运行分析：并联条件不满足的情况下

为使分析明了，在分析某一条件不满足时，假定其他条件都是满足的，且以两台变压器并联运行为例来分析。

1.变比不等时的并联运行

图1-44　变比不等的两台变压器的并联运行

设两台变压器Ⅰ和Ⅱ的连接组别相同，短路阻抗也相等，但变比不相等，即kⅠ≠kⅡ。若它们一次侧接到同一电源，则一次侧电压必然相等，而二次侧空载电压必然不相等，分别为/kⅠ和/kⅡ，它们即为折算到二次侧的电压，从而得到并联运行时的简化等效电路，如图1-44所示。图中ZsⅠ和ZsⅡ分别为折算到二次侧的两台变压器的短路阻抗。

由图1-44的等效电路可以列出下列方程式

联立求解式（1-68），可得变压器二次侧电流为

在式（1-69）中，是由于kⅠ≠kⅡ引起的，在空载时就存在，故称空载环流，它只在两个二次绕组中流通。根据磁动势平衡原理，两台变压器的一次绕组中也会产生相应的环流。式（1-69）中的和分别为两台变压器各自分担的负载电流，它与短路阻抗成反比。

由于变压器短路阻抗很小，所以即使变比差值很小，也能产生较大的环流。这既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗，是很不利的。因此为了保证空载环流不超过额定电流的10%，通常规定并联运行的变压器的变比差值不大于1%。

2.连接组别不同时的并联运行

连接组别不同的变压器即使一、二次侧额定电压相同，在并联运行的情况下，由前面连接组别的分析可知，二次侧线电压之间的相位差也至少相差30°，例如，Y，y0与Y，d11并联，如图1-45所示，此时二次侧线电压差ΔU为

由于变压器的短路阻抗很小，这么大的ΔU将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组。故连接组别不同的变压器绝不允许并联运行。

图1-45　Y，y0与Y，d11并联时二次侧电压相量图

图1-46　短路阻抗标么值不等时并联运行的简化等效电路

3.短路阻抗标么值不等时的并联运行

由于变比kⅠ=kⅡ，而且连接组别也相同，则两台变压器并联运行的等效电路如图1-46所示，此时环流为零。由图可知或写成

(www.xing528.com)

式中：βⅠ、βⅡ分别为第Ⅰ、Ⅱ台变压器的负载系数。

由此可见，各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值大小成反比，使得短路阻抗标么值大的变压器分担的负载小，而短路阻抗标么值小的变压器分担的负载大，当短路阻抗标么值小的变压器满载时，短路阻抗标么值大的变压器欠载，故变压器的容量不能得到充分利用。当短路阻抗标么值大的变压器满载时，短路阻抗标么值小的变压器必然过载，长时间过载运行是不允许的。因此为充分利用变压器容量，理想的负载分配，应使各台变压器的负载系数相等，这样变压器并联运行时，要求短路阻抗标么值相等。

为使各台变压器所承担的电流同相，还要求各台变压器的短路阻抗角也相等。一般说来，变压器的容量相差越大，它们的短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行变压器的最大容量和最小容量之比不超过3∶1。

变压器运行规程规定：在任何一台变压器都不会过负荷的情况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：短路阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容量均能充分利用。

【例1-5】 两台变压器并联运行，第一台数据为SNΙ=1800kVA，Y，d11连接，U1N/U2N=35/10kV，us=8.25%。第二台数据为：SNΙΙ=1000kVA，Y，d11连接，U1N/U2N=35/10kV，us=6.75%。求：

（1）总负载为2800kVA时每台变压器的负载是多少？

（2）不使任何一台变压器过载时，变压器最大能够提供多大负载？

解：根据已知条件，两台变压器采用三角形连接。二次侧每相额定电流，根据变压器负载分配关系有

可得

据已知条件有

SΙ+SⅡ=2800kVA

则可解得

SΙ=1667kVA

SⅡ=1133kVA

（2）根据变压器负载分配关系有

阻抗标么值小的先达到满载，因为第二台变压器的阻抗标么值小，故先达到满载，当=1时，=0.818。

不计阻抗角的差别时，两台变压器所组成的并联组的最大容量Smax为

Smax=1000+0.818×1800=2472kVA

综上所述，两台并联运行的变压器的二次侧构成了回路。若连接组别和变比均完全相等，则可以保证这一回路中没有环流。二次侧很小的电压差也会在环路中引起很大的环流，所以变比只允许极小的偏差0.5%～1%。连接组别不同的两台变压器的二次侧电压不同相位，必然存在相量差，这是不允许的。并联运行的每台变压器的输出电流逗同相位时，整个并联组的输出电流才能最大化，各台变压器的装机容量才能充分利用。