Меню

Распределение токов при параллельной работе трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов – подключение трансформаторов на совместную работу, при таком подключении соединяются между собой одноименные выводы обмоток со стороны высокого напряжения и выводы обмотки сторон низкого напряжения.

Соединение только первичных, или только вторичных обмоток между собой не следