变压器的并列运行

季立群

（徐州矿务集团有限公司　华美热电厂，江苏　徐州　221141）

摘要：一般同型号的变压器并列运行是没有问题的，某电厂就存在着＃1、＃2主变不能并列问题，并且在很长一段时间内没有得到解决，严重的影响了该电厂的安全稳定运行。经对环流主要可能性原因的分析，终于必须弄清楚了主变压器不能并列运行的根本原因，有的放矢，最终解决了厂用电的安全问题。

关键词 ：变压器 并列运行 厂用电   环流 安全 电抗器 连接组别

 

 

为了统一制造，我国国家标准规定只生产五种标准连接组别：①Y/УN–12　②Y/d-11 ③УN d-11 ④YN/У–12 ⑤Y/У–12

第一．Y/УN–12连接组别应用于容量不大的三相配电变压器，二次侧为三相四线制，线电压为400V，相电压为230V，用以供电力和照明混合负载，一般这种变压器的最大容量不超过1800KVA，高压侧的额定电压不超过35KV。

第二．Y/d-11连接组别应用于二次电压高于400V的线路中，一侧接成△，消除了二次侧三次谐波，对运行有利，这种变压器的最大容量不超过5600KVA，高压侧的额定电压不超过35KV。

第三．УN d-11连接组别主要用于高压输电线路上，高压侧的中性点可直接接地或通过高阻抗接地。也常用于发电厂作为主变使用。也是我国最常用的一种接线方式。

另外的两种接线方式YN/У–12 和Y/У–12一般不常用,常用于大、中型和分相变压器中，其允许的中性线电流，按制造厂及有关规定。

变压器的并列运行的条件，

a. 相序相同；

b. 联结组组别相同；

c. 电压比相等；

d. 阻抗电压值相等。

 

新装或变动过内外连接接线的变压器，并列运行前必须核定相位。一般同型号的变压器并列不是什么问题的，但由垞城电厂承接技术指导和商业运行的魏桥创业集团第一热电厂当时就存在着＃1、＃2主变不能并列问题，严重的影响了电厂的安全稳定运行，每次倒厂用电时都必须停炉再启炉，极不经济也不方便。小机组的母管制的运行的优势也不存在了。在本人刚刚接手保运项目之初，负责电气运行工作。当时的运行方式如图所示。＃2机开启正常后，6KVⅡ段厂用电由备用段620开关接带改由#2主变低压侧62开关接带。正常情况下，只要全上62开关拉开620开关就行了，不会影响供电。但在垞城电厂接管靡靡之初有人口头交待，主变不能并列运行，并没有讲明原因。从理论上分析，两台变压器的型号同为SF7－20000/6.3，其变比、容量、接线组别以及短路阻抗等均相同，当时的运行方式如图所示，应该可以并列运行，不会有什么问题的。于是就令值班员进行先合后拉的操作。结果在合62开关的瞬间＃1、＃2主变电流大幅度的摆动，620开关跳闸6KVⅡ段供电正常。经查为620开关的速断动作，速断的整定值为二次电流20A，0.3S，CT的变比为600/5，折算到一次电流为2.4KA，相当于短路。在以后的运行中，魏桥第一热电厂厂用的切换问题在很长一段时间内没有得到解决，给生产带来很大的不便。

