专题十二 三相变压器的并联运行（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题十二 三相变压器的并联运行（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

一、考纲解读

1.优越性辨析、条件分类、因果逻辑等基础知识点，考查形式固定，注重易混淆点区分，需通过对比训练强化记忆，避免概念模糊。

2.负载分配计算不再孤立考查公式，而是结合具体工程场景，要求学生从场景中提取参数，结合公式计算并判断过载，体现 “从场景到计算” 的命题逻辑，需培养信息提取能力。

3.综合题多围绕实际配电场景（如居民区、工厂、商场），要求学生分析需求（如高可靠性、低损耗）、设计方案（如并联台数与投切策略）、排查故障（如环流、过载）。

4.强调 “理论→实操” 的转化，注重风险认知（如并联不同联结组的危害），需增加案例分析训练，提升工程问题诊断能力。

二、知识点梳理

一、变压器并联运行的优越性

在发电厂和变电站中,常采用两台或多台变压器并联运行方式。即将它们的一次绕组和二次绕组分别接到公共母线上,再将一次绕组母线接到电源上,二次绕组母线接到输出的电源线上,如图 2-21 所示。

变压器并联运行有很多优越性,主要有以下两点:

(1)保证供电的可靠性

当某一台变压器发生故障或需要检修时,可以将它进行解列,即切断电源停止运行。将备用的变压器并列,参

加运行,以便对用户连续供电,保证供电质量。

(2)能提高运行的经济性

根据负载在较长时间内的周期变化,调整并联运行变压器的台数,以提高变压器的运行效率。

在总容量相同的情况下,变压器并联运行的台数太多也是不经济的。一台大容量变压器的造价、基建投资、占地面积等都比多台的少。当然也要考虑生产的发展,负载是否一开始就能满足大容量变压器的要求,如果不满足,可以并联运行,随着负载的增加,相应增加并联变压器的台数。

二、变压器并联运行必须满足的条件

为了达到变压器安全可靠地并联运行,必须满足以下三个条件:

(1)并联运行变压器的一次、二次绕组的额定电压分别相等,同时变比K相等。(2)并联运行变压器的短路电压 U 相等。

(3)并联运行变压器的联结组别必须相同。

上述三个条件中,变比允许有微小的差别,实用中变压器变比差值一般不应超过±0.5%~1%。短路电压也不是太严格,可以有较小的差别,短路电压一般不得超过+10%。联结组别必须保证相同。如果联结组别不同的变压器的一次绕组接到同一电源上,其二次绕组的线电压相位不同,在变压器内部就要造成较大的环流,可使变压器绕组烧坏。因此,联结组别不同的变压器是绝对不能并联运行的。

三、变压器并联运行条件规定的原因

现在以单相变压器为例,说明变比不等和短路电压不等时并联运行的危害

1.变压器的变比不等时的并联运行

两台单相变压器容量相同,联结组别相同,但变比不等。将两台变压器一次绕组并联后接人同一电源,二次绕组也作并联。变比不等的变压器并联运行示意图如图 2-22 所示。

(1)平衡电流的形成

从运行图中可以看出,由于两变压器一次绕组接人同一电源,两个一次绕组电压相等,均为u1,若变比相等,K1=K2,则二次绕组电压应相等且等于u2。并联后同样也应该等于u2。

(2)平衡电流的危害

平衡电流对变压器的并联运行是不利的,甚至是有危害的。变压器空载时,平衡电流!通过二次绕组电阻,增大了空载损耗。平衡电流越大,空载损耗越大,这是危害之一。当变压器有负载时,由于存在平衡电流,二次绕组电动势高的(即变比小的)那一台变压器输出电流增大,另一台变压器输出电流减小,若负载电流达到两台额定值之和,就使前者的输出电流超过其额定值而过载,后者则输出电流小于其额定值而处于低负载运行,这是危害之二。

平衡电流不通过负载,只在两个二次绕组内流通。它不是负载电流,但它占用了变压器的容量,增加了变压器的损耗。为了不使前者输出电流超过额定值,就得降低总负载,结果就使另一台变压器输出电流更小,使设备得不到充分利用。变比不同,并联运行时将产生平衡电流(也称环流),占用变压器容量,影响变压器功率输出,因此,对平衡电流应加以严格限制。

2.变压器短路电压不等时的并联运行

(1)短路电压不等时变压器的外特性

两台单相变压器容量相同,联结组别相同,变比相等,但短路电压有些差别,即 UK1>UK2。这样两台变压器并联运行会出现什么结果呢?由变压器的短路测试可知,两台变压器的短路阻抗ZK1>ZK2。两台变压器一次绕组接于同一电源电压下,两台变压器的二次侧空载电压U201、U202是相等的。在变压器负载运行时,由于短路阻抗不等,外特性就不同。

在额定电流时,短路阻抗大的变压器输出电压较低,短路阻抗小的变压器输出电压较高,如图 2-24 所示。