變壓器并列運行是提高變電站供電可靠性、增大供電容量以及降低損耗的有效途徑。目前，變壓器并列需遵循幾個前提條件：①接線組別相同；②電壓變比相同，其比較大差值不得超過士5%③短路電壓差相等，其比較大差值不得超過士5%.變壓器并列的控制方法也以主-從跟蹤法為主，即認定了主變壓器的分接位置改變后，其他變壓器的分接位置也被調整到相同位置。

　　主-從跟蹤法的缺點有：①不能解決因并列變壓器參數的不一致帶來的循環電流問題，該問題在變電站擴容時，因增設大容量新變壓器而尤為突出，甚至迫使電力公司建造新變電站以回避此問題。②無法滿足變壓器因高壓側不同電源點而分列但低壓側需并列運行的需要。③在出現主變壓器擋位采集不正常或分接開關“卡擋”或“滑擋”等緊急情況時，從變壓器無法跟蹤主變壓器的擋位。

　　變壓器并列的目的是抑制變壓器之間的循環電流，即將循環電流控制為比較小。本文針對變壓器并列的循環電流控制問題，設計出循環電流檢測分析模型，定量分離出負載電流及循環電流的大小及方向，以此提出變壓器并列的比較小循環電流法及無功平衡法。該控制方法集成在變壓器有載自動控制及并列裝置中，通過對有載調壓分接頭的控制將循環電流降低到比較小，并可實現多臺變壓器的并列控制。

　　由比較小循環電流法擴展而來的無功平衡法，是解決1變壓器并列運行的循環電流分析1.1雙變壓器并列分析模型首先確定2臺變壓器并列的基本條件和并列分析的研究目的如下：2臺變壓器均為有載分接開關變壓器，分接開關由分接開關自動控制器控制；變壓器能夠根據控制器的整定值，發揮其控制負荷母線電壓的基本功能；設計出循環電流檢測分析模型，定量分離負載電流及循環電流的大小及方向；將循環電流轉換為電壓，然后將該電壓輸入控制器，提供控制器向分接開關發出升降命令的依據，減少電流中的不平衡因素；變壓器可在不同分接頭位置運行，使變壓器之間的循環電流比較小。

　　國內有載調壓變壓器通常具有17個擋位，對負荷側電壓的調整范圍比較大為10%每擋所調節的電壓相同，因此每擋調節的電壓為：0. =0.0125Ul（Ul為負荷側的額定電壓）。該等式說明，在變壓器獨立運行時，每對其分接開關調整一個擋位，將會對其負荷側電壓產生0.0125Ul的變化，擋位調整和電壓變化是線性、離散的。但是在2臺或者更多臺變壓器并列運行時，其中某一臺主變的分接頭開關的調整與負荷側電壓的變化不是線性對應的關系。

　　器并列運行的情況：顯示阻抗為9%，電流互感器損和變壓器發熱，而對負荷不起任何作用。

　　總負荷電流電源如果在該系統中未配備用于并列運行特殊要求的設備，則各分接開關會根據獨立控制器發出的命令單獨運行，通過一種簡單的方式即可證明這一情況不適用于并列運行。根據負荷變化考慮10kV母線上的壓降，則可能發生的情況是：2臺有載分接開關變壓器控制器都探測到低電壓并開始計時；?臺變壓器控制器先于另一臺超越時限兩者不一致；超越時限的那一臺控制器的有載分接開關首先動作；0kV母線電壓因此恢復正常，第2臺變壓器控制器因其電壓已在正常范圍內而無需運行（注：2臺電壓控制器監測同一電壓），此時，變壓器分接頭彼此相隔一個擋位；負荷再次發生變化，分別按照以上4種情況，同一變壓器再次對電壓進行矯正，這時，變壓器分接頭彼此相差2個擋位。

