变压器并列运行是提高变电站供电可靠性、增大供电容量以及降低损耗的有效途径。目前，变压器并列需遵循几个前提条件：①接线组别相同；②电压变比相同，其*大差值不得超过士5%③短路电压差相等，其*大差值不得超过士5%.变压器并列的控制方法也以主-从跟踪法为主，即认定了主变压器的分接位置改变后，其他变压器的分接位置也被调整到相同位置。

　　主-从跟踪法的缺点有：①不能解决因并列变压器参数的不一致带来的循环电流问题，该问题在变电站扩容时，因增设大容量新变压器而尤为突出，甚至迫使电力公司建造新变电站以回避此问题。②无法满足变压器因高压侧不同电源点而分列但低压侧需并列运行的需要。③在出现主变压器挡位采集不正常或分接开关“卡挡”或“滑挡”等紧急情况时，从变压器无法跟踪主变压器的挡位。

　　变压器并列的目的是抑制变压器之间的循环电流，即将循环电流控制为*小。本文针对变压器并列的循环电流控制问题，设计出循环电流检测分析模型，定量分离出负载电流及循环电流的大小及方向，以此提出变压器并列的*小循环电流法及无功平衡法。该控制方法集成在变压器有载自动控制及并列装置中，通过对有载调压分接头的控制将循环电流降低到*小，并可实现多台变压器的并列控制。

　　由*小循环电流法扩展而来的无功平衡法，是解决1变压器并列运行的循环电流分析1.1双变压器并列分析模型首先确定2台变压器并列的基本条件和并列分析的研究目的如下：2台变压器均为有载分接开关变压器，分接开关由分接开关自动控制器控制；变压器能够根据控制器的整定值，发挥其控制负荷母线电压的基本功能；设计出循环电流检测分析模型，定量分离负载电流及循环电流的大小及方向；将循环电流转换为电压，然后将该电压输入控制器，提供控制器向分接开关发出升降命令的依据，减少电流中的不平衡因素；变压器可在不同分接头位置运行，使变压器之间的循环电流*小。

　　国内有载调压变压器通常具有17个挡位，对负荷侧电压的调整范围*大为10%每挡所调节的电压相同，因此每挡调节的电压为：0. =0.0125Ul（Ul为负荷侧的额定电压）。该等式说明，在变压器独立运行时，每对其分接开关调整一个挡位，将会对其负荷侧电压产生0.0125Ul的变化，挡位调整和电压变化是线性、离散的。但是在2台或者更多台变压器并列运行时，其中某一台主变的分接头开关的调整与负荷侧电压的变化不是线性对应的关系。

　　器并列运行的情况：显示阻抗为9%，电流互感器损和变压器发热，而对负荷不起任何作用。

　　总负荷电流电源如果在该系统中未配备用于并列运行特殊要求的设备，则各分接开关会根据独立控制器发出的命令单独运行，通过一种简单的方式即可证明这一情况不适用于并列运行。根据负荷变化考虑10kV母线上的压降，则可能发生的情况是：2台有载分接开关变压器控制器都探测到低电压并开始计时；?台变压器控制器先于另一台超越时限两者不一致；超越时限的那一台控制器的有载分接开关首先动作；0kV母线电压因此恢复正常，第2台变压器控制器因其电压已在正常范围内而无需运行（注：2台电压控制器监测同一电压），此时，变压器分接头彼此相隔一个挡位；负荷再次发生变化，分别按照以上4种情况，同一变压器再次对电压进行矫正，这时，变压器分接头彼此相差2个挡位。

　　因此，在变压器控制器之间没有某种反馈或相互作用的情况下，独立运行的分接头变压器控制器会转换至不同的分接头位置。

　　1.循环电流计算及经济效益分析以2台变压器运行在分接头彼此相差1个挡位时的情况示例，这里，2台变压器二次侧的电压差异会形成循环电流，此循环电流大小受2台变压器的阻抗影响。每挡分接头的变压器电压变化为1.5%故循环电流的驱动电压V=1.25%X此，一个分接头位置差异形成的循环电流/c=V/Zc=?201A.无论负荷多大，该循环电流都存在于系统中。它附加在负荷电流上，循环电流导致线就上述问题进行更深入的探讨，可考虑每台主变压器承载负荷为20MVA，负荷功率因数cos=0.8，分接头位置相差一个挡位。这种情况可通过相量图表现出来：在变压器之间的环路中循环的电流Ic=循环电流流经的电路中的2台变压器线圈为纯电抗，因此，可简化地将流经这2台变压器线圈的循环电流看做一201A及201A.这时，用于研究的该系统简化为所示模型。

　　1号主变一。

　　Zt=0.18Q一个分接头差异对应的电压、2号主变根据负荷及单步分接头差异分配电流1号变压器、2号变压器的实际负载分别为总负荷仅为40000kVA.由此可见，2台变压器的带载效率有所降低。另外，考虑到变压器负载损耗与通过其自身电流的平方成正比，通过相同的计算过程后，2台变压器的负载总损耗也会因循环电流的出现而增加约2.9%，此循环电流消耗在变压器内阻的发热上。

