配电变压器的并联运行

配电变压器的并联运行（精选8篇）

配电变压器的并联运行 第1篇

电力变压器用来改变电压,传递能量,是电力系统中间环节最重要的设备,在供电系统中,或是在变电设备的实际运行中,有时需要采用两台或多台变压器并联运行。所谓并联运行,是指把变压器一、二次绕组相同标志的出线端联在一起,分别接到母线上,这种运行方式称为变压器的并联运行。

在近代电力系统中,采用多台变压器并联运行无论从技术或是经济的合理性来看都是必要的。其具有以下特点及条件:

1 变压器并联运行的优点。

1.1 提高供电的可靠性。

当一台变压器发生故障或需周检时,可把它从电网切除进行检修,电网仍能对部分重要负载进行连续供电。

1.2 提高变压器的运行效率。

在农村,季节性用电占较大比例,变压器并联运行可根据所带负载大小来进行投切,以提高运行效率。

1.3 降低资金投入。

变压器并联运行使原变压器得到了利用,降低了资金投入。

2 变压器并联运行的理想状态

2.1 空载时变压器低压侧之间没有循环电流产生,即空载时各变压器低压侧没有铜损。

2.2 带负载后,两台变压器所带负载按其额定容量大小成正比分配,即两台变压器负载率相等。

2.3 带负载后两台变压器低压侧电流相位相同,即负载电流一定时,两台变压器所分担的电流最小。

3 变压器并联运行的理想条件

3.1 并联变压器的额定电压相等,即两台变压器的变比相等。

3.2 并联变压器连接组别相同。

3.3 并联变压器用标么值表示的短路阻抗相等,即两变压器的阻抗电压相等。

3.4 并联变压器短路电抗和短路电阻之比相等。

4 实际运行中变压器并联运行的基本条件

4.1 并联变压器的变比差值,小于1%。

4.2 并联变压器的连接组别必须相同。

4.3 并联变压器的短路阻抗的标么值之差小于10%。

5 安装中应特别注意的问题

5.1 检验变压器的铭牌,验算是否符合并联运行的基本条件,只有符合时才能安装。

5.2 检验变压器调压分接开关是否在同一档位,安装时必须置于同一档位。

5.3 变压器高、低压侧接线要正确。

6 两台变压器并联运行所带负载能力的计算

6.1 通过分析推导可得,两台变压器并联运行时,各变压器所带负载的标么值与各自的阻抗电压成反比,也就是说阻抗小的变压器负载率高,阻抗大的负载率低。

6.2 两台变压器并联运行均不过载时,所带最大负载等于负载率高的变压器满载时两台变压器所带负载之和。其计算公式为:

式中:SD—两变压器并联运行时所带的最大负载;

SN1、SN2—分别为两变压器的额定容量;

U1、U2—分别为两变压器的阻抗电压;

UX—两台变压器阻抗电压较小值。

现代电力系统容量越来越大,发电厂和变电站的容量也很大,一台变压器往往不能担负起全部容量的传输或配电任务,为此采用两台或多台变压器并联运行。当然并联的台数过多也是不经济的,因为一台大容量变压器的造价要比同容量的几台较小的变压器的造价要低,占地面积也小。

摘要：讨论分析变压器并联运行的特点及并联运行的条件。

关键词：变压器,并联运行,条件

参考文献

[1]陈伯时,李发海,王岩.电机与拖动[M].北京:中央广播电视大学出版社,1983.

[2]赵家.配电变压器修理手册[M].北京:中国电力出版社,2004.

配电变压器的并联运行 第2篇

【关键词】变压器耦合并联型；开关电源；检修

彩色电视机的电源系统包括开关稳压电源和行输出变压器脉冲整流电源两大部分。开关稳压电源具有效率高、重量轻、稳压范围宽、稳定性和可靠性高、易于实现多路电压输出和遥控开关等优点。按稳压控制方式分调宽式和调频式，按开关变压器与负载的连接方式分为串联型和并联型，按振荡启动方式分为自激式和他激式。不同类型的开关电源电路，工作方式不同，在电路结构上会有较大的差异。而且开关电源电路的损坏在彩电维修中占有很大的比例。现具体讨论变压器耦合、并联输出、自激式、调宽稳压型开关电源的检修注意事项和检修方法。

一、检修注意事项

由于开关电源工作在高电压、大电流的情况下，所以为了实现安全、快速的检修，必须注意以下几点：

1、为了避免事故发生，检修时必须才取必要的措施。在被检测电源输入端外接1:1隔离变压器，将检修整机与电网火线隔离开来。另外最好把工作台铺上绝缘胶垫。

2、检修时应注意人身、仪器的安全。由于“热底板”存在着与电网火线相通的可能，因此应注意电源部分“热底板”和“冷底板”的区域范围。

3、市电输入回路的延时熔丝管或供电回路的保险电阻烧坏，不能采用导线短接的方法进行检修，以免扩大故障范围。

4、开关电源未起振时，大部分彩电的300V供电的滤波电容会在关机后存储一定的电压，必须先将存储的电压泄放掉后再检修，以免损坏测量仪表或扩大故障范围。

5、检测开关电源不同部位的电压时，要选择好接地线。即测开关电源初级部分的关键点电压时，应选择300V供电的滤波电容负极为“地”，而测开关电源输出端电压时，应该以高频调谐器外壳或与其相通的部位为“地”，否则会导致所测电压不准。