　　因此，在變壓器控制器之間沒有某種反饋或相互作用的情況下，獨立運行的分接頭變壓器控制器會轉換至不同的分接頭位置。

　　1.循環電流計算及經濟效益分析以2臺變壓器運行在分接頭彼此相差1個擋位時的情況示例，這里，2臺變壓器二次側的電壓差異會形成循環電流，此循環電流大小受2臺變壓器的阻抗影響。每擋分接頭的變壓器電壓變化為1.5%故循環電流的驅動電壓V=1.25%X此，一個分接頭位置差異形成的循環電流/c=V/Zc=?201A.無論負荷多大，該循環電流都存在于系統中。它附加在負荷電流上，循環電流導致線就上述問題進行更深入的探討，可考慮每臺主變壓器承載負荷為20MVA，負荷功率因數cos=0.8，分接頭位置相差一個擋位。這種情況可通過相量圖表現出來：在變壓器之間的環路中循環的電流Ic=循環電流流經的電路中的2臺變壓器線圈為純電抗，因此，可簡化地將流經這2臺變壓器線圈的循環電流看做一201A及201A.這時，用于研究的該系統簡化為所示模型。

　　1號主變一。

　　Zt=0.18Q一個分接頭差異對應的電壓、2號主變根據負荷及單步分接頭差異分配電流1號變壓器、2號變壓器的實際負載分別為總負荷僅為40000kVA.由此可見，2臺變壓器的帶載效率有所降低。另外，考慮到變壓器負載損耗與通過其自身電流的平方成正比，通過相同的計算過程后，2臺變壓器的負載總損耗也會因循環電流的出現而增加約2.9%，此循環電流消耗在變壓器內阻的發熱上。

　　現以實際案例說明。某220kV變電站有3臺有載調壓變壓器并列運行，1號主變90MVA、2號主變120MVA、3號主變90MVA，由于在顯示阻抗及變比上的差異，在實施本項目前實測循環電流為69.A，實施本項目后，當2號主變分接頭相差一個擋位時，產生的反向抵消循環電流大小為24.81A，在相差3個擋位時，循環電流降低到4.9A，減小循環電流64.A，實施比較小循環電流法并列的效果顯著。如果電費以0.35元/（kWh）計算，一年僅此一項可產生的經濟效益為40.9萬元。

　　2比較小循環電流法并列技術原理比較小循環電流法并列技術的核心是檢測不平衡電流的一個稱為平衡網絡裝置的電路。平衡網絡裝置從負載電流中分離出不平衡電流分量，將該不平衡電流分量轉換成電壓信號送至有載分接開關控制器，作為有載分接開關控制器發送升/降信號的判據之一，使分接頭位置發生變化，以減少不平衡電流。

　　所示為2臺變比相同的TA，該電路的特點就是2臺TA的次級線圈是串聯的（TA1次級線圈的同名端連接TA2次級線圈的非同名端）。由于次級線圈串聯，TA1和TA2的次電流完全相同，再將二次電流乘以相同的變比后可知：流經TA1和TA2的初級線圈中電流也完全相同，即/1=/2（相位相同，幅值相等）。

　　將并列運行的平衡網絡裝置用于2臺變壓器的比較簡便的方法如所示（下列敘述也將循環電流Ic稱為不平衡電流/u）。

　　因此，初級電流應相等。

　　如果流經變壓器T1和T2的電流相等，則2個TA主回路中的電流與K1和K2的初級繞組中的電流也應相等。在這種情況下，電流中沒有不平衡的部分，/u=0.如果流經T1和T2的電流不相等，且電路中存在/u，則在TA的二級繞組中的電流也應不相等，以反映變壓器負荷的不平衡狀態。但是，K1和K2的初級繞組中的電流仍須保持相等，則負荷電流通過跟蹤不平衡電流的路徑，可確定2個控制器中電流的極性相反。這一極性的差別是控制器控制分接頭升/降的基礎。特別值得注意的是，為了使電流符合基爾霍夫定律，/b或電路的平衡部分僅流經K1，而不平衡部分/u僅流經控制器的電路。