　　现以实际案例说明。某220kV变电站有3台有载调压变压器并列运行，1号主变90MVA、2号主变120MVA、3号主变90MVA，由于在显示阻抗及变比上的差异，在实施本项目前实测循环电流为69.A，实施本项目后，当2号主变分接头相差一个挡位时，产生的反向抵消循环电流大小为24.81A，在相差3个挡位时，循环电流降低到4.9A，减小循环电流64.A，实施*小循环电流法并列的效果显著。如果电费以0.35元/（kWh）计算，一年仅此一项可产生的经济效益为40.9万元。

　　2*小循环电流法并列技术原理*小循环电流法并列技术的核心是检测不平衡电流的一个称为平衡网络装置的电路。平衡网络装置从负载电流中分离出不平衡电流分量，将该不平衡电流分量转换成电压信号送至有载分接开关控制器，作为有载分接开关控制器发送升/降信号的判据之一，使分接头位置发生变化，以减少不平衡电流。

　　所示为2台变比相同的TA，该电路的特点就是2台TA的次级线圈是串联的（TA1次级线圈的同名端连接TA2次级线圈的非同名端）。由于次级线圈串联，TA1和TA2的次电流完全相同，再将二次电流乘以相同的变比后可知：流经TA1和TA2的初级线圈中电流也完全相同，即/1=/2（相位相同，幅值相等）。

　　将并列运行的平衡网络装置用于2台变压器的*简便的方法如所示（下列叙述也将循环电流Ic称为不平衡电流/u）。

　　因此，初级电流应相等。

　　如果流经变压器T1和T2的电流相等，则2个TA主回路中的电流与K1和K2的初级绕组中的电流也应相等。在这种情况下，电流中没有不平衡的部分，/u=0.如果流经T1和T2的电流不相等，且电路中存在/u，则在TA的二级绕组中的电流也应不相等，以反映变压器负荷的不平衡状态。但是，K1和K2的初级绕组中的电流仍须保持相等，则负荷电流通过跟踪不平衡电流的路径，可确定2个控制器中电流的极性相反。这一极性的差别是控制器控制分接头升/降的基础。特别值得注意的是，为了使电流符合基尔霍夫定律，/b或电路的平衡部分仅流经K1，而不平衡部分/u仅流经控制器的电路。

　　3无功平衡法并列技术原理以上采用*小循环电流法的2台变压器并列运行所需的电路并不复杂，为了便于理解没有显示出完整电路，根据其原理很容易延伸出3个及以上并列运行变压器的循环电流控制模块。在上述推论中关心的是循环电流，而与变压器的变比、阻抗、容量、分接头位置等无关，因此*小循环电流法适用于对具有2个或以上任意特性的变压器的并列。但是，还有以下一些情况是*小循环电流法及主/从跟踪法所不能解决的：当并列变压器的初级绕组连接自不同的传输线，即高压侧分列运行；分接头位置改变时，并列变压器的相对阻抗有较大的变化。

　　3.无功平衡法条件的定义变压器具有很高的X/R比率（一般为25 50），即可认为是纯电抗且电阻性可以忽略。

　　应用于电抗电路的同相电压变化（如分接头操作）只会引起无功改变而不会引起有功改变。

　　既然分接头位置的改变并不导致回路有功的变化，那么有功肯定不是控制并列变压器分接头的因素之一。如果系统或者设备的特性能够充分通过变压器影响有功，则无功必定是决定控制效果的**因素。

　　二次侧直接连接负载的变压器是并行连接的，而与高压侧的连接情况无关。

　　3.2无功平衡法的应用无功平衡法的理论基础是将变压器并联以分担负载母线上的无功负载（也正如有功负载）。既然各变压器分担的有功大小取决于各自的阻抗而不是分接头位置，那么有功的大小也不会影响对分接头位置的选择。进一步，变压器的并列取决于其分担无功的情况，而无需顾及有功。

　　无功平衡法将使变电站负载的无功流在并列变压器中以合适的等级分担。需要注意的是，当*小循环电流法中不同阻抗的等容量变压器并联运行时，需要辅助TA的变比相对应，而在无功平衡法中就不需要这种对应关系。

　　无功平衡法使用与*小循环电流法一样的平衡模块，把循环电流从变压器的负载电流中区分出来。

　　3.3电源侧分列（低压合环）运行电源侧分列（低压合环）运行即并列变压器的高压侧分列，如中断路器A断开。在断路器A断开之前，无功和有功都可以通过这些线路从传输系统的一部分流向另一部分，或者说某条线路所承担的负载大于其他线路。断路器打开时，上述情况将由两侧线路上电压的不同大小（无功流）或不同相位（有功流）来体现，也就是说，功率流会试图通过变压器，尽管会被回路中变压器阻抗所限制。

