淺談干式變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

李素珍

摘要：隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)的用電量需求逐漸增加。為了能夠保證供電，供電過(guò)程中需要使用大容量的變壓器，但是單臺(tái)的變壓器無(wú)法滿足電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此采用干式變壓器并聯(lián)使用的方式，以保證供電的可靠性。本文通過(guò)對(duì)干式變壓器的優(yōu)勢(shì)及并行使用變壓器的運(yùn)行條件進(jìn)行論述，說(shuō)明干式變壓器并行使用的必然性。

關(guān)鍵詞：干式變壓器；并聯(lián)；供電可靠性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地的用電量需求也在一直持續(xù)增長(zhǎng)，帶動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)干式變壓器需求的增長(zhǎng)。干式變壓器相較于其他類(lèi)型的變壓器來(lái)說(shuō)，由于其對(duì)材料、工藝、技術(shù)均有新的改變，將來(lái)在降噪和環(huán)保方面再有所發(fā)展，其市場(chǎng)占有率預(yù)計(jì)將會(huì)在一直增加。而采用并行方式使用變壓器，不僅能夠提高變壓器的運(yùn)行效率，而且還能降低資金投入，提高供電的可靠性，極大的影響了干式變壓器的推廣使用。

一、干式變壓器及其使用情況

干式變壓器依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路 、機(jī)械設(shè)備等變壓器，在電力系統(tǒng)中，一般汽機(jī)變壓器、鍋爐變壓器、除灰變壓器、除塵變壓器、脫硫變壓器等都是干式變壓器，變比為6kV/400V和10kV/400V，用于帶額定電壓380V的負(fù)載，簡(jiǎn)單的說(shuō)干式變壓器就是指鐵芯和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器。

與油式變壓器相對(duì)比來(lái)看，干式變壓器用空氣作為絕緣的介質(zhì)，不存在絕緣油，因此沒(méi)有對(duì)應(yīng)的絕緣油存在的弊端，例如污染、火災(zāi)或者是爆炸等相關(guān)問(wèn)題，同時(shí)對(duì)電氣規(guī)范、規(guī)程等都沒(méi)有規(guī)定干式變壓器安裝在單獨(dú)的房間內(nèi)。

各種干式變壓器的使用范圍很廣。浸漬式干式變壓器因其防火性能好，被廣泛用于水電站、高層建筑、地鐵的電力建設(shè)中。澆注式干式變壓器相比于一般的干式變壓器，其空載及負(fù)載損耗大概下降30%，噪音水平同時(shí)有降低；繞包絕緣式干式變壓器制造工藝簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)靈活性強(qiáng)，絕緣結(jié)構(gòu)適應(yīng)性好。繞包絕緣干式變壓器除了具有其它類(lèi)干式變壓器的性能外，同時(shí)還有高阻燃性、高機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)越的耐冷沖擊性能等特點(diǎn)使繞包絕緣干式變壓器在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但由于繞包變壓器價(jià)格貴，在中等容量范圍內(nèi)，其競(jìng)爭(zhēng)力要比樹(shù)脂型的低；但對(duì)10 000 MVA 及以上大容量變壓器，因絕緣更薄，散熱好，其應(yīng)用范圍更廣。

二、變壓器并聯(lián)使用及干式變壓器并聯(lián)使用分析

1.變壓器并行運(yùn)行的必要性

由于我國(guó)城鄉(xiāng)的高速現(xiàn)代化發(fā)展，城鄉(xiāng)的供電負(fù)荷逐漸增大，對(duì)應(yīng)的，發(fā)電廠和變電所的容量要求也隨之增大，一臺(tái)變壓器無(wú)法保證全部容量的降壓或升壓任務(wù)，因此需要多臺(tái)變壓器并聯(lián)使用。

將變壓器分別接在兩段母線上，兩臺(tái)分開(kāi)支持幾條線路運(yùn)行也有不足之處。一方面，會(huì)出現(xiàn)容量大的變壓器過(guò)載率較小的問(wèn)題，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，一臺(tái)變壓器無(wú)法支持使用，但要使用并列運(yùn)行的方式又無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，此時(shí)，兩臺(tái)變壓器各自支持幾條線路的運(yùn)行，考慮到要保證出線的固定，其中一臺(tái)變壓器因支持的線路少或負(fù)載小等原因，就會(huì)出現(xiàn)使用不完全的現(xiàn)象，增加損耗。 另一方面，當(dāng)線路中的用電負(fù)載加大，而為其提供電力支持的一臺(tái)變壓器容量不夠時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)變壓器中通過(guò)的電流和功率超過(guò)負(fù)荷，影響供電的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及供電的可靠性。

在大容量的變電站中，常采用幾臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的方式，即將這些變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)的端子分別并聯(lián)到一次側(cè)、二次側(cè)的公共母線上，共同對(duì)負(fù)載供電。

2.并行使用變壓器的優(yōu)勢(shì)

1）使供電更加可靠。當(dāng)對(duì)變壓器開(kāi)展必要檢驗(yàn)工作時(shí)，可以先切換到并聯(lián)的備用變壓器上，之后再將變壓器停電檢修，在保證不中斷供電的同時(shí)，進(jìn)行變壓器的檢修工作；或者是其中一臺(tái)變壓器故障時(shí)，并行的其他變壓器仍可正常運(yùn)行，保證了供電的持續(xù)性。