　　3無功平衡法并列技術原理以上采用比較小循環電流法的2臺變壓器并列運行所需的電路并不復雜，為了便于理解沒有顯示出完整電路，根據其原理很容易延伸出3個及以上并列運行變壓器的循環電流控制模塊。在上述推論中關心的是循環電流，而與變壓器的變比、阻抗、容量、分接頭位置等無關，因此比較小循環電流法適用于對具有2個或以上任意特性的變壓器的并列。但是，還有以下一些情況是比較小循環電流法及主/從跟蹤法所不能解決的：當并列變壓器的初級繞組連接自不同的傳輸線，即高壓側分列運行；分接頭位置改變時，并列變壓器的相對阻抗有較大的變化。

　　3.無功平衡法條件的定義變壓器具有很高的X/R比率（一般為25 50），即可認為是純電抗且電阻性可以忽略。

　　應用于電抗電路的同相電壓變化（如分接頭操作）只會引起無功改變而不會引起有功改變。

　　既然分接頭位置的改變并不導致回路有功的變化，那么有功肯定不是控制并列變壓器分接頭的因素之一。如果系統或者設備的特性能夠充分通過變壓器影響有功，則無功必定是決定控制效果的唯一因素。

　　二次側直接連接負載的變壓器是并行連接的，而與高壓側的連接情況無關。

　　3.2無功平衡法的應用無功平衡法的理論基礎是將變壓器并聯以分擔負載母線上的無功負載（也正如有功負載）。既然各變壓器分擔的有功大小取決于各自的阻抗而不是分接頭位置，那么有功的大小也不會影響對分接頭位置的選擇。進一步，變壓器的并列取決于其分擔無功的情況，而無需顧及有功。

　　無功平衡法將使變電站負載的無功流在并列變壓器中以合適的等級分擔。需要注意的是，當比較小循環電流法中不同阻抗的等容量變壓器并聯運行時，需要輔助TA的變比相對應，而在無功平衡法中就不需要這種對應關系。

　　無功平衡法使用與比較小循環電流法一樣的平衡模塊，把循環電流從變壓器的負載電流中區分出來。

　　3.3電源側分列（低壓合環）運行電源側分列（低壓合環）運行即并列變壓器的高壓側分列，如中斷路器A斷開。在斷路器A斷開之前，無功和有功都可以通過這些線路從傳輸系統的一部分流向另一部分，或者說某條線路所承擔的負載大于其他線路。斷路器打開時，上述情況將由兩側線路上電壓的不同大小（無功流）或不同相位（有功流）來體現，也就是說，功率流會試圖通過變壓器，盡管會被回路中變壓器阻抗所限制。

　　關于，有以下幾點說明：如果A和C均斷開，即2臺變壓器獨立運行；如果A和C均閉合，即2臺變壓器并列運行，此時可采用比較小循環電流法并列或無功平衡法并列控制；如果A斷開而C閉合，則2臺變壓器構成不同電源點的低壓合環并列運行，此時必須采用無功平衡法并列控制；循環電流/c主要是無功電流，因為變壓器阻抗主要為電抗，/c可以從分接頭步進電壓和變壓器阻抗計算求得；有功功率不能通過分接頭的位置來控制，但可以通過對變壓器相對阻抗或者電壓相位的改變進行有效控制。

　　需要強調的是，考慮到分接頭的改變引起的電壓改變，在一個近純感性電路中幾乎不會影響有功流；比較佳的控制方法是對并列變壓器的負載進行比較佳的分配。

　　無功平衡法因忽略所有有功的流動，在所有系統條件下都只有一個調節目標，該目標實現了不同變電站負載的無功流根據并聯變壓器的比例進行分配。這里的比例即是并列變壓器容量的比例。

　　長期以來，不同電源點的變電站低壓合環運行一直沒有一個可靠的解決方案。因為如果簡單地合上低壓側母聯開關，將造成無功和有功都可以通過線路從傳輸系統的一部分流向另一部分，或者說一臺變壓器所承擔的負載大于另一臺變壓器。而變壓器并列的無功平衡法使低壓合環運行成為現實，使負載的無功流按照并列變壓器容量的比例進行分配。相對于在二次側加裝備用電源自投（簡稱備自投）裝置而言，低壓合環運行在一次側從根本上提高了電網運行的安全性。