6、开关管击穿后，必须检查故障确定原因后再通电试机，以免更换后的开关管再次击穿。

7、检修过压保护电路动作的故障时，不能轻易脱开保护电路进行检修，以免扩大故障范围。

8、需要暂时断开负载，以判断故障是在负载的行输出级还是在开关电源部分时，必须在开关电源的输出端接上一个假负载才能开机。假负载需接在Ｂ＋电压的滤波电容两端或Ｂ＋供电的整流管负极与地之间，而不能接在Ｂ＋整流管正极与地之间。当采用断开稳压电路检修时，应在交流电压输入端串接一个100W灯泡降压，防止输出电压过高而烧坏元件。

二、检修时的检测要点

不同类型的开关电源电路，由于工作方式的不同会在电路结构上有较大差异，但基本工作原理和方框结构比较相近，检测要点也基本相同。

1、输入端“交～直变换”的检测要点

输入端的“交～直变换”是指220V输入回路、整流、滤波这部分电路，它的任务是把220V的交流电压变换成直流电压，输送到开关管的集电极。因此，通过检测开关管集电极上有无250～340V左右的直流电压，来判断这部分电路工作是否正常。若此电压为零，表明电路出现断路故障，应先对其进行检修，使其达到正常后，才能检修其他电路。

2、开关振荡电路的检测要点

开关振荡电路是开关电源的关键部位，它包括开关变压器（主要是初级绕组和正反馈绕组）、开关管、启动电路和正反馈电路。

（1）开关振荡电路是否起振的判断方法如下：

1）直流电压检测法：检测开关管基极有无0.1～0.2V的负电压，有负电压即表示已经起振。

2）“dB”电压检测法：用万用表的dB挡检测开关管基极或集电极有无dB电压，有dB电压表示已经起振。如万用表没有dB挡，可在表笔上串联一个0.1μF/400V的无极性电容后，用交流电压挡去测量。

3）示波器观察法：用示波器观察开关管基极或集电极有无开关脉冲信号。注意：用示波器检测时，必须在220V输入端加接1:1隔离变压器。

（2）若通过以上检测确定开关振荡电路没有起振，则应重点检查以下电路：

1）启动电路是否开路。检查方法十分简单，用万能表的直流挡位测量开关管的B极，在开机瞬间如开关管B极电压有跳变则说明启动电路正常，如果按动开关时表笔没有摆动则说明启动电路开路了。

2）正反馈电路中有无元件开路或短路。检修时，只要对正反馈回路中的阻容元件测量或采用代换法就可以查找出故障根源。

3）由取样绕组、取样比较、误差放大和脉冲宽度调节电路组成的稳压电路是否有故障。必要时可暂时断开稳压控制电路，使振荡器单独起振。

4）保护电路是否有故障，必要时可断开保护电路。

3、输出端“交～直变换”的检测要点

输出端的“交～直变换”是指开关变压器次级绕组输出的脉冲电压经整流、滤波后形成的直流输出电压。一般开关电源有多路直流输出电压，检测各路输出的直流电压值，可以判断开关电源的工作是否正常。

4、稳压控制电路的检测要点

稳压控制电路一般包括取样绕组、取样电路、基准电压、比较放大、误差放大和脉冲控制电路几个部分。它的任务是通过自动调整开关管的导通时间，从而调整高频脉冲的占空比，使输出电压稳定在负载所要求的电压值上。检测稳压控制电路的方法是用万用表检测输出端的直流电压，然后微调稳压电路中的可调电阻，看输出端的电压能否变化，能否重新稳住，从而判断整个稳压电路中是否正常。

三、常见故障的检修方法

1、保险丝熔断

开机就烧保险丝，且烧断的保险丝内部呈现出黑色烟雾状，表明电路中有严重的短路性，且一般都发生在开关电源本身，这时应检查消磁电路、整流、滤波电路或是开关管等重要元件是否被击穿了；如果烧断的保险丝还呈透明状，通常是电流过载而造成的，多数为行输出有短路性故障。

维修方法：先采用串联灯泡法简捷地判断出是开关电源本身故障还是行输出电路的问题：在交流输入端串入一个100w／220v的灯泡，开机观察现象。如果在正常情况下，接通电源后，灯泡会瞬间很亮，随后变成暗光；如果灯泡没有发光，则说明是保险丝或是电源开关损坏；如果灯泡在瞬间很亮后就再没有发光了，则表明消磁之前的电路正常，应把重点放到整流以后的电路；如果灯泡长时间保持很亮，则说明电源部分有短路性故障，应着重检查整流电路和稳压电路；如果灯泡亮了一下，随后又变得较亮，则很大可能是行负载有短路，这时可对行输出电路进一步检查。

如果判断出是开关电源本身故障。先用观察法检查电路上有没有烧焦或是炸裂的元件，闻一闻有没有异味。经看，闻之后，再用万用表进行检查。首先测量一下电源输入端的电阻值，若太小，则说明后端有局部短路现象，然后分别测量四只整流二极管正、反向电阻和限流电阻的阻值，看其有无短路或烧坏；然后再测量一下电源滤波电容是否能进行正常充放电，再就测量一下开关管是否击穿损坏。需要说明的一点是：因是在路测量，有可能会使测量结果有误，造成误判。因此必要时可把元器件焊下来再进行测量。

2、无直流电压输出

如果保险丝是完好的，在有负载的情况下，各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的：电源中出现开路，短路现象，过压，过流保护电路出现故障，振荡电路没有工作，电源负载过重，高频整流滤波电路中整流二极管被击穿，滤波电容漏电等。