我分析同一型号的变压器并列而造成2.4KA的环流的原因主要有以下几种可能性。第一是相序不同；第二是接线组别不同造成二次电压的相位不一致；第三，就是由于变压器的负荷不同，潮流分布而引起的环流。变压器在投运之前必须要经过核相，一般不可能发生相序不同的问题，再者就是在厂用电切换的前后各个电机的转向并没有发生改变，这足以说明变压器的相序是一致的。但在保证相序的前提下，同为Y－△接法，可以接成1、3、5、7、9、11六各奇数钟点接法。我国国标规定的均为11点，如果均为11　点就不存在环流在到短路电流的问题，但如果接成1点或是其它形式，就会形成一个相当于线电压的电压差，变压器本身的阻抗很小，所以形成跟　三相短路相当的环流，足以使速断保护动作。以下仅以Yd-11与Yｄ－1分析比较其接线与相量，如图所示，由图可知，三次电压相差60°其有效值相当于线电压，环并时作用于变压器绕组上的电流与三相对称短路相同，同时由于环流的集肤效应能增大变压器绕组的阻抗约20%限制了环流的幅度，但毕竟有限，仍能够造成速断动作。仅仅靠分析是不够的，在后来的发生的一些事情更让人觉得这种分析的正确性了。2002年的元月3日400V切换厂用电的操作中，似乎更证实了这种分析的正确性和存在的可能　性。在魏桥热电厂400V的倒厂用电一直采用正常的先合后拉　的方式。当时的运行方式如图所示，400V除尘段由除尘变接带改由＃0备变变接带。合环前除尘变高压侧电流5A，合上408开关后拉开498开关之前，除尘变的高压侧电流增加至30A，备用分支电流0.4KA，拉开498开关后，除尘变电流降至0，备用分支电流降至0.1KA，合环后的电流为合环前的负荷电流的10倍，除去负荷电流以外，环流约9倍于负荷电流。由图可知，01＃备用变取自备用段，来自天＃1主变的低压侧，＃1除尘变取电6KVII段，来自天＃2主变的低压侧，合上408开关时，两主变又经两降压变环并，但因经两次磁的交链、饱和、位移，环流不足以使速断保护动作，但至少可以说明的就是两台主变的低压侧存在着相当大的压差，接线组别很有可能不同。特别是在当时持这种观点的人不在少数。主要是因为发电机正常运行时是经变压器耦合后在35KV并列运行的，接线组别的错误与否并不能直接体现。要解决厂用电的环并问题，必须弄清楚根本原因，才能有的放有的放矢，最终解决问题。

后来经过分析得到正确的结论认为：一般的变压器厂家在产品出厂之前一定要经过严格的检查和试验，接线组别的错误不太可能出现。正常我们所说的变压器的并列运行是指负荷变压器，即用户降压变压器，而发电厂的单元机组的主变是没有长期并列运行的，就是偶尔有也是暂时的倒换厂用电的操作中用到。并且发电厂为在发电机出口的厂用分支采用轻型的断路器，均采用了电抗器来限制短路电流。电抗器不仅限制了短路电流，同时也限制了两主变的环流。特别是在发电厂倒换厂用电时，都是在发电机停机前，两台发电机的有功无功的负荷有着相当大的差别。此时，经厂用分支并列时，由于是同型号的变压器的各参数均相同，其负荷分配自然地趋于平均，这是城二次侧产生一较大的电压差，全部加在了变压器的绕组上，而变压器的绕组的阻抗是很小的，所以产生了相当大的环流，致使过流动作，同样是由于集肤效应的和磁饱和的作用限制了环流的作用，使得环流不足以使速断保护动作。

分析出原因后，解决魏桥电厂厂用电的环并问题的措施主要有两个方面入手。一是加大环流回路的阻抗，也就是在厂用电回路中加装电抗器。另一方面就是再安装一台高压备用变压器，减少两台并列运行变压器的出口压差。

在当时的魏桥第一热电厂，已投运近一年，现场条件不能加电抗器，在35KV母线上加一组高压备用变压器，减少了主变和高备变之间的电压差，再进行倒厂用电操作时不用再先停电了，直接用先合后拉的方式，保证了厂用的供电可靠性。在魏桥第二电厂以及后来建的几个电厂中，其厂用电部分均采用电抗器，变压器的环并不再是问题。

 

作者简介：季立群（1971~）,男，江苏兴化人，1997年毕业于南京电力高等专科学校“发电厂及电力系统”专业，2003年毕业于徐州师范大学“管理科学”专业，徐州矿务集团有限公司华美热电厂技术部助理工程师。

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