220千伏变压器并列运行环流计算示例

变压器工程硕士张中 2007.6
郑州新密东变电站 220千伏变压器并列运行环流计算示例
原有主变产品型号为：SFPSZ8-120000/220，额定电压为：220±8×1.25%/121/10.5 kV，额定分接下高-中阻抗为14.71%；最大分接下高-中阻抗为15.17%，此时变比为242/121 kV。

现新主变产品型号为：SFSZ10-150000/220，额定电压为：230±8×1.25%/121/10.5 kV，额定分接下高-中阻抗为14.58%；第5分接下阻抗为14.8%，此时变比为241.5/121 kV。

现假设在冬季条件下，系统输入额定电压为242 kV（此时原主变置于最大分接，新主变置于第5分接），额定负荷下，将两台变压器并列运行时二次侧产生的环流计算如下：
在变压器带负荷运行时，由于负载阻抗压降（即电压调整率）的存在，二次侧实际输出电压并非为名义的额定电压，其减小的数值即负载阻抗压降。

电压调整率ε%=β（U R%×Cosφ+ U X%×Sinφ）；
式中：β——负载系数，额定负荷即为1.0；
U R%——变压器的电阻电压百分数，与变压器的负载损耗成正比；
U X%——变压器的电抗电压百分数，对大型变压器而言可以用阻抗电压百分数U K%代替；
Cosφ——负荷功率因数，一般取为0.80；
（1）：对于原有主变产品，在最大分接下其电压调整率如下：
ε%=β（U R%×Cosφ+ U X%×Sinφ）=1.0（0.5%×0.8+ 15.17%×0.6）=9.5%；
该变压器在最大分接下的基准阻抗为：Z B1=（242000/√3）／286.3=488.0（Ω）；
“286.3”为最大分接下对应的电流值；
阻抗电压欧姆值为：Z K1=15.17%×488.0=74.0（Ω）；
原主变二次侧实际输出电压U MV1=121×（1-ε%）=121×（1-9.5%）=109.5 kV。

（2）：对于新主变产品，在第5分接下其电压调整率如下：
ε%=β（U R%×Cosφ+ U X%×Sinφ）=1.0（0.4%×0.8+ 14.8%×0.6）=9.2%；
该变压器在第5分接下的基准阻抗为：Z B2=（241500/√3）／358.6=388.8（Ω）；
“358.6”为第5分接下对应的电流值；
阻抗电压欧姆值为：Z K2=14.8%×388.8=57.5（Ω）；
新主变二次侧实际输出电压U MV2=（121×242/241.5）×（1-ε%）=121.25×（1-9.2%）=110.1 kV。

（3）：有（1）、（2）计算可知，此时两台主变的二次侧实际输出电压存在差异，将导致环流。

并列运行主变间二次侧实际输出电压差（附加电势）△E= U MV2－U MV1=110.1-109.5=0.6 kV =600V。

则环流I C=△E／（Z K1+ Z K2）=600／（74.0+ 57.5）=4.56 A。

其余分接下并列运行环流计算的情况可参照进行。

由计算可知，在两台并列运行变压器变比接近、阻抗接近的情况下，其环流是比较微小的，不足以影响到变压器的正常运行。

附：变压器并列运行条件：①接线组别相同；②变比差值不得超过±0.5%；③短路阻抗电压百分数不得超过±10%；④两台变压器容量比不宜超过3：1。

接线组别不同在并列变压器的二次绕组中会出现电压差，加之变压器内阻，在变压器二次侧内部产生很大的循环电流，会使变压器烧损。

如果变压器变比不同，其二次电压大小不等、在二次绕组中也会产生环流、这个环流不仅占据变压器容量，还将增加变压器损耗，使变压器输出能量降低，变比相差过大，将会破坏变压器的正常运行。

变压器短路阻抗电压百分数与变压器的负荷分配成反比。

如果短路阻抗电压百分数不同，变压器容量将不能充分发挥，阻抗电压百分数小的变压器过载，而阻抗电压百分数大的变压器欠载。

变压器容量比不宜超过3：1，因容量不同的变压器短路电压也不同，负荷分配不平衡、运行不经济；同时在检修或事故状态下运动方式变化时，容量小的变压器将起不到后备作用。

以上观点仅供参考。