维修方法：首先，用万用表测量开关管集电极有无300V直流电压，若没有应往前查交流输入，保险丝、整滤波等电路是否正常；若集电极电压正常，则检查开关管b极电压。测开关管b极电压或者在关机瞬间，用指针万用表R×lΩ挡，黑笔接b极，红笔接整流滤波电容负极（热地），听电源有启动声音，说明电源振荡电路正常，仅缺乏启动电压，是启动电阻开路或铜皮断。若无启动声，在测be结后，迅速将表转到电压档，测c极电压是否快速泄放。若是，说明开关管及其放电回路均正常，正反馈电路存在故障，包括反馈电阻、电容、续流二极管、正反馈绕组及其开关管故障。若c极电压仍不泄放，说明开关管及其回路有开路故障或b极有短路接地故障。

3、有直流电压输出，但输出电压过高

这种故障往往来自于稳压取样和稳压控制电路出现故障所致。在开关电源中，直流输出、取样电阻、误差取样放大管、光耦合器、脉冲控制电路等电路共同构成了一个闭合的稳压控制环路，任何一处出问题都会导致输出电压升高。

维修方法：由于开关电源中有过压保护电路，可以通过断开过压保护电路，使过压保护电路不起作用。用分割法以稳压环路中的光耦为分水岭，对电路实行分割，确定故障范围。将光耦件热地端的两控制脚短路，观察Ｂ＋变化，Ｂ＋严重下降或停止输出，说明热底板部分正常。故障点在Ｂ＋取样电路及光耦；变化不明显或无变化，说明热底板部分有故障，要仔细检查此部分的脉冲控制电路。检查脉冲控制电路可采用调整交流电压法：用交流调压器调整交流输入电压，监测+B输出电压。然后测脉宽调整电路中各级三极管的b、e、c极电压、光耦端子间压降变化，看其是否与稳压原理相符或变化趋势一致。测到某一点与稳压原理应得值相反，说明被测点的这一级有故障，应逐一检查相关元件。注意振荡定时电容容量下降也会使输出电压过高。

对于具体的开关电源电路故障现象，可因故施修、因机施修，灵活掌握，采用不同的检修方法和步骤，以达到准确、快速、高质量地完成检修任务为目的。无论采取何种方法和步骤，原则是不能造成稳压电路开路、开关管失控，引起开关电源输出电压升高，造成大面积元件损坏，反而将故障扩大。如果掌握了开关电源各电路和元件发生故障的规律，就能够迅速地排除各种故障。

参考文献

[1]章夔.电视机维修技术[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]詹新生.彩色电视机检修与技能实训[M].北京:化学工业出版社,2008.

[3]梁建华.电视机维修技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2008.

作者简介：

韩建昌（1969—），男，河南许昌人，大学本科，郑州市技师学院电气工程系工程师，研究方向：电子产品和机床电气维修。

李志清（1965—），男，河南安阳人，大学专科，郑州市技师学院电气工程系一级指导教师，研究方向：电子产品与机床电气维修。

变压器并联运行条件分析 第3篇

变压器并联运行时, 出现的主要问题是如何保证负荷在变压器之间的均衡分配。当容量相当和结构类似的变压器并联运行时, 负荷在它们之间的均衡分配是由于全部并联回路的对称而自动维持的。但实际上经常并联一些在结构上不同和额定容量不等的变压器, 为了保证负荷的均衡分配, 确保变压器安全、经济、可靠运行, 变压器并联运行时必须符合下列条件: (1) 所有变压器的高压侧和低压侧电压必须相等, 亦即是要求变压器的变压比相同; (2) 所有变压器的短路电压百分比相等; (3) 三相变压器并联运行时, 它们的线圈连接组别必须相同。

1 变压比不同的变压器并联运行

为了便于说明, 以2台单相变压器的并联运行为例。当变压比相同时, 各变压器的二次侧电压相等, 并且在abega回路中无论有无负荷都没有电流, 如图1所示。

变压比不同时, 各变压器的二次电压不相等, 并且在二次线圈回路abega中和一次线圈dchfd中, 即便无负荷也有循环电流, 循环电流的大小取决于变压器的二次侧电压差。循环电流Ixh为:

Ixh= (U1-U2) / (Zd1+Zd2)

式中: (U1-U2) 为变压器的二次侧电压差;

Zd1、Zd2分别为2台变压器的阻抗。如变压器阻抗Zd用短路电压Ud表示, 则:

式中:Ue、Ie分别为变压器额定电压和额定电流。

设第2台 (较大的) 变压器额定电流I2对第1台 (较小的) 变压器额定电流I1之比为:β=I1/I2, 以百分数表示二次侧电压差为α, 则循环电流按下式计算:

式中:Ud1、Ud2分别为第1台、第2台变压器的短路电压。

为了更好分析, 举例说明。如容量为100kVA、电流为251A、阻抗5.5%、电压比为6kV/230V的变压器和另一台容量为315kVA、电流为827A, 阻抗5.5%、电压比为6k V/220V的变压器并联运行时 (连接组别相同) , 可求得a=4.55%, 循环电流Ixh=159.5A。

此例说明, 2台变压器二次侧电压相差4.55%时, 循环电流为较小变压器额定电流的64%, 其中较大的为19%。很明显, 空载时这样大的循环电流是不允许的。

在有负荷时, 二次侧电压较高的变压器所带负荷的百分比较大。如果上例2台变压器总负荷电流 (在COSα=0.8时) 等于额定电流之和, 可求得各变压器的负荷分配, 二次电压较大的第1台变压器过负荷72%, 而第2台变压器欠负荷21.5%。《变压器规程》规定, 变压器的变比相差0.5%以上时, 变压器不允许并联运行。

