（上海中交水运设计研究有限公司 上海 200092）
摘要：结合运行实例，对三相变压器的并列运行在RTG油改电后滑触线供电方式上的应用展开分析，并得出分析结论，可为港区、厂房等对滑触线供电的变压器采用并列运行方式时提供依据。
关键词：三相变压器 并列运行 RTG油改电 分析
一、前言
近年来，上海港集装箱吞吐量的迅速增长，而港区堆场的集装箱装卸所采用的轮胎式集装箱起重机（简称RTG）依赖起重机自身配置的柴油发电机组所提供的电能进行工作，存在能量转换效率低、能耗大、维护量大、保养维护费用高等缺点。随着国际原油价格的不断攀高，集装箱码头的运营成本也大幅的提高了。同时柴油机气体排放、噪音、废油泄漏，都会对港口造成污染。在这种情况下，上海港外高桥的部分集装箱港区（振东分公司、沪东有限公司及明东有限公司）对其集装箱堆场的RTG进行油改电改造。
RTG油改电改造后，通过高架0.46KV低压滑触线对RTG进行市电供电，而外高桥港区由于现场实际条件限制，存在RTG改造后堆场面积较大，滑触线线路较长（约1200多米），单组滑触线下带RTG较多（约8台），RTG行走距离长（在1200多米的滑触线长度内均能行走）等问题。对滑触线供电的电源方式，采用两台独立变压器副边0.46KV通过滑触线进行并列运行，是提高供电的可靠性、有效的利用变压器避免大马拉小车的情况、减少备用容量及解决其变压器至各RTG设备的压降过高，保证RTG设备的正常运行的一个较好的方法。
二、变压器并列运行应用的必要性
以上港集团振东分公司为例：根据RTG油改电工程总体工艺设计，RTG油改电后，堆场上由经二路至经六路之间每两行平行的箱区，均共用8台RTG，在两排箱区之间的集装箱卡车装卸道路上均匀树立高度约35米的铁塔，间距约150米，在钢架上拉高架滑触线，RTG油改电后采用高架滑触线供电，滑触线全长约1200多米。图1为堆场总平面布置图。
传统对滑触线的供电方式为在滑触线全长的中心点下设一套箱式变电站设备（简称箱变），让其从港区35KV总降压站引出10KV高压电源至该点后，通过变压器将10KV转换为0.46KV低压对滑触线进行供电。工程中滑触线采用截面为185平方毫米的裸铜线缆，滑触线长度定为1200米。如按照传统供电方式，拟本工程中当两台RTG各自在滑触线最远端（距变压器600米）作业，其他RTG位于变压器距最远端铁塔之间距离的一半处（距变压器300米）作业，此时的滑触线压降计算为：
ΔU=（1.73*L*I*COSφ/σ*q*Ue）*100%=10.4%，大于规范要求的压降需≤5%的要求。
式中：Ue为额定电压（V）
L为线路长度（m）
I为线路电流（A）
COSφ为功率因数
σ为电缆材料电导率：铜σ=50m/Ω•mm2
q为电缆的线芯截面
可得出，滑触线在该种传统供电方式下无法满足其RTG运行的要求。
三、变压器并列运行的条件分析
为了采用变压器并列运行技术解决滑触线距离过长导致压降过大的问题，就需要了解变压器并列运行的条件及如不满足条件所产生的后果。
（一）变压器并列运行的定义、并列运行的理想情况
1.定义：几台变压器的原、副绕组分别连接到原、副边的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。
2．并列运行的理想情况：
①空载时，各变压器的所对应的副电压必须相等且同相位。并列运行运行时变压器绕组（内部）间无环流；
②在负载时，各台变压器的负载系数相等；
③负载后各变压器的副方电流同相位，此时总电流为各台变压器电流的算术和。
（二）并列运行的理想条件
①各台变压器变比相等；即的原、副边的额定电压分别相等（避免环流）。
②各台变压器的连接组号相同；即的原、副边的电压分别相位相同（避免环流）。
③各台变压器的短路阻抗（短路电压）标么值相等，且短路阻抗角也相等。
在上述三个条件中，条件（2）必须严格满足，条件（1）、（3）允许有一定误差，允许变比的相对差值小于0.01，短路阻抗的标么值相差不大于10%，短路阻抗角相差在10°～20°之间。
