并列運(yùn)行配電變壓器臨界負(fù)荷確定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

張一宇（國(guó)網(wǎng)哈爾濱供電公司尚志市電業(yè)局，黑龍江 尚志 150600）

并列運(yùn)行配電變壓器臨界負(fù)荷確定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

張一宇
（國(guó)網(wǎng)哈爾濱供電公司尚志市電業(yè)局，黑龍江 尚志 150600）

本文介紹了并列變壓器的概念，分析可以進(jìn)行并列的條件，重點(diǎn)在于計(jì)算變壓器臨界負(fù)荷與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系數(shù)，得出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的建議。

并列運(yùn)行；配電變壓器；臨界負(fù)荷；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

1　并列運(yùn)行配電變壓器

并列運(yùn)行配電變壓器，用同一母線，將兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的變壓器一次繞組，二次繞組進(jìn)行連接。關(guān)于并列變壓器運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)，有以下三點(diǎn)：其一，確保供電穩(wěn)定性。并列運(yùn)行的變壓器供電，如同兩匹馬或多匹馬同時(shí)拉動(dòng)一輛馬車一樣，如果一匹馬需要休息，那么并不影響前行。并列中的某臺(tái)變壓器停止工作后，其他變壓器還可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這就給供電系統(tǒng)提供了支援和保障，不會(huì)出現(xiàn)立刻停電和頻繁停電的事故。其二，有效的節(jié)約耗電。通過(guò)變壓器并列，將有效地節(jié)約供電過(guò)程耗電，降低無(wú)功電量。例如，某變電站將3000kVA和2150kVA兩臺(tái)變壓器進(jìn)行并列運(yùn)行，一年后測(cè)算，節(jié)約電能6.2萬(wàn)Kwh。其三，降低變壓器損耗。在用電高峰期，例如夏季炎熱天氣，或者農(nóng)村的灌溉、收割季，地區(qū)內(nèi)用電負(fù)荷比平時(shí)增加很多甚至是平時(shí)的數(shù)倍，如果仍然按照平時(shí)供電設(shè)備，用單臺(tái)變壓器來(lái)進(jìn)行供電，則會(huì)出現(xiàn)變壓器滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況，這對(duì)變壓器損壞很大。兩臺(tái)或者多臺(tái)變壓器并列后，能分擔(dān)單臺(tái)變壓器的負(fù)荷，從而降低對(duì)單臺(tái)變壓器的損耗，讓每一臺(tái)變壓器都在經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)運(yùn)行。

2　并列運(yùn)行變壓器條件

其一，變比相同，差值在±0.5。這個(gè)條件要求兩臺(tái)或多臺(tái)要并列的變壓器其額定電壓相等，即使有相差也相差無(wú)幾，而且一側(cè)接線組別相同。這個(gè)條件是為了保證在變壓器空載時(shí)，不會(huì)因?yàn)閮膳_(tái)變壓器之間存在壓差，而出現(xiàn)內(nèi)部環(huán)流。如果并列的變壓器額定電壓相差較大，將出現(xiàn)大于額定電壓幾倍的環(huán)流，變壓器處于被燒壞的危險(xiǎn)中。其二，短路電壓相等，差值范圍±10。并列變壓運(yùn)行是為了實(shí)現(xiàn)多匹馬拉快車的效果，但是如果單臺(tái)變壓器不能合理分配，就會(huì)出現(xiàn)“大馬拉小車”和“小馬拉大車”的情況。因此供電部門(mén)選擇變壓器進(jìn)行并列操作，一定要檢查其短路電壓是否相當(dāng)，最大相差絕對(duì)不可超過(guò)10。其三，并列變壓器容量比在3：1范圍之內(nèi)。如前文所述，變壓器容量與短路電壓成正比。為了保證幾臺(tái)變壓器的短路電壓相等，那么變壓器容量也不能相差數(shù)倍。并列運(yùn)行后，會(huì)出現(xiàn)上述第二條的問(wèn)題，每臺(tái)變壓器的負(fù)荷與容量不成正比，并列變壓器之間不能根據(jù)額定容量進(jìn)行分配。

