2.2.4　变压器的并联运行

在现代的发电站和变电所中，常常采用多台变压器并联运行的方式。变压器的并联运行是指一次绕组和二次绕组分别并联到一次侧和二次侧的公共母线上时的运行，如图2.15（a）所示。变压器的并联运行可以提高供电的可靠性、减少总的备用容量，并可根据负载的大小来调整投入运行的变压器台数，以提高运行效率。

1.理想并联运行的条件

（1）变压器理想并联运行的条件

①空载时并联的变压器之间没有环流。

②负载时能够按照各台变压器的容量合理地分担负载。

③负载时各变压器所分担的电流应为同相。

（2）对并联运行的各变压器的要求

①各变压器的额定电压与电压比应当相等。

②各变压器的联结组号应相同。

③各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。

上述三个要求中，第二个要求必须严格保证，否则将有很多大的电动势差作用在两台变压器二次绕组构成的闭合回路中，并引起很大的环流，把变压器的线圈烧毁。

2.并联运行的负载分配

为简化设计，以两台变压器的并联运行为例来说明。设两变压器的联结组号相同，但电压比不相等，第一台为kⅠ，第二台为kⅡ，且kⅠ<kⅡ。为便于计算，采用归算到二次侧的简化等效电路，如图2.15（b）所示，图中和分别表示归算到二次侧时两台变压器的等效漏阻抗。由于kⅠ≠kⅡ，所以图中分别置有电压比为kⅠ和kⅡ的理想变压器。另外，二次侧电流和电压的正方向选取与图2.15（b）中相同。

归算到二次侧时，两台变压器的电压方程和负载电流应为

式（2.50）中下标Ⅰ和Ⅱ分别表示变压器Ⅰ和Ⅱ； 为总的负载电流。

求解式（2.50），可得两台变压器的二次侧电流和分别为

由上式可见，每台变压器内的电流均包括两个分量：第一个分量为所分担的负载电流 和 ；第二个分量为两台变压器的电压比不同所引起的环流 。

从式（2.51）可见，电压比不同所引起的环流为

环流在两台变压器内部流动（一次侧和二次侧都有），其值与两台变压器二次侧的开路电压差成正比，与两台变压器的等效漏阻抗之和成反比，而与负载的大小无关。只要kⅠ≠kⅡ，即使在空载时，两台变压器内部也会出现环流。由于变压器的漏阻抗很小，即使电压比相差很小，也会引起较大的环流，因此在制造变压器时，应对电压比的误差严加控制。

从上面的分析可见，为达到理想并联运行的第一个条件，并联变压器的电压比应当相等。对于三相变压器，还要求联结组号必须相同。

电压比相同、漏阻抗不同时的负载分配，若并联的两台变压器电压比相等、联结组号亦相同，则两台变压器中的环流为零，只剩下负载分量。此时两台变压器所担负的负载电流和应为

上式说明，在并联变压器之间，负载电流按其漏阻抗成反比分配。

把式（2.54）的左、右两边均乘以，并考虑到两台变压器具有同样的额定电压，即可导出用标幺值表示时负载电流的分配为

式中电流和阻抗的标幺值均以各变压器自身的额定值作为基值。上式说明，并联变压器所分担的负载电流的标幺值，与其漏阻抗的标幺值成反比。漏阻抗标幺值大的变压器所负担的电流标幺值小，漏阻抗标幺值小的变压器所负担的电流标幺值大。理想的负载分配是，各变压器按其容量大小来分担负载，即希望 。从式（2.55）可见，这就要求各台变压器具有相同的漏阻抗标幺值，即 ，因而 相差太大的变压器不宜并联运行。

从式（2.65）还可以看出，如果要使各台变压器的负载电流和均为同相，则各台变压器的漏阻抗应当具有相同的阻抗角。

实际并联运行时，变压器的联结组号必须相同，电压比偏差要严格控制（小于±0.5％），漏阻抗的标幺值不要相差太大（不大于10％），相角则可以有一定差别。