（三）不满足并列运行条件的分析
以两台变压器并列运行为例来分析。
图3为两台变压器并列运行的电气原理图。
结论：
①短路阻抗不同的变压器并列运行，导致负荷分配不合理。
②各变压器所带的负荷与各自的短路阻抗标么值成反比，短路阻抗标么值大的变压器分担的负载小，短路阻抗标么值小的变压器分担的负载大。
③系统规定，短路阻抗差要小于10%，并列运行容量要小于3倍。
四、变压器并列运行在RTG油改电高架滑触线供电方式的应用实践
（一）为解决压降问题，需对供电方式作出调整及改良。工程中采用对滑触线进行两点供电，将两台箱变设置在1/3及2/3的位置上的铁塔下，该两台箱变通过滑触线并列运行，对RTG用滑触线进行供电，此时按照之前的RTG运行条件，最远端滑触线压降计算为：
ΔU=（1.73*L*I*COSφ/σ*q*Ue）*100%=3.5%≤5%。
由此可见，可采用变压器并列运行技术解决该工程中的低压0.46KV供电距离过长导致压降过大的问题。
（二）因为需保证轮胎吊运行时在1200米能均能行车，同时为保证其两台变压器并列运行条件达到，设计中对该两台箱变内变压器的设计选型情况如下：
1.变压器型号选用S9-M无励磁调压油浸式电力变压器，容量为1250KVA；
2.变压器变比为10KV/0.46KV；
3.变压器联结组标号采用Dyn11；
4.变压器短路阻抗为4.5%，空载电流为0.8%，空载损耗为1870W，负载损耗为1300W。
在这种选型条件下，从设计的角度来说理论上达到了变压器并列运行的三个条件，实际运行中RTG沿高架滑触线运行至不同的位置，两台箱变内变压器可根据其具体情况自动调整两变压器之间的容量比。
五、结论及存在问题
（一）结论：由上述可见，变压器并列运行技术在RTG油改电项目中应用是可行的，是具有实际意义的。它不仅解决了RTG运行时由于线路过长导致线路压降过大的问题，还同时保证了在一台箱变需检修或者保养的情况下，RTG用滑触线利用另外一台箱变进行供电，此时只要优化RTG的运行线路（行车距离）及装卸流程（RTG运行数量），均能保证该部分堆场的正常装卸。大大降低了单一变压器供电发生停电情况时，对港区生产的影响。
工程实施后，正常情况下利用专业仪器对两变压器之间 的滑触线进行环流测试及谐波测试，两变压器之间环流仅为毫安培级，高次谐波非常小，RTG运行效果良好，在滑触线上任何一位置均能进行正常作业。
通过上述分析，变压器并列运行技术可不局限于RTG油改电应用，在某些特定的场合如大型仓库内及大型堆场等供电线路很长的工程中，在有需要的前提下，均可采用变压器并列运行技术。同时变压器并列运行技术也可不局限于两台变压器并列运行，在有需要及投资允许的前提下，可采用多台变压器并列运行。
（二）存在问题：尽管变压器并列运行技术具有其各种各样的优点，但由于变压器并列运行在送电投切时要求各变压器相位一致，对送电操作有着严格的要求。加强对操作工人的培训及制订严格的送电断电管理程序非常的必要。
同时由于在厂家生产中各成品的优良率问题，不可能存在一模一样的变压器产品，更加不可能存在绝对变比相等、短路阻抗绝对相等的变压器；同时由于10KV高压送电由于敷设线路的长短不一，高压侧存在着压降差等各种现实中无法解决的原因，使得变压器并列运行始终无法做到像理论条件下计算的那样尽善尽美。同时如对一个港区或厂区下滑触线设备大规模采用变压器并列运行技术，对港区或厂区的总变电所以及电网等上一级继电保护提出了更加严格的要求，否则会导致对整个港区或厂区的供电影响，这也是该项技术发展急需研究解决的问题。
论文作者:关成杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：变压器论文; 阻抗论文; 港区论文; 两台论文; 条件论文; 堆场论文; 负载论文; 《电力设备》2017年第13期论文;