　　以某供電公司為例，近2年發生的4次110kV變電站停電事故中有3次都是由于備自投裝置的不正確動作引起的。據該公司測算，如果在相應110kV變電站米取10kV低壓合環運行方式后，可將供電可靠性指標提高約0.1個百分點至0.2個百分點，這對于提高供電可靠性意義重大。

　　4基于比較小循環電流原理的變壓器電壓控制裝置設計方案變壓器并列的循環電流控制是變壓器電壓控制裝置的主要功能，在不同容量變壓器或多臺變壓器并列的應用中尤為重要。此外，與地區電壓/無功控制系統自動電壓控制（AVC）的通信及協調控制、電壓無功控制（VQC）電容器控制，以及各類閉鎖控制等也是變壓器電壓控制裝置必不可少的基本功能。

　　如所示，主站或集控站AVC軟件將電壓計劃值以中心值及帶寬曲線的形式，經變電站自動化系統下行至變壓器電壓控制裝置的綜合處理單元，綜合處理單元同時采集主變開關、母聯開關及其他開關位置信號，以及主變高低壓側三相電流電壓主變開關位置信號母聯開關位置信號其他輔助開關量主變高低壓側電壓主變高低壓側電流其他模擬量低丨2號主變控制-卜“壓1號主變分接開關電機及部分重要饋線電流等模擬信號，經快速高精度計算，將動作命令分解成分接開關控制及電容器組投切控制2類，發送至相應分接開關控制器或直接進行電容器組的投切，控制計算策略包括9區圖及改良的17區圖控制等方式。綜合處理單元也對來自主站或集控站命令的正確性進行校驗，結合對變電站各類信息的處理，完成閉鎖控制。

　　集控站/調度中心I閉鎖控制I -1號電容器組2號電容器組并列環流檢測模塊1號主變2號主變低壓側電流低壓側電流2號主變分接開關電機基于比較小循環電流原理的變壓器電壓控制裝置的基本設計方案綜合處理單元發送至分接開關控制器的命令，包括電壓中心值、帶寬及延遲等參數，分接開關控制器根據這些參數完成對分接開關的控制。為保證對電壓反時限等控制的快速響應以及對滑擋等緊急事件的處理，分接開關控制器自行獨立采集變壓器二次側電壓，在分接開關控制器與分接開關之間構成閉環控制。

　　循環電流控制模塊中的平衡網絡裝置采集各主變二次側電流，從中分離出流經各主變的循環電流分量，該循環電流分量輸入主變分接開關控制器，作為控制分接開關的條件之一。當主變分接開關控制器采用比較小循環電流法進行分接開關控制時，將通過調整分接頭開關的擋位，將循環電流控制到比較小；當主變分接開關控制器采用無功平衡法進行分接開關控制時，將通過調整分接頭開關的擋位，平衡流經變壓器的無功流。比較小循環電流法和無功平衡法均使用相同的循環電流控制硬件模塊。

　　5結語比較小循環電流法解決了不同變比、阻抗及容量的變壓器并列，無功平衡法將并列的條件擴展到高壓側不同電源點即低壓合環運行等更廣泛的應用范圍，將傳統變壓器并列對設備和運行人員的工作量要求降到比較低，變壓器間的循環電流被控制到比較小，有利于提高變壓器控制的可靠性，延長變壓器的使用壽命，降低損耗以及提高變壓器實際供電容量等。

　　采用比較小循環電流法或無功平衡法的變壓器電壓控制裝置，具備智能的分接頭控制功能，融入本地多重校核及智能閉鎖能力等高可靠性設計理念，符合區域AVC集中決策、分層分布控制的設計規范。

　　除應用了并列等技術外，自動電壓損失補償、反時限快速電壓控制以及多重保護及后備控制等，也率先在國內變壓器控制中得到應用。該裝置已在多個220kV及110kV變電站中成功投運。