低壓變壓器并聯(lián)切換

賈振國（勝利油田勝利發(fā)電廠 山東 東營 257000）

在廠用電系統(tǒng)進行變壓器檢修或倒負(fù)荷時，為了保證供電的連續(xù)性通常會進行合環(huán)操作。在以往的操作中，我們一般采用對6 K V母線進行廠用電切換，來消除高壓側(cè)電壓差帶來的影響，實現(xiàn)兩臺變壓器的安全并聯(lián)切換。

然而在實際操作中，廠用電快切存在一定的風(fēng)險，如果一旦廠用電快切失敗，將會發(fā)生6 K V工作母線失電，造成更嚴(yán)重的后果。因此本文在分析變壓器理想并列運行條件的基礎(chǔ)上，闡述了引起環(huán)流及其變壓器負(fù)荷分配的諸多因素，并說明了勵磁涌流對變壓器保護的影響，最后結(jié)合生產(chǎn)實例證明了在滿足并列條件下直接進行變壓器并聯(lián)切換的安全性及可行性。

一、理論分析

1.變壓器理想并聯(lián)的條件

空載時并聯(lián)的變壓器之間沒有環(huán)流；

負(fù)載時能夠按照各臺變壓器的容量合理地分擔(dān)負(fù)荷；

負(fù)載時各變壓器所分擔(dān)的電流應(yīng)為同相。

2.理想并聯(lián)條件對并聯(lián)倒換的各變壓器要求

各變壓器的額定電壓與電壓比應(yīng)當(dāng)相等;

各變壓器的聯(lián)結(jié)組號應(yīng)相同；

各變壓器的短路阻抗的標(biāo)幺值應(yīng)相等，阻抗角要相同。

上述三個要求中，第二個要求必須嚴(yán)格保證，否則將有很大的電壓作用在兩臺變壓器二次繞組工程的閉合回路中，并引起很大的環(huán)流，把變壓器的線圈燒毀。

為達到理想并聯(lián)運行的第一個條件，并聯(lián)變壓器的電壓比應(yīng)當(dāng)相等。對于三相變壓器，還要求聯(lián)結(jié)組號必須相同。

并聯(lián)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載電流的標(biāo)幺值，與其漏阻抗的標(biāo)幺值成反比。漏阻抗標(biāo)幺值大的變壓器所負(fù)擔(dān)的電流標(biāo)幺值小，漏阻抗標(biāo)幺值小的變壓器所負(fù)擔(dān)的電流標(biāo)幺值大。理想的負(fù)載分配是，各變壓器按其容量大小來負(fù)擔(dān)負(fù)載，即希望這就要求各臺變壓器具有相同的漏阻抗標(biāo)幺值，因而漏阻抗標(biāo)幺值相差太大的變壓器不宜并聯(lián)運行。

實際并聯(lián)運行時，變壓器的聯(lián)結(jié)組號必須相同，電壓比偏差要嚴(yán)格控制（小于±0.5%），漏阻抗的標(biāo)幺值不要相差太大（不大于10%），相角則可以有一定差別。

二、勵磁涌流產(chǎn)生的機理

1.勵磁涌流產(chǎn)生的機理

當(dāng)變壓器空載合閘時，變壓器的一次繞組可能產(chǎn)生很大的勵磁電流，該電流可達額定電流的6-8倍，稱為勵磁涌流，勵磁涌流的大小與變壓器倒換開關(guān)合閘時的相位及變壓器本身的剩磁有關(guān)。

在變壓器電壓從小突變增大的恢復(fù)過程中，也可能產(chǎn)生很大的勵磁涌流，比如在變壓器并列切換時。由于勵磁涌流的存在可能導(dǎo)致變壓器保護的誤動作。

2.勵磁涌流分類

勵磁涌流的產(chǎn)生是由于變壓器某側(cè)電壓的突然變化產(chǎn)生的，所以按電壓變化的原因可將勵磁涌流分為勵磁起始涌流、電壓恢復(fù)涌流及共振勵磁涌流。

（1）勵磁起始涌流

當(dāng)開始加壓于變壓器的最初瞬間，一瞬態(tài)性的勵磁涌流，將由電力系統(tǒng)涌入變壓器。在此情況下所產(chǎn)生的勵磁涌流，稱之為勵磁起始涌流。在停用變壓器時，即使系統(tǒng)電壓已被切斷，而變壓器的勵磁涌流也已降為零，但其鐵心中的磁通并不隨之降為零，而是沿著鐵心的磁滯特性回降至某一程度的剩磁值。該值的大小與系統(tǒng)條件及操作情況均有關(guān)聯(lián)。

（2）電壓恢復(fù)涌流

當(dāng)變壓器外部故障清除后，在電壓恢復(fù)至正常值的過程中，也會引起勵磁涌流的現(xiàn)象。此種勵磁涌流稱為電壓復(fù)原涌流（或再生涌流）。因在外部故障時變壓器仍是部分加壓，故一般的電壓復(fù)原涌流均不如勵磁起始涌流的嚴(yán)重。

另外還有共感勵磁涌流，這幾種勵磁涌流普遍存在于現(xiàn)場變壓器操作中，在實際操作中，當(dāng)變壓器檢修后送電合高壓側(cè)開關(guān)時，電流表中指示的沖擊電流為勵磁起始涌流；當(dāng)合低壓側(cè)開關(guān)時兩臺公用變由于低壓側(cè)存在電壓，將相互影響勵磁電壓從而產(chǎn)生共感勵磁涌流；另外一臺變壓器在其電壓恢復(fù)過程中將產(chǎn)生電壓恢復(fù)涌流。

三、變壓器并聯(lián)切換對變壓器保護的要求

勵磁涌流對變壓器并無危險，因為這個沖擊電流存在的時間很短。當(dāng)然，對變壓器多次連續(xù)合閘充電也是不好的，因為大電流的多次沖擊，會引起繞組間的機械力作用，可能逐漸使其固定物松動。

勵磁涌流對變壓器差動保護的影響。差動是用變壓器原邊和副邊的電流計算差動電流的，在變壓器正常運行時，勵磁電流是很小的，當(dāng)出現(xiàn)勵磁涌流時，就不應(yīng)該忽略勵磁電流的影響，通常的做法是依靠各種判別條件來判別勵磁涌流，可靠閉鎖差動保護，其中判別方法就是利用以上特點來識別涌流。比如采用二次諧波制動，波形對稱原理，采用速飽和鐵芯的差動繼電器。

之前的分析我們可以看出，只要兩臺變壓器嚴(yán)格符合并列的條件，其負(fù)荷分配差值及其環(huán)流都是不大的，不會引起變壓器過流、速斷以及零序保護的誤動。并列瞬間產(chǎn)生的勵磁涌流的大小有很大的隨機性，極限情況下勵磁涌流可達到變壓器額的電流的12倍，但勵磁涌流的衰減非常快，大約100 ms就能衰減到零，所以速斷保護定值及過流保護定值選擇時需要在定值大小及時間上躲過勵磁涌流的影響防止保護誤動作。

通過本文的分析，證明在各變壓器的額定電壓與電壓比相等、聯(lián)結(jié)組號應(yīng)相同、短路阻抗的標(biāo)幺值應(yīng)相等，阻抗角要相同以及低壓側(cè)電壓小于20 V的條件下直接進行變壓器并聯(lián)切換的安全性及可行性，避免了在廠用電切換過程中造成廠用電失去的風(fēng)險，保證了操作的可靠性。