單相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，變壓器用于升壓和降壓電壓電平。 根據(jù)負(fù)載需求選擇變壓器的額定值。 但負(fù)載需求與日俱增。 因此，為了滿足額外的負(fù)載需求，我們需要將現(xiàn)有變壓器更換為更高容量的變壓器，或者我們可以添加一個(gè)額外的變壓器與現(xiàn)有變壓器相連。

滿足負(fù)載需求的經(jīng)濟(jì)方式是將第二個(gè)變壓器與現(xiàn)有變壓器并聯(lián)。

變壓器并聯(lián)運(yùn)行的需要

由于以下原因，需要變壓器并聯(lián)運(yùn)行。

為了向現(xiàn)有變壓器提供更多額定值的負(fù)載，我們需要將第二個(gè)變壓器與現(xiàn)有變壓器并聯(lián)。

時(shí)，使用第二個(gè)變壓器來(lái)維持向消費(fèi)者供電的連續(xù)性。 它增加了系統(tǒng)的可靠性。

當(dāng)一個(gè)變壓器因任何原因處于故障狀態(tài)或無(wú)法運(yùn)行時(shí)，第二個(gè)變壓器用于供電并避免電力入侵。

變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件

為保證變壓器并聯(lián)運(yùn)行成功，必須滿足以下條件。

兩個(gè)變壓器的初級(jí)繞組都針對(duì)供電系統(tǒng)和頻率進(jìn)行了適當(dāng)設(shè)計(jì)。

兩個(gè)變壓器以相同的極性連接。 如果極性不匹配，則可能會(huì)發(fā)生短路。 因此，在并聯(lián)連接兩個(gè)變壓器時(shí)，兩個(gè)變壓器的極性必須匹配。

兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比（變壓比）應(yīng)該相同。 這意味著初級(jí)和次級(jí)繞組的額定電壓應(yīng)該相同。 如果匝數(shù)比不同，變壓器并聯(lián)運(yùn)行是可能的。 但是在空載條件下會(huì)有一定量的循環(huán)電流流動(dòng)。 并且會(huì)造成不均等的負(fù)載條件。

為了避免環(huán)流，X/R 比值必須相同。 這意味著兩個(gè)變壓器的阻抗三角形必須相同。 如果 X/R 比率不同，兩個(gè)變壓器將以不同的運(yùn)行。

當(dāng)兩個(gè)變壓器具有不同的 KVA 額定值時(shí)，等效阻抗與單個(gè) kVA 額定值成反比（忽略循環(huán)電流）。

單相變壓器并聯(lián)運(yùn)行

兩個(gè)單相變壓器可以并聯(lián)連接，如下圖所示。

如圖所示，兩個(gè)變壓器的初級(jí)繞組都與電源母線相連，兩個(gè)變壓器的次級(jí)繞組都與負(fù)載母線相連。 這樣，我們可以并聯(lián)兩個(gè)或兩個(gè)以上的變壓器并超過(guò)變壓器的額定值。

并聯(lián)變壓器時(shí)，變壓器的極性必須匹配。 否則會(huì)導(dǎo)致短路并可能損壞變壓器。

理想狀態(tài)

在理想情況下，我們認(rèn)為兩個(gè)變壓器具有相同的電壓比和相同的匝數(shù)比。 因此，兩個(gè)變壓器的阻抗三角形在形狀和大小上都是相同的。 這種情況的相量圖如下圖所示。

E = 每個(gè)變壓器的空載次級(jí)電壓

V 2 = 次級(jí)（負(fù)載）端電壓

V 1 = 初級(jí)（電源）端電壓

I A = 變壓器 1 提供的電流

I B = 變壓器 2 提供的電流

I = 總電流

如相量圖中所示，總負(fù)載電流 (I) 落后于 V 2角度為 ft。 單個(gè)變壓器的電流 I A和 I B與總電流 (I) 同相。

每個(gè)變壓器的單獨(dú)電流（I A和 I B ）是

；

等電壓比

讓我們假設(shè)，變壓器具有相同的電壓比。 因此，兩個(gè)變壓器的空載電壓相等 (E A = E B = E)。 在這種情況下，兩個(gè)變壓器之間不會(huì)流過(guò)電流。 這種情況的等效電路如下圖所示。

E A , E B =空載電壓

Z A ， Z B =阻抗

I A , I B = 各自變壓器的次級(jí)電流

V 2 = 端電壓

I = 總電流

此處，兩個(gè)變壓器的阻抗并聯(lián)連接。 因此，總阻抗 Z AB為；

這種情況的矢量圖如下圖所示。

這里，電流 I A和 I B不同相。 因此，提供給負(fù)載的總電流是 I A和 I B的相量和。 總電流 (I) 如矢量圖所示。 這里，我們已經(jīng)考慮到每臺(tái)變壓器的空載電壓是相同的，并且在矢量圖中是同相的。

相似地，

假設(shè)Q A和Q B分別是每個(gè)變壓器消耗的功率。

Q A = V 2 I A 和 Q B = V 2 I B

兩個(gè)變壓器消耗的總功率為Q；

Q = V 2我

現(xiàn)在，

相似地，

因此，Q A和Q B是從上述矢量方程中獲得的幅度和同相。

不等電壓比

如果兩個(gè)變壓器的變比不同，空載二次電壓也不相同。 在這種情況下，一定量的電流將在空載條件下的變壓器之間流動(dòng)。 該電流稱為循環(huán)電流 IC。

這種情況的矢量圖如下圖所示。

種情況下，兩個(gè)變壓器的空載EMF是不同的。 因此，

E A = I A Z A + I Z L

E B = I B Z B + I Z L

在哪里，

Z L = 負(fù)載阻抗

I = I A + I B 和 V 2 = I Z L

所以，

E A = I A Z A + ( I A + I B ) Z L

E B = I B Z B + (I A + I B ) Z L

減去上述等式；

E A – E B = I A Z A – I B Z B

（ E A – E B ） + I B Z B = I A Z A

將 I A的值代入 E B的方程中；

相似地，

現(xiàn)在，將總電流 (I) 的值代入端電壓 V 2的方程式中；

變壓器阻抗（Z A和 Z B）始終小于負(fù)載阻抗 Z L。 因此，為了簡(jiǎn)化方程式，與 Z L (Z A +Z B )相比，我們忽略 Z A Z B 。