变压器并联运行环流及负载分配计算实例

武文科　刘宝　位帅　唐圣华　秦炜

摘要：本文通过计算两台变压器空载并联环流及负载运行电流分配，为电力系统特殊情况倒闸操作、继电保护整定提供了有效依据，保障了企业连续式生产车间安全稳定供电。

关键词：变压器;环流;并联运行;负载分配

1基本情况

我公司有4#、6#110kV变电站，110kV系统电源均来自同一220kV变电站，4#、6#110kV变电站110kV母线为双母线结构，均为合还运行，4#、6#110kV变电站之间有110kV联络线。4#变电站3#变带10kVⅢ母线运行，6#变电站1#变带10kVⅠ段母线运行。另有为连续式生产车间供电的二级配电室1#电源取自4#变电站10kVⅢ母线，2#电源取自6#变电站10kVⅠ段母线。

因4#变电站10kVⅢ母线需要进行周期性预防性试验，需对该母线及其所带线路停电。4#、6#变电站无10kV联络线且二级配电室用电负荷不能中断，需在二级配电室母联处短时合还，将二级配电室负荷倒至2#电源。

2变压器并联运行条件

二级配电室母联合闸即实现4#变电站3#变与6#变电站1#变并联运行。变压器并联运行时若环流过大易造成变压器过热，相关继电保护误动作，造成不必要的停电，影响公司正常生产。

理想运行的各并联变压器空载时，各台变压器之间无循环电流，带载后，各变压器按其额定容量比分担负载。理想运行的并联变压器必须满足下列三个条件：一次与二次绕组额定电压彼此相同（变比相等）;二次线电压对一次线电压的相位移相同（联结组标号相同）;短路阻抗标幺值相等。

3变压器参数

4#變电站3#变型号SFQ10-50000/110kV，短路阻抗10.18%，高压侧额定电流262.4A，额定电流2749A，联结组别YNd11，变比10.5。6#变电站1#变型号SFSZQ10-80000/80000/50000/110/kV，短路阻抗（高-低）10. 8%，高压侧额定电流420A，低压侧额定电流2749A，联结组别YNyn0d11，变比10.5。

4变压器空载并联环流

两台变压器合还前4#变电站3#变低压侧电压10.5kV，6#变电站1#变低压侧额定电压10.58kV，压差△U=0.08kV。

环流小于变压器额定电流的10%，允许并联运行。

5变压器并联运行负荷分配

由变压器参数可知，两台变压器一、二次绕组额定电压相同，联结组标号相同，短路阻抗接近，两台变压器并联运行等效电路图如下

等效电路中a、b两点间的电压Uab等于每一台变压器的负载电流与其漏阻抗的乘积，即Uab=I3#* ZK3#=I1#*ZK1#，因此，对并联运行的各台变压器则有

即各台变压器负载电流与它们的短路阻抗成反比。合还前4#变电站10kVⅢ母线只带二级配电室1#进线，电流220A， 6#变电站1#变带10kVⅠ段母线运行，电流510A（含2#进线负荷电流147A），两台变压器合计负载电流730A。

合还时4#变电站3#变电流为I3#=730*=352A。

合还时6#变电站1#变电流为I1#=730*=377A。

2#进线带全站负荷时2#进线电流为I=220+147=367A。

6 继电保护整定情况

二级配电室1#、2#进线继电保护配置速断、过流保护，其中速断保护整定4300A，0S，过流保护整定1080A，0.8S，母联投充电保护，整定1000A，0S，投入时间3S。4#、6#变电站侧对应出线（出线三、出线四）继电保护配置速断、过流保护，其中速断保护整定6000A，0S，过流保护整定1600A，1S。

7结论

由上述计算可得两台变压器空载并联运行环流小于变压器额定电流的10%，证明了两台变压器可以并联运行，变压器负载运行时各变压器、线路负荷电流均小于过流保护整定值，证明在变压器合还过程中各系统继电保护不会误动作。通过对变压器并联运行环流及负荷电流分配的计算，为电气系统倒闸操作提供了有效依据。

注：以上计算趋近于理想状态，仅用于工程应用计算。

参考文献：

[1]李发海、朱东起.电机学（第五版），北京：科学出版社，2013.6.

（作者单位：北京首钢股份有限公司）

作者简介：武文科，男，1986年5月，毕业于华北保定电力职业技术学院电气工程系发电厂及电力系统专业，电力工程师（中级），任职北京首钢股份有限公司继保专业工程师。