2 短路电压不同的变压器并联运行

连接组别和变压比相同, 但短路电压不同的变压器并联运行时, 各变压器间的负荷分配与额定容量成正比, 与短路电压成反比。

式中:S1、S2……Sn分别为各台并联运行的变压器容量;

Ud1、Ud2……Udn为变压器的短路电压;

S为变压器总容量。

上式说明短路电压小的变压器担负较大负荷。

例如3台变压器并联运行, 各变压器参数如下:

计算可得:总负荷容量S为1815kVA时, 各变压器负荷为S1=403kVA;S2=525kVA;S3=875kVA。

此例说明:Ud值较小的过负荷 (一台过负荷28%, 另一台过5%) , Ud值较大的欠负荷 (第3台欠负荷12.5%) 。为使容量315kVA和500kVA变压器不过负荷, 则必须将总负荷降低到使315kVA变压器承担其额定容量的程度。由此可见, 此时运行的变压器总负荷要比额定容量之和小得多。如希望变压器的负荷与容量能均衡分配, 必须使它们的短路电压相等。《变压器规程》规定, 并联变压器的短路电压之差不应超过10%。

3 线圈连接组别不同的变压器并联运行

变压比和短路电压相同, 但线圈连接组不同的变压器并联运行时, 各变压器之间将产生循环电流, 循环电流等于:

式中:△U为变压器同极性端子之间的电压差;

Zd1和Zd2为变压器的阻抗。

如以a表示线圈连接组不同变压器的线电压角度差, 而Zd值用Ud值表示, 如图2所示。

则循环电流可按下列公式计算:

例如变压比与短路电压相同但连接组不同的2台变压器并联运行, 一台为Y, Y0 (即Y/Y0-12) , 而另一台为Y, d11 (即Y/△-11) 。试求2台变压器之间的循环电流。

这种接法相角差为330°, 则线电压之间的角度a为30°, 利用上式可以求得。上述计算说明, 当Ud为5～6%时, 循环电流较额定电流大4～5倍, 所以连接组别不同的变压器是不允许并联运行的 (调换变压器接线头使连接组相同除外) 。

4 结束语

在实际应用中, 参数不同的变压器并联运行, 应当严格按照变压器并联运行允许条件进行组合, 坚决杜绝并联变压器变压比相差0.5%以上、短路电压之差超过10%、线圈连接组别不相同的变压器并联运行, 才能保证并联变压器安全、经济、可靠运行。

小资料

变压器并联运行的目的

1、变压器并联运行的概念。

将2台或多台变压器的一次侧以及二次侧同极性的端子之间, 通过同一母线分别互相连接, 这种运行方式就是变压器的并联运行。优点:保障运行安全, 当一台有故障时, 另外一台可以起作用, 保障重要负荷运行。检修时, 也可以保障一台运行;缺点:需要费用大, 就是2台自身都耗电;通常情况, 宁选两个小的, 不选一个大的。

2、变压器并联运行的目的及优点。

(1) 提高变压器运行的经济性。当负荷增加到一台变压器容量不够用时, 则可并联投入第2台变压器, 而当负荷减少到不需要两台变压器同时供电时, 可将一台变压器退出运行。特别是在农村, 季节性用电特点明显, 变压器并联运行可根据用电负荷大小来进行投切, 这样, 可尽量减少变压器本身的损耗, 达到经济运行的目的。 (2) 提高供电可靠性。当并联运行的变压器中有一台损坏时, 只要迅速将之从电网中切除, 另一台或2台变压器仍可正常供电;检修某台变压器时, 也不影响其它变压器正常运行, 从而减少了故障和检修时的停电范围和次数, 提高供电可靠性。 (3) 节约电能, 实现节电增效。比如4000kVA和3150kVA两台并联运行的变压器。经过对2台变压器运行情况进行计算, 并联运行一年后, 节约电能10.2万k Wh, 节电效果非常明显, 降低了资金投入。

3、变压器分别接在两段母线上, 2台分开带几条线路运行时的缺点。

变压器并联运行条件分析 第4篇

1 变压器并联运行

1.1 变压器并联运行的条件

(1) 各台变压器的电压比 (变比) 应相同;

(2) 各台变压器的阻抗电压应相等;

(3) 各台变压器的接线组别应相同。

实际运行中, 上述第三个条件必须严格遵守, 第一和第二个条件允许稍有出入。

1.2 并联变压器的理想情况

(1) 空载时, 每台变压器的副边电流都为零, 与单台独立运行时一样, 而且各台变压器之间无空载环流

(2) 负载时, 各台变压器承担的负载应按其容量大小成比例分配, 大容量的变压器出力大

(3) 负载以后, 各台变压器所分担的电流与总的负载电流同相位, 从而使共同承担的总电流为最大。

2 条件不满足时的变压器并联

2.1 某变电站两台并列变压器环流计算 (如表1)

南关1#变高压侧有17个分接头, 中压侧有5个分接头;南关2#变高压侧和中压侧都有5个分接头。要减小变压器的环流, 就要使两台变压器的变比尽可能的接近, 但是因南关1#变的高压分接头要远多于南关2#变, 不可能使两台变压器的变比完全相同, 虽然对于2#变的分接头1#变都能找到完全相同的分接头, 从而在理论上使环流为0, 但是对于1#变就不能完全满足变比相同的条件, 在这种情况下, 就要使2#变的变比尽可能接近1#变, 使环流尽可能的减小。

