變壓器并列運(yùn)行的意義和條件

變壓器并列運(yùn)行，就是將兩臺(tái)或以上變壓器的一次繞組并聯(lián)在同一電壓的母線上，二次繞組并聯(lián)在另一電壓的母線上運(yùn)行。

其意義是：當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，并列運(yùn)行的其它變壓器仍可以繼續(xù)運(yùn)行，以保證重要用戶的用電；或當(dāng)變壓器需要檢修時(shí)可以先并聯(lián)上備用變壓器，再將要檢修的變壓器停電檢修，既能保證變壓器的計(jì)劃?rùn)z修，又能保證不中斷供電，提高供電的可靠性。

又由于用電負(fù)荷季節(jié)性很強(qiáng)，在負(fù)荷輕的季節(jié)可以將部分變壓器退出運(yùn)行，這樣既可以減少變壓器的空載損耗，提高效率，又可以減少無功勵(lì)磁電流，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

那么變壓器并列運(yùn)行需要什么條件呢？這是一個(gè)很常見的問題。首先，我們來看看變壓器并列的需求是什么，然后再來討論并列的條件。

（1）一般情況，看下圖：

在這張圖中，我們看到了兩臺(tái)變壓器，分別標(biāo)記為T1和T2。

系統(tǒng)恢復(fù)方法：

在實(shí)際運(yùn)行中，兩段母線由各自的變壓器供電。

于是，兩段進(jìn)線斷路器QF1和QF2均閉合，而單母線分段的母聯(lián)斷路器QF3打開；如果某段進(jìn)線的變壓器或者中壓側(cè)出現(xiàn)問題，例如出現(xiàn)嚴(yán)重電壓凹陷（欠壓或者失壓）或者故障，則該段進(jìn)線斷路器打開，然后閉合母聯(lián)斷路器QF3；當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)后，有兩種恢復(fù)方法：

恢復(fù)方法1：將母聯(lián)斷路器QF3打開，再閉合對(duì)應(yīng)的進(jìn)線斷路器。這種方法簡(jiǎn)單，但母線上的負(fù)載例如電動(dòng)機(jī)在經(jīng)歷了一次停電重起動(dòng)后，需要再次經(jīng)歷停電重起動(dòng)。

恢復(fù)方法2：先將對(duì)應(yīng)的進(jìn)線斷路器閉合，這時(shí)變壓器并列運(yùn)行，然后再將母聯(lián)斷路器打開。這種方法稍微復(fù)雜，但負(fù)載無須經(jīng)歷第二次停電重起動(dòng)。

我們來看變壓器并列的條件：

第一：變壓器自身的條件

包括：變壓器的接線方法和變比一致，變壓器的阻抗電壓一致，變壓器的二次電壓一致。

第二：線路條件

包括：中壓側(cè)必須來自同一個(gè)配電網(wǎng)，它們的相位、初相角和頻率一致，電壓幅值也一致。同時(shí)，中壓側(cè)必須要能經(jīng)受的住低壓側(cè)的上電起動(dòng)沖擊。

（2）系統(tǒng)配備了發(fā)電機(jī)的情況，我們?cè)倏聪聢D：

此圖比圖1復(fù)雜一些，圖中有自備發(fā)電機(jī)，并且發(fā)電機(jī)的斷路器與市電的進(jìn)線斷路器之間有聯(lián)鎖和互投的關(guān)系。

由于投退關(guān)系比較復(fù)雜，在ABB，往往用PLC來構(gòu)建投退邏輯。我們簡(jiǎn)單地描述一下：

1）正常運(yùn)行時(shí)母聯(lián)打開，各段進(jìn)線閉合。

2）若某段市電電源出現(xiàn)故障，則打開該段進(jìn)線，接著閉合母聯(lián)。

3）當(dāng)故障解除恢復(fù)后，系統(tǒng)按變壓器并列和非并列兩種方式恢復(fù)。變壓器并列條件同上。

4）若某段市電電源故障未恢復(fù)，而另段市電電源又出現(xiàn)故障，或者兩段市電同時(shí)出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)起動(dòng)發(fā)電機(jī)。視發(fā)電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行情況，決定母聯(lián)是否投入，投退情況類似市電供電。

5）當(dāng)市電恢復(fù)后，有兩種方法來處理：第一種方法就是圖2所示，市電進(jìn)線與發(fā)電機(jī)進(jìn)線互鎖，只允許一側(cè)閉合。這時(shí)將發(fā)電機(jī)進(jìn)線打開，再閉合市電進(jìn)線即可；第二種方法市電進(jìn)線與發(fā)電機(jī)進(jìn)線沒有互鎖關(guān)系。市電恢復(fù)后，在系統(tǒng)的引導(dǎo)下，將發(fā)電機(jī)對(duì)市電做準(zhǔn)同期處理，然后閉合市電進(jìn)線，再撤離發(fā)電機(jī)。

第二種方法可避免負(fù)載第二次停電重起動(dòng)，我們看到，變壓器并列的條件同一般情況。

（3）單臺(tái)變壓器負(fù)載能力不足時(shí)變壓器的并列運(yùn)行

變壓器并列條件同前。在這種條件下，負(fù)載側(cè)一旦發(fā)生短路，短路電流值要乘以變壓器并列的臺(tái)數(shù)。我們看下圖：

圖中兩進(jìn)線和母聯(lián)均閉合，變壓器T1和T2處于并列運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)一段母線的負(fù)載出現(xiàn)短路時(shí)，兩臺(tái)變壓器均向短路點(diǎn)貢獻(xiàn)短路電流，因此負(fù)載處的短路電流等于單臺(tái)變壓器短路電流的兩倍。

因此，變壓器并列運(yùn)行的條件是：各段母線上的饋電回路斷路器的分?jǐn)嗄芰Ρ仨殲檫M(jìn)線斷路器的兩倍。若沒有做到這一點(diǎn)，則變壓器不允許并列運(yùn)行。

規(guī)范中規(guī)定，對(duì)于倒閘操作短時(shí)間內(nèi)的變壓器并列運(yùn)行，負(fù)載側(cè)斷路器的分?jǐn)嗄芰砂匆话銞l件下選用，無須加倍。

（4）變壓器并列運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)和目的

提高變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)負(fù)荷增加到一臺(tái)變壓器容量不夠用時(shí)，則可并列投入第二臺(tái)變壓器，而當(dāng)負(fù)荷減少到不需要兩臺(tái)變壓器同時(shí)供電時(shí)，可將一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行。

特別是在農(nóng)村，季節(jié)性用電特點(diǎn)明顯，變壓器并聯(lián)運(yùn)行可根據(jù)用電負(fù)荷大小來進(jìn)行投切，這樣，可盡量減少變壓器本身的損耗，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

提高供電可靠性。當(dāng)并列運(yùn)行的變壓器中有一臺(tái)損壞時(shí)，只要迅速將之從電網(wǎng)中切除，另一臺(tái)或兩臺(tái)變壓器仍可正常供電；檢修某臺(tái)變壓器時(shí)，也不影響其它變壓器正常運(yùn)行從而減少了故障和檢修時(shí)的停電范圍和次數(shù)，提高供電可靠性。

節(jié)約電能，實(shí)現(xiàn)節(jié)電增效。比如某變電站裝有4000kVA和3150kVA兩臺(tái)變壓器。經(jīng)過對(duì)兩臺(tái)變壓器運(yùn)行情況進(jìn)行計(jì)算，并列運(yùn)行一年后，節(jié)約電能10.2萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)電效果非常明顯，降低了資金投入。