第26单元 电力变压器的负荷能力和并列运行

第十二章  电力变压器的运行与维护

一、额定容量和负荷能力的基本概念

变压器的额定容量（即铭牌容量），是指在规定的环境温度下，变压器能获得经济而合理的效率和具有正常的预期寿命（约20～30年）时所允许长期连续运行的容量。

变压器的负荷能力系指在短时间内所能输出的功率，在一定条件下，它可能超过额定容量。负荷能力的大小和持续时间决定于：①变压器的电流和温度不要超过规定的限值。②在整个运行期间，变压器的绝缘老化不超过正常值，即不损害正常的预期寿命。这是因为，当变压器的负荷超过额定值时，将产生诸如变压器的绕组、绝缘部件、油、铁芯等的温度升高的效应，并使变压器的寿命缩短。

表12-1                适用于过负荷时的温度和电流的限值

变压器正常运行时，其负荷也是经常变动的，很少恒定不变，日负荷曲线的负荷率大多小于1。因此，根据等值老化原则，可以在一部分时间内，使变压器的负荷大于额定负荷，而在另一部分时间内，使变压器的负荷小于额定负荷，只要在过负荷期间所多损耗的寿命和在欠负荷期间所少损耗的寿命能相互补偿，则仍可获得规定的使用年限。变压器的正常过负荷能力就是以不牺牲其正常寿命为原则而制定的。换句话说，在整个时间间隔内，只要做到变压器绝缘老化率小于或等于1即可。同时还规定:

（1）过负荷期间，绕组最热点的温度不得超过140℃，上层油温不得超过95℃；

（2）变压器的最大过负荷不得超过额定负荷的50%。

三、变压器的事故过负荷

当系统发生故障时，首要任务是设法保证不间断供电，而变压器绝缘的老化加速则是次要的，所以事故过负荷和正常过负荷不同，它是以牺牲变压器的寿命为代价的。绝缘老化率允许比正常过负荷时高得多。事故过负荷也称急救负荷，是在较短的时间内，让变压器多带一些负荷，以作急用。为了保证可靠性，在确定变压器事故过负荷的允许值时，同样要考虑到绕组最热点的温度不应过高，以避免引起事故的扩大。和正常过负荷时一样，事故过负荷时绕组最热点的温度也不得超过140℃，负荷电流不得超过额定值的两倍。事故过负荷的允许值和允许时间应由制造厂规定，也可参考表12-3。

   表12-3            自然油循环变压器允许的事故过负荷

在发电厂和变电所中，通常将两台或数台变压器并列运行，并列运行与一台大容量变压器单独运行相比具有下列优点。

（1）提高供电可靠性，当一台退出运行时，其他变压器仍可照常供电。

（2）提高运行经济性，在低负荷时，可停运部分变压器，从而减少能量损耗，提高系统的运行效率，并改善系统的功率因数，保证经济运行。

（3）减小备用容量，为了保证供电，必需设置备用容量，变压器并列运用可使单台变压器容量较小，从而做到减小备用容量。

以上几点说明了变压器并列运行的必要性和优越性，但并列运行的台数也不宜过多。变压器并列运行时，通常希望它们之间无平衡电流；负荷分配与额定容量成正比，与短路阻抗成反比；负荷电流的相位相互一致。要做到上述几点，并列运行的变压器就必须满足以下条件:

（1）具有相等的一、二次电压,即变比相等；

（2）额定短路电压相等；

（3）绕组连接组别相同，即要求极性相同，相位相同。