1#变分接头依次取为

110+5×1.25%∕38.5+2×2.5%∕10.5

2#变分接头依次取为

110+2×2.5%∕38.5∕10.5

则1#变的电压依次为

116.875∕40.425∕10.5, 2#变的电压依次为115.5∕38.5∕10.5

利用公式1-1, 得出

Ip1=+=35.48-6.49=28.99

Ip2=+=101.37-224.34=-122.97

Ip3=+=-67.97-822.59=-890.56

由此可见, 容量较小的变压器的中、低压侧的环流较大, 这可能导致小容量变压器不能合理利用。要减少这种这种环流, 就要合理选择分接头, 使环流尽可能的减小, 如果环流过大甚至可能烧毁变压器。

2.2 联接组别不同

2.3 短路电压不等的变压器并联运行

变压器的短路电压和变压器的结构, 材料, 制造工艺以及运行后的损耗的影响有关。因为变压器间负荷分配与其额定容量成正比, 而与阻抗电压成反比。如果阻抗电压不同, 其负荷并不按额定容量成比例分配, 并列变压器所带的电流与阻抗电压成反比。

容量不同的变压器, 短路电压一般也不同。大容量的变压器其短路电压也大, 相比起来, 小容量的变压器其短路电压也较小, 容量差别越发, 短路电压差别也越大, 因此并联变压器要求额定容量比不要超过3。

3 结论

变压器并联运行前, 要根据变压器并联运行的三个条件对变压器参数进行计算, 合理选择并联变压器的参数并控制并联变压器的总负荷, 才能达到变压器并联运行的目的。

摘要：随着电网负荷的不断增大, 供电可靠性要求的不断增高, 使变压器并联运行成为常见的运行方式。本文就变压器并列运行时不能满足并列运行的条件, 造成环流和负荷分配不均等问题进行了分析, 并且给出了相关的建议。

关键词：变压器,并联,环流

参考文献

[1]熊信银, 朱永利.发电厂电气部分[M].北京:中国电力出版社, 2004.

[2]李发海, 朱东起.电机学[M].北京:科学出版社, 2001.

配电变压器的并联运行 第5篇

1 变压器并联运行的经济运行分析

并联运行有很多的优点, 可以使负荷合理的分配、改善变压器的电压调整率、提高电压质量, 以使变压器总损耗降到最低值。变压器的损耗是由两部分组成的, 只要变压器投入电网, 即使不带负荷, 也要产生固定的空载损耗, 带负载时, 出现可变损耗 (与变压器负荷电流的平方成正比) 。可见, 数台变压器并联运行时, 要按负荷的变化投入运行台数, 使总的固定损耗加上可变损耗为最小值。

并联运行的变压器须满足的条件有接线组别相同、电压比相等、阻抗电压百分数相等和容量比不超过3∶1。当它们负担的负荷相同时, 在总负荷一定的情况下, 假设有N台相同的变压器并联运行, 总损耗 (不考虑无功损耗, 因这两者损耗的功率因数很低) 与台数和各台变压器本身损耗的关系为

WN=NPKN (SL/NSN) 2 (1)

式中, WN为N台变压器并联运行的总损耗, kW;PKN为在额定负荷时可变损耗, kW;SN为额定容量, kVA;SL为变压器总的负荷容量, kVA。

若是 (N-1) 台变压器并联运行, 其总损耗为

W (N-1) = (N-1) PFe+ (N-1) PKN[SL/

(N-1) SN]2 (2)

式中, PFe为一台变压器的固定损耗 (铁耗) , KW;若W (N-1) >WN, 说明投入 (N-1) 台运行最经济;若W (N-1) >WN, 说明投入N台运行最经济。

若W (N-2)

(SL/SN) 2

式 (3) 说明在总负荷相同时, (N-1) 台并联与N台并联运行相比, 前者的总损耗小于后者。

由于各台变压器在PFe=β2PKN, 效率最高, 将其代入 (3) 式可得

(SL/SN) 2<β2N (N-1) (4)

式中, β为变压器的最高效率的负载率。负载率β值是可变的, 由于β值不同, 每台变压器的最高效率也不相同, 因此要使并联运行的变压器获得最高效率, 总损耗最低, 必须同时考虑投入的台数及负载率, 实际上是考虑用户对变压器负载特性的要求, 根据不同的负载特性, 选不同铜、铁损比值α (a=PKN/PFe) 的变压器。把α代入 (3) 式, 则得: (SL/SN) 2

若以不同α值和不同并联运行的台数N代入α, 则可求出应用几台变压器并联运行最为经济。

从经济观点来看, 可将无功损耗部分折成有功损耗, 然后将它们和原来的各部分有功损耗相加代入 (3) 式, 即可准确地计算出某负荷时, 需要投入并联运行的台数。

以三台变压器A、B、C为例, 在图中分别画出单台运行、两台运行和三台运行的功率损耗 (B的损耗特性曲线界于A和C的中间, 未画出) , 如图1所示。

从图1中选取最下层的曲线 (ΔP最小) 为经济运行方式功率损耗特性曲线。在0～Ser, p1区间A变压器运行, 在Ser, p1～Ser, p2区间C变压器运行, 在Ser, p2～Ser, p3区间A、C变压器并列运行;在S>Ser, p3区间三台变压器同时并列运行。因此在负载容量较大时, 选择两台或三台运行损耗更小。通过这种方法也可以确定最佳运行台数。

2 确定变压器并列经济运行方式的实现方法

分析变压器的并列经济运行方式, 不仅要分析相同台数运行方式间的技术特性的优劣和不同台数运行方式间技术特性的优劣, 还要全面分析相同台数与不同台数并列变压器运行方式间技术特性的优劣。所谓全面分析, 就是为了得到变压器的最优组合运行方式, 需要对变压器并列运行的所有方式之间的技术特性优劣进行判定, 最后得到一系列使有功功率损失最少的负载临界点。