3　計(jì)算并列運(yùn)行配電變壓器負(fù)荷

為了合理安排供電工作，必須在進(jìn)行并列變壓器之前，首先計(jì)算并列運(yùn)行變壓器的臨界負(fù)荷，避免出現(xiàn)超負(fù)荷的情況，才能實(shí)現(xiàn)安全供電。臨界負(fù)荷確定公式與計(jì)算方法如下：如果變壓器1的額定容量為S1，阻抗電壓為U1，所分配的容量為S12；如果設(shè)變壓器2的額定容量為S2，阻抗電壓為U2，所分配的容量為S22。并列運(yùn)行后，總負(fù)荷S，計(jì)算公式如下：S=S1+S2且（S12/S1）/（S22/S2）=U2/U1基于公式分析，并列變壓器中每臺(tái)的負(fù)荷并不是根據(jù)其額定負(fù)荷來(lái)決定，而是與其阻抗電壓成反比。在此計(jì)算公式以外，仍有其他因素影響變壓器并列后的負(fù)荷分配以及總負(fù)荷大小。主要外部影響因素就是變壓器型號(hào)，不同的型號(hào)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍不同。

4　臨界負(fù)荷與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

關(guān)于變壓器并列運(yùn)行后的臨界負(fù)荷，經(jīng)常會(huì)有誤區(qū)出現(xiàn)，這是因?yàn)榇蠹艺J(rèn)為并列之后的整體功效，應(yīng)該等于或接近兩臺(tái)功效之和。其實(shí)根據(jù)變壓器型號(hào)不同，并列之后的總功效，未必就是兩臺(tái)之和。

第一個(gè)誤區(qū)是認(rèn)為并列變壓器的負(fù)荷，應(yīng)該是每單臺(tái)變壓器負(fù)荷的75%以上，事實(shí)并非如此。并列變壓器的有功負(fù)荷系數(shù)，應(yīng)該用公式計(jì)算。1000KVA的SJ系列變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率，也稱最佳負(fù)荷率為75.2%，1000KVA的S9系列變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)是40.2%，也存在低于75%的情況。

第二個(gè)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是認(rèn)為如果并列變壓器以后，其中一臺(tái)的負(fù)荷低于其額定負(fù)荷30%，就是“大馬拉小車”的情況，即沒(méi)有充分利用變壓器的有效容量，是一種浪費(fèi)。這種認(rèn)識(shí)是不符合計(jì)算結(jié)果的。當(dāng)按照公式計(jì)算臨界負(fù)荷率時(shí)，計(jì)算1000KVA的SJ系列變壓器臨界負(fù)荷率為56.6%，1000KVA的S9系列變壓器臨界負(fù)荷率是16.3%，實(shí)事上確實(shí)存在臨界負(fù)荷僅僅相當(dāng)于機(jī)器額定負(fù)荷30%的情況。

最后，由于制作工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的限制，目前我國(guó)的變壓器機(jī)器本身不能適應(yīng)按照其額定負(fù)荷進(jìn)行滿載運(yùn)行的情況，其經(jīng)濟(jì)負(fù)載率在40%～60%。因此要保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，還要進(jìn)行變壓器更新。并列運(yùn)行變壓器的更新，并不僅僅是因?yàn)闄C(jī)器本身的磨損，更是為了消除負(fù)載中的無(wú)形磨損。磨損嚴(yán)重的變壓器并列后，會(huì)出現(xiàn)無(wú)功電量。定期檢修與及時(shí)更新機(jī)器，是節(jié)約供電的必然要求。在更換設(shè)備、節(jié)約電量的同時(shí)，更換本身也帶來(lái)成本的增加。并列運(yùn)行的變壓器，不能在機(jī)器遭到嚴(yán)重?fù)p壞后才進(jìn)行更新，應(yīng)該在還有一定量的剩值時(shí)進(jìn)行更新。目前，一般變壓器廠家對(duì)變壓器回收更新的規(guī)定時(shí)間為20年，而不同型號(hào)、不同額定容量的機(jī)器又有不同的壽命規(guī)定。使用單位按照變壓器壽命進(jìn)行有效并列運(yùn)行，計(jì)算臨界負(fù)荷，定期檢修，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)供電。

［1］ 賈士民，解巖，李健，等.淺談供電線路與配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行［J］.華北電力技術(shù)，2011，（06）：18-19.

［2］ 甄利玲，李志孝.配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析［J］.山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，（01）：87-88.

Determination of Critical Load and Economic Operation of Distribution Transformer

ZHANG Yi-yu
（SGCCHarbin State Grid Power CompanyShangzhi CityElectric Power Bureau，Shangzhi 150600，China）

This paper introduces the concept of parallel transformer，the analysis can be carried out in parallel，the key lies in the calculation of the critical load and economic performance ofthe transformer，the economic operation ofthe proposed.

Parallel operation；Distribution transformer；Critical load；Economic operation analysis

TM406

A

1674-8646（2015）08-0034-01

2015-06-21