差别≤±0.5%）；

式中，

变压器接线组别相同，若变比不等，则在空载并列运行时将产生循环电流

如果电源电压不是额定电压或电源电压与一次电压分接头电压不对应，则产生的环流需乘以校正系数K u。

（3）两台变压器阻抗电压百分数uAk12%与uBk12%相等（允许差别≤±10%）；

（4）两台变压器对应侧容量比不超过3∶1；

满足以上四个条件允许并列（高中侧）。

4.5 两台三绕组变压器高低侧能否并列运行

两台三绕组变压器高低侧能否并列运行的判断条件：

（2）两台变压器具有同样的高压侧额定电压、低压侧额定电压，即变比KA13与KB13相等（允许差别≤±0.5%）；

式中，

变压器接线组别相同，若变比不等，则在空载并列运行时将产生循环电流

如果电源电压不是额定电压或电源电压与一次电压分接头电压不对应，则产生的环流需乘以校正系数K u

（3）两台变压器阻抗电压百分数uAk13%与uBk13%相等（允许差别≤±10%）；

（4）两台变压器对应侧容量比不超过3∶1；

满足以上四个条件允许并列（高低侧）。

综上所述，医护人员在临床工作中应该重视保护医院感染的易感人群，尽早控制原发病，缩短住院时间，同时在进行各种侵入性操作时，严格落实消毒隔离制度，入住ICU的术后患者，尽可能安排单间或同病种安置，最大限度切断病原菌传播途径，对降低骨科老年患者术后医院感染率具有重要意义。本研究样本量较小，有待多中心、大样本、前瞻性的研究，以更准确地评估骨科老年患者手术后感染的危险因素，并预防和控制医院感染的发生。

4.6 一台双绕组变压器B与一台三绕组变压器A相应电压侧能否并列运行

判断一台双绕组变压器B与一台三绕组变压器A相应电压侧能否并列运行的条件：

（1）对应绕组连接组别相同：如【（YN，yn0，d11）与（YN，yn0）或（YN ，d11）】；

（2）两变压器对应侧有相同的额定电压，以1、2绕组为例，即KA12与KB12相等（允许差别≤±0.5%）；

式中，

（3）两变压器对应侧阻抗电压百分数相等，以1、2绕组为例，则uAk12%与uBk12%相等（允许差别≤±10%）；

（4）两台变压器对应侧容量比不超过3∶1；

满足以上四个条件允许对应侧并列运行。

4.7 一台三绕组变压器A1、3绕组与双绕组变压器能否并列运行

判断一台三绕组变压器A1、3绕组与双绕组变压器能否并列运行的条件：

（1）对应绕组连接组别相同：如【（YN，yn0，d11）与（YN，yn0）或（YN ，d11）】；

（2）两变压器对应侧有相同的额定电压，以1、3绕组为例，即KA13与KB12相等（允许差别≤±0.5%）；

式中，

（3）两变压器对应侧阻抗电压百分数相等，以1、3绕组为例，则uAk13%与uBk12%相等（允许差别≤±10%）；

（4）两台变压器对应侧容量比不超过3∶1；

满足以上四个条件允许对应侧并列运行。

5 变压器并列运行软件简介

根据一般的计算两双绕组变压器并列运行变比差、阻抗电压差公式，推导出三绕组与三绕组、三绕组与两绕组并列运行变比差、阻抗电压差计算公式以及产生的环流，解决针对不同型号、不同绕组变压器并列运行计算分析难的问题，依据并列运行约束条件以及相关计算公式，用C＃语言设计开发此款变压器并列运行程序计算器，最终打包形成软件，实现变压器并列运行自动计算分析功能。变压器并列运行软件界面如图1所示。

此变压器并列运行计算器软件操作简单，录入相应参数即可计算相关判别条件，最终给出判别结果，程序用C＃语言设计，安装简单无需任何插件便于推广。

图1 变压器并列运行软件计算结果

6 结 论

本文提出了电力系统实际工作中变压器并列判别问题，通过分析变压器并列运行情况，提出变压器并列运行理论依据，用C＃语言设计开发变压器并列运行程序计算器，最终打包成软件形式，实现变压器并列运行自动计算分析功能。此款C＃语言设计开发的变压器并列运行计算器可实现如下功能：（1）计算分析不同型号、不同绕组变压器并列运行问题；（2）对新建、改建变压器并列运行提供依据，通过输入变压器相关参数软件自动计算并给出变压器并列运行变比差、阻抗电压差、环流，依据变压器并列条件判断变压器哪侧可以并列，最终给出并列结果；（3）调度员可现场输入主变分头电压，为变压器并列调节主变分头提供依据。此变压器并列运行程序计算器最终实现变压器并列运行由手算转变为软件计算，既提高工作效率又保证了准确性，也实现了变压器并列运行计算分析的标准化。

［1］ 张雷光.变压器的并列运行分析［J］.黑龙江科技信息，2011，1：

［2］ 黄明华，李 红，伏祥运，等.参数不同变压器并列运行时负荷分配计算［J］.江苏电机工程，2012，（1）：52-55.

［3］ 胡景生，？，等.变压器经济运行［M］.北京：中国电力出版社，1998.