例如, 某变配电所有a、b两台变压器, 它共有3种运行方式, 即方式A:只投运变压器a;方式B:只投运变压器b;方式C:变压器a和b同时投运。在确定该所经济运行方式时, 如果只进行方式A和方式B (相同台数变压器投运) 、方式A和方式C、方式B和方式C (不同台数变压器运行) 两两之间的技术特性优劣比较, 得到的结果也仅仅是被比较的两个方式之间的优劣关系;然而, 如果在方式A、B、C这些所有可能的运行方式之间逐个进行比较, 那么所得到的结果就是一个全局意义上的变压器最优运行方式。进行这种全局比较的常规方法是图解法, 是把变配电所中所有可行的变压器运行方式的组合特性曲线都画在同一坐标下, 根据曲线之间的关系确定经济运行方式。

例如, 假设上例中变配电所变压器的三种运行方式 (用A、B、C表示运行方式) 的技术特性曲线如图2所示。

图解法直观易懂, 但是结果不够精确。而“最小交点损失法”既易于计算, 又可以克服图解法的缺点, 并且整个判定过程可编程实现, 从而方便、快捷、准确地得到变压器的最优运行方案。“最小交点损失法”的依据是相邻两个最优变压器运行方式的分界点负载, 是某两种运行方式的“临界值”, 且当负载等于该负载值时, 这两个运行方式的有功损失相等, 比其他任何有效运行方式所产生的有功损失都小。

因此, 只要找出所有能够使变压器有功损失最小的临界值, 就可以推出所有最优变压器运行方式。“最小交点损失法”的实质是, 在变配电所的运行方式技术特性曲线图中, 找出所有位于曲线群下包络线上的临界点。

例如, 在图2中的3条曲线的下包络线上有 和 两个临界点, 那么它们就是最优运行方式的临界点。

因此, “最小交点损失法”的步骤如下:

a.列出变配电所全部变压器的所有运行方式。

b.对投运相同台数变压器的a种运行方式两两配对, 求出a个临界负载值。

c.对投运N台和N+1台变压器的b种运行方式两两配对, 求出b个临界负载值。

d.将 (a+b) 个临界值按从小到大排序, 依次取出一个临界值 (设为 ) , 记下 所对应的两个运行方式A和B。用式 (6) 计算步骤 (2) 、 (3) 中 (a+b) 种运行方式中有效方式的有功损失, 得到若干有功损失值, 找出最小值所对应的两种运行方式C和D , 如果方式A、B与方式C、D是一致的, 那么方式A和B就是两个最优方式, 记下临界负荷值和这两种方式, 再继续取下一个临界值, 如果方式A、B与方式C、D有一个不一样, 就继续取下一个临界值。

变压器的有功损耗:

ΔP=ΔPFe+ΔPCu (5)

即: ΔP=ΔPFe+ΔPKβ2 (6)

式中, △PCu为变压器的铜损, kW;△PK为变压器的短路损耗, kW;β为变压器的负载率, 变压器的计算负荷kW/变压器的额定容量kW。

e.对步骤d, 求得的所有最小损失临界负荷值从小到大排序, 则每一个最小临界负荷值对应的两个方式也相应地被排序, 所得运行方式的这种次序就是当负载逐渐增大时, 变压器运行方式的最优组合运行次序。

对变压器技术参数的分析和计算, 是实现变压器合理供电的基础。在供电方式的选择上, 对相同容量的变压器不能忽视技术特性的优缺点。对容量不同的变压器不能只待小容量变压器满载后, 才使大容量变压器运行, 应按技术特性好坏择取最佳运行方式。

3 结论

采用并联运行方式根据实际情况对年负荷变化很大的场合, 为降低损耗可采用多台变压器并联运行。高峰时全部投入运行, 低谷时投入一台或采用 (母子) 变压器。

摘要：通过分析电力变压器负荷与损耗的关系, 从变压器并联运行的角度阐述变压器经济运行方式, 从而找到变压器实际运行中的最佳经济运行方式。

关键词：变压器,并联运行,经济运行

参考文献

[1]胡景生.变压器经济运行[M].中国电力出版社, 1999.

[2]黄向前.浅谈变电所的变压器经济运行[J].电网技术, 2000, (3) :66-69.

[3]张爱新, 黄文娟.变压器并列运行方式的分析[J].中国电力, 1996, 29 (3) :51-53.

[4]R G Anderi, ME Rahman, C Koeppel, et al.Anovel Autotrans-former Design Improving Power System Operation[J].IEEETrans On Power Delivery, 2002, 4 (17) .

浅析移动电站的并联运行 第6篇

柴油发电机组的并联运行主要有两个方面的内容:1) 投入并网时的同步操作, 2) 机组并联后的功率分配控制。

1 投入并网时的同步操作

柴油发电机组实现同步并网的理想条件有三个:1) 电压幅值应相等;2) 电压角频率应相等;3) 合闸的瞬间相角差应为零。实现机组同步并网的条件是相互关联、相互依存的, 在并联运行时, 所有机组都要对自身的相关参数进行实时调控, 使其与事先设定的相关标定值以及其它的机组相一致, 才能使得整个并机运行的系统对外提供电能时工作是可靠的。