　　关于，有以下几点说明：如果A和C均断开，即2台变压器独立运行；如果A和C均闭合，即2台变压器并列运行，此时可采用*小循环电流法并列或无功平衡法并列控制；如果A断开而C闭合，则2台变压器构成不同电源点的低压合环并列运行，此时必须采用无功平衡法并列控制；循环电流/c主要是无功电流，因为变压器阻抗主要为电抗，/c可以从分接头步进电压和变压器阻抗计算求得；有功功率不能通过分接头的位置来控制，但可以通过对变压器相对阻抗或者电压相位的改变进行有效控制。

　　需要强调的是，考虑到分接头的改变引起的电压改变，在一个近纯感性电路中几乎不会影响有功流；*佳的控制方法是对并列变压器的负载进行*佳的分配。

　　无功平衡法因忽略所有有功的流动，在所有系统条件下都只有一个调节目标，该目标实现了不同变电站负载的无功流根据并联变压器的比例进行分配。这里的比例即是并列变压器容量的比例。

　　长期以来，不同电源点的变电站低压合环运行一直没有一个可靠的解决方案。因为如果简单地合上低压侧母联开关，将造成无功和有功都可以通过线路从传输系统的一部分流向另一部分，或者说一台变压器所承担的负载大于另一台变压器。而变压器并列的无功平衡法使低压合环运行成为现实，使负载的无功流按照并列变压器容量的比例进行分配。相对于在二次侧加装备用电源自投（简称备自投）装置而言，低压合环运行在一次侧从根本上提高了电网运行的安全性。

　　以某供电公司为例，近2年发生的4次110kV变电站停电事故中有3次都是由于备自投装置的不正确动作引起的。据该公司测算，如果在相应110kV变电站米取10kV低压合环运行方式后，可将供电可靠性指标提高约0.1个百分点至0.2个百分点，这对于提高供电可靠性意义重大。

　　4基于*小循环电流原理的变压器电压控制装置设计方案变压器并列的循环电流控制是变压器电压控制装置的主要功能，在不同容量变压器或多台变压器并列的应用中尤为重要。此外，与地区电压/无功控制系统自动电压控制（AVC）的通信及协调控制、电压无功控制（VQC）电容器控制，以及各类闭锁控制等也是变压器电压控制装置必不可少的基本功能。

　　如所示，主站或集控站AVC软件将电压计划值以中心值及带宽曲线的形式，经变电站自动化系统下行至变压器电压控制装置的综合处理单元，综合处理单元同时采集主变开关、母联开关及其他开关位置信号，以及主变高低压侧三相电流电压主变开关位置信号母联开关位置信号其他辅助开关量主变高低压侧电压主变高低压侧电流其他模拟量低丨2号主变控制-卜“压1号主变分接开关电机及部分重要馈线电流等模拟信号，经快速高精度计算，将动作命令分解成分接开关控制及电容器组投切控制2类，发送至相应分接开关控制器或直接进行电容器组的投切，控制计算策略包括9区图及改良的17区图控制等方式。综合处理单元也对来自主站或集控站命令的正确性进行校验，结合对变电站各类信息的处理，完成闭锁控制。

　　集控站/调度中心I闭锁控制I -1号电容器组2号电容器组并列环流检测模块1号主变2号主变低压侧电流低压侧电流2号主变分接开关电机基于*小循环电流原理的变压器电压控制装置的基本设计方案综合处理单元发送至分接开关控制器的命令，包括电压中心值、带宽及延迟等参数，分接开关控制器根据这些参数完成对分接开关的控制。为保证对电压反时限等控制的快速响应以及对滑挡等紧急事件的处理，分接开关控制器自行独立采集变压器二次侧电压，在分接开关控制器与分接开关之间构成闭环控制。

　　循环电流控制模块中的平衡网络装置采集各主变二次侧电流，从中分离出流经各主变的循环电流分量，该循环电流分量输入主变分接开关控制器，作为控制分接开关的条件之一。当主变分接开关控制器采用*小循环电流法进行分接开关控制时，将通过调整分接头开关的挡位，将循环电流控制到*小；当主变分接开关控制器采用无功平衡法进行分接开关控制时，将通过调整分接头开关的挡位，平衡流经变压器的无功流。*小循环电流法和无功平衡法均使用相同的循环电流控制硬件模块。

　　5结语*小循环电流法解决了不同变比、阻抗及容量的变压器并列，无功平衡法将并列的条件扩展到高压侧不同电源点即低压合环运行等更广泛的应用范围，将传统变压器并列对设备和运行人员的工作量要求降到*低，变压器间的循环电流被控制到*小，有利于提高变压器控制的可靠性，延长变压器的使用寿命，降低损耗以及提高变压器实际供电容量等。

　　采用*小循环电流法或无功平衡法的变压器电压控制装置，具备智能的分接头控制功能，融入本地多重校核及智能闭锁能力等高可靠性设计理念，符合区域AVC集中决策、分层分布控制的设计规范。

　　除应用了并列等技术外，自动电压损失补偿、反时限快速电压控制以及多重保护及后备控制等，也率先在国内变压器控制中得到应用。该装置已在多个220kV及110kV变电站中成功投运。