2）并行使用變壓器可減少變壓器的空載損耗，提高效率，同時(shí)能夠改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。例如可以根據(jù)用電負(fù)荷季節(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在用電負(fù)荷輕的季節(jié)去掉部分變壓器。

3）資金不必一次性的投入。在將原變壓器得到充分使用的同時(shí)，根據(jù)用電量增加等實(shí)際情況，可以在后期添加性的變壓器，分批購(gòu)置，減少一次性的資金投入。

3.并行變壓器的運(yùn)行要求

3.1聯(lián)結(jié)組別要相等

當(dāng)連接組別不相等時(shí)，相關(guān)變壓器的原邊連接的是一個(gè)電網(wǎng)，副邊線電壓相位不同。此時(shí)，如果變壓器的變比值一樣，其副邊就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)差。聯(lián)結(jié)組別不等的變壓器并行使用，會(huì)引起相當(dāng)于短路的回流，甚至燒毀變壓器。如果需要將聯(lián)結(jié)組別不一致的變壓器并列使用，需要將變壓器的接線組別轉(zhuǎn)化相同才能使用，可以采用各項(xiàng)異名、始端與末端交換的方法。

3.2電壓比要相等

變比不相等的變壓器并行使用，空載時(shí)會(huì)生成環(huán)流。

參照以上公式， 表示環(huán)流，對(duì)于并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)變比不同時(shí)，每個(gè)變壓器的二次邊電流都涉及兩個(gè)分量，一個(gè)是環(huán)流分量。由于變壓器的短路阻抗 、 很小，若變壓比 和 差值較大的話，會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流。對(duì)于兩個(gè)變壓器而言，其二次邊電流中的環(huán)流分量值相等，但符號(hào)相反，意味著，當(dāng)每個(gè)變壓器的負(fù)載分量相位基本一樣時(shí)，加上因變比不同生成的環(huán)流值，其中一個(gè)變壓器的電流大于負(fù)載分量，另一個(gè)變壓器的電流小于負(fù)載分量。以上情況會(huì)增加變壓器的負(fù)載損耗，并且會(huì)使變壓器的損害程度增加。

3.3短路阻抗要相等

當(dāng)短路阻抗不相等時(shí)，對(duì)于并行使用的干式變壓器，其中短路阻抗值小的先出現(xiàn)滿載情況，但為了平衡變壓器的出口電壓，阻抗值大的變壓器相對(duì)容量小，這樣會(huì)浪費(fèi)其他的變壓器的設(shè)備容量。因此，在實(shí)際使用中要求并聯(lián)的變壓器短路阻抗差值不超過(guò)平均值的10%，以避免設(shè)備容量的浪費(fèi)。而且，變壓器的負(fù)載電流與短路阻抗成反比的關(guān)系，就是說(shuō)，變壓器的短路阻抗越小，意味著它的負(fù)載電流值會(huì)越大。因此，在實(shí)際工程中，為了使負(fù)荷合理地分配，提高并聯(lián)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該取容量大的變壓器的短路阻抗的值小些，讓它首先達(dá)到滿載狀態(tài)。

三、干式變壓器并聯(lián)運(yùn)行的市場(chǎng)需求

目前，干式變壓器主要應(yīng)用于防火、防爆要求比較高的場(chǎng)所，例如高層建筑、地鐵、火車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、石油化工企業(yè)及礦井內(nèi)部等場(chǎng)合?！吨袊?guó)干式變壓器行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告前瞻》顯示，電網(wǎng)投資比例已經(jīng)由2005年的32.10%上升到2012年的49.47%，投資比例結(jié)構(gòu)趨于合理，改善了近幾年中國(guó)電源投資規(guī)模過(guò)大、增速過(guò)快、比例過(guò)高的趨勢(shì)，電源與電網(wǎng)開(kāi)始協(xié)調(diào)、科學(xué)發(fā)展；2012年，中國(guó)電網(wǎng)工程建設(shè)完成投資3693億元，同比增長(zhǎng)0.3%，增幅較上年同期下降6.49%。

隨著電網(wǎng)建設(shè)投資的增長(zhǎng)，輸配電領(lǐng)域的市場(chǎng)前景走勢(shì)喜人，同時(shí)干式變壓器的產(chǎn)量預(yù)計(jì)將會(huì)一直上升。2012年在全年經(jīng)濟(jì)增速下降的影響之下，我國(guó)干式變壓器產(chǎn)量為18607.19萬(wàn)千伏安，同比增長(zhǎng)8.45%。2013年我國(guó)干式變壓器產(chǎn)量將會(huì)在19723.62萬(wàn)千伏安左右，到2015年我國(guó)干式變壓器產(chǎn)量將會(huì)在2.2億千伏安左右，2017年將會(huì)達(dá)到2.45億千伏安左右。

四、結(jié)語(yǔ)

干式變壓器由于其市場(chǎng)需求量大等關(guān)系，近些年的發(fā)展形勢(shì)樂(lè)觀。特別是新的系列，在對(duì)噪聲和損耗減小到新的水平，為變壓器和低壓屏放在同一配電室創(chuàng)造了有利條件。但同時(shí)也要注意，干式變壓器能否安全的使用以及能否延長(zhǎng)其使用時(shí)間，這些都與變壓器的繞組絕緣是否安全可靠。因此，對(duì)于干式變壓器的繞組溫度的監(jiān)測(cè)也是非常重要的。再有，對(duì)變壓器的并行使用條件也要重點(diǎn)考慮，以保持變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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