满足上述三个理想条件, 就表示了在断路器两侧的电压向量重合而且没有相对运动, 此时的电压差Ud等于0, 冲击电流也等于零, 发电机和系统立刻同步运行, 不会发生任何的扰动。在电力系统中, 实现同步的方式可分为自同步和准同步两类。在G B 14285-1993《继电保护和安全自动装置技术规程》中规定:“在正常运行情况下, 同步发电机的并网应采用准同步方式”。

所谓准同步方式, 即将待同步并网的发电机在投入系统之前, 通过调节器去调节原动机的转速, 使发电机的转速接近于同步转速;发电机的励磁电流则通过励磁调节装置来调整, 使发电机的端电压接近于系统的电压, 当同步条件中的压差以及频差满足给定值时, 在零相位差来临前选择合适的时刻闭合断路器, 断路器的触点在闭合瞬间引发的冲击电流小于允许值, 发电机被迅速地拉入同步运行。

当满足并网的条件时采用准同步并网方式, 其优势是:在控制得当时形成的冲击电流可以很小, 对电网没有冲击和扰动。依据控制自动化程度的高低, 准同步并联方式又分成手动和自动两种。伴随着微机控制技术的不断发展, 单片机实现控制的自动并网运行单元具备了体积小、控制灵活、成本较低等优点, 由单片机作为主处理器的自动并网运行技术也被广泛地使用。

2 机组并联后的功率分配控制

当电网总负荷与并网运行的机组总容量相接近时, 若功率分配不均衡, 就会使得一台机组的发电机、原动机或其调压器过载, 其余机组则会处于轻载或空载状态, 不能发挥并联运行的优势, 严重时会损坏设备, 轻则会使设备的使用寿命缩短。对普通的柴油机发电系统而言, 其调速器的作用就是按照发动机的转速变化来调整柴油机喷油泵的供油量, 使转速能够稳定在一定的数值, 以保证发电机的正常频率输出, 最终使电网有功功率分配体现在系统里各组供油量的变化上。

电网有功功率对柴油发电机组的频率影响可用机组的调频特性来说明。一台柴油机承担电网的有功功率的大小和它的频率降低Δf是成正比的。

对合理分配机组有功功率实现自动控制以及对电网频率进行自动调节, 有许多方案可以采用, 本文采用虚有差法来说明。虚有差法就是指在加入并联的每台机组上, 装有按功差以及频差综合信号进行调节的自动控制系统单元, 在它的控制下电网的负载是按给定的比例实现自动分配, 能够保持电网的频率为额定频率, 利用此方法, 还可以进行解列时负载的自动转移、并网后负载的转移。这种方法中, 每台发电机原动机的调速器为有差特性且调差系数亦不相等, 却能实现无差的调整结果, 故而虚有差法获得了广泛的应用。

3 并联运行的控制

为使移动电站机组的同步操作和功率分配控制能顺利进行, 我们可以对日益发展的单片机控制技术加以充分的利用, 在同一个模块中将这两个环节的控制集成在一起, 开发出数字式同步器和负荷分配器:D SLC (D igital Synchronizerand Load C ontrol) , 用以实现移动电站机组并联运行的数字控制。D SLC在柴油发电机组并联运行中的应用如图所示。

当然, 要想实现移动电站机组良好、可靠的并联运行, 除了要知道机组并网时的同步操作条件、原理和投入并联后的功率分配控制原理、方法以及控制方案, 还必须对整个网络的硬件和软件进行研究和设计, 以实现最好的供电效益。

摘要：本文主要分析了作为移动电站供电单元的柴油发电机组在多机并联运行时的两方面的内容:并网时准同步方式的条件及其原理;并联后机组利用虚有差法实现有功功率的分配控制。提出了用单片机实现移动电站机组并联运行的数字控制。

并联焊头机构运行曲线的优化 第7篇

IC芯片粘片机是一种高速、高加速运动的电子设备,定位精度和运动速度是其重要的技术指标之一,并且粘片机的焊头在拾片、焊片时要满足柔和起停、吸嘴以“零接触力”接触芯片的要求,因此要求焊头运动平稳,冲击、振动小。但运动速度的提高将会导致机构的冲击、振动加大,从而减小定位精度。

本文建立了IC芯片粘片机并联焊头机构的运动学方程,选择S型速度曲线作为该并联焊头机构的控制曲线,在此基础之上对焊头的运行曲线进行了优化,并对焊头的速度、加速度和位移曲线进行了仿真,得出了焊头的最优运行曲线。

2 焊头的位置分析

图1为IC芯片粘片机的并联焊头机构[1,2]。安装在滚珠丝杠(A1C1,A2C2)上的两个驱动电机分别带动左右滑块B1,B2沿导轨左右运动。当左右滑块以一定速度运动时,固定在焊头座上的吸嘴D0可以沿X、Y方向运动。

建立如图1所示的坐标系,假定在工作过程中某一时刻左滑块距坐标原点的距离为x1,右滑块距坐标原点的距离为x2,左驱动电机转过的角度为θ1,角速度为ω1,角加速度为ε1;右驱动电机转过的角度为θ2,角速度为ω2,角加速度为ε2。则焊头D0(x,y)的位置方程为:

其中:d0=b0-a0,a0,b0分别为左右滑块的初始位置,即启动时左右滑块到坐标原点A1的距离;n1=s1/(2π),n2=s2/(2π),s1,s2为滚珠丝杠A1C1、A2C2的螺距。

3 并联焊头机构运行曲线的优化

要满足并联焊头机构拾片、焊片时柔和起停、吸嘴以“零接触力”接触芯片的要求,必须事先规划驱动滑块的运动规律,使焊头从拾片到焊片时的加速度、速度逐步增加,在运行路径中达到极大值,随后慢慢减少,在拾片和焊片时的速度、加速度达到极小值。因此,本文先确定驱动电机的运动规律,再确定焊头的最优运行曲线[3,4]。

在并联焊头机构的工作过程中,右滑块的运行距离比左滑块的运行距离长,因此,优先考虑右滑块的运行规律。将焊头的位置方程进行变换:

本机构采用S型速度控制曲线,将右滑块的整个运行区间分成n段,则在某一段滑块的加速度曲线如图2所示。

则右滑块运行的距离和所用的时间t分别为:

其中:

则焊头机构的优化方程为:

其约束条件如下。

(1)初始加速度和加(减)速时间分别为:

(2)焊头机构开始拾片和焊片时的速度都接近于零,即有:

(3)根据焊头的结构参数和现有IC粘片机焊头的轨迹曲线,可得右滑块的位移条件:

求解以式(2)~式(4)为约束条件的方程(1),即可求出经过优化后tmin的最小值和各个加减速部分的时间:

根据式(5)和左右滑块的运动规律,即可求出左滑块的加速度,这样就可求出左右滑块的运行速度,如图3所示。再根据焊头机构的运动方程式,即可求出采用S型速度曲线时焊头运行速度曲线和最优运行曲线,如图4和图5所示。

4 结论

从图3~5可以看出:经过优化后,左右滑块的运行速度曲线、焊头的运行曲线、速度曲线都连续、光滑,中间没有停滞、突变现象,因此焊头在运行过程中冲击、振动小,便于提高机构的运动精度和定位精度。在启动和停止时,焊头的速度和加速度为零,因此焊头在拾片和焊片时能柔和起停、吸嘴以“零接触力”接触芯片,这对提高焊片质量是非常有利的。

参考文献

[1]李克天,陈新,彭卫东.平面双滑块并联机构二自由度粘片机焊头结构[P].中国专利:ZL200420093649.4,2005-08.

[2]彭卫东,郑德涛.IC芯片粘片机并联焊头机构的运动学动力学分析及实验研究[D].广州:广东工业大学,2008.

[3]黄向修,陈新,李克天.基于机器视觉的并联焊头机构定位和运动精度的检测[D].广州:广东工业大学,2007.

压水堆棒电源系统的并联运行 第8篇

棒电源系统(RAM)的任务是确保对控制棒驱动机构(CRDM)的线圈连续供电,包括两套棒电源机组的故障将使CRDM磁力线圈失去电源,此时驱动杆和控制棒依靠自身的重力落入堆芯,使反应堆紧急停堆。

该系统通过两套带飞轮的电动发电机组供电,发电机采用曲折星形接法,2×100%冗余配置,平时双机并联运行。

2励磁系统的原理

棒电源系统采用谐振式相复励[1],原理图如图1所示,整流变压器T6副边绕组接整流桥V1,产生基础励磁,该励磁电流是过量的[2],通过限流电阻R1进行适当分流,可以在不同工况下获得合适的励磁电流,保证发电机的电压稳定。

3 并联运行的调试

双机并联运行时,需要进行调整以使无功分配均匀。先在空载额定频率时,用外接电位计调整空载电压至额定值(图3,E点),然后保持外接电位计位置,并在额定频率下,加额定电流负载,功率因素0.8,转动同轴电位计R2,是调差电阻增大,发电机电压下降到额定值的96.4%(图3,I点),将同轴电位计锁紧,然后保持电流和功率因数不变,用外接电位计将电压调整到额定值的98.2%(直线EF平移至CD),锁紧。然后,再施加功率因数1,0.8In的负载,电压应该为101.8%(图3,C点),这样,Iq1/In在0至0.6时,电压调整率由3.6%变为1.8%,对下游负载更有利。

从图3,可以得出在负载变化时,设图3中EF的斜率为k,压降可表示为(设线性度良好):

4 双机并联运行时,进相运行的可能性

如图3所示,U轴右侧为1号机组,U轴左侧为2号机组,负载所需的无功负荷为线段KL或NO;当由于稳压精度或外接电位计电位漂移等原因造成AB、EF空载电压不一致时,若负载是轻载状态,可运行在JKL位置,当EF漂移更严重时,对应的运行点变为MNO,总的无功负载不变,但2号机组进相的程度更严重了,若CD持续漂移,2号机组的欠磁保护将有动作跳机的风险,这种持续性的漂移,一般不会是稳压精度的原因。稳压精度范围内,将会是时而一号机多发无功,时而二号机多发无功,且在重载条件下,反应为双机均发出无功,但有一定分配差额。在进相运行、重载条件下,还应关注静稳极限问题,应控制棒电源系统在运行时,负载较轻(7%),而失磁保护整定较高(40%),静稳极限需要另外分析。

5 结论

海南核电棒电源系统是近年来国产化的首机,发电机励磁系统采用谐振式相复励,取消了碳刷,取消了励磁回路的并联,降低了维修率及双机故障的概率,效果良好。其励磁系统改动大,尤其是并联运行时,无功分配问题需要关注。目前核电站中一般较少配备无功假负载,该设备应提前准备,以便在励磁系统更换、维修后,及时做调差试验,保障系统平稳运行。

摘要：本文对海南核电棒电源系统发电机,从励磁系统设计原理、并联运行调试方法、进相运行可能性等角度进行分析,并给出了一定的建议与处理方法。

关键词：棒电源系统,发电机,励磁,无功,进相

参考文献

[1]许实章.电机学[M].1版.北京:机械工业出版社,1981:412.

[2]徐贤德,等.调差电路几种接线方式的浅析[J].电力建设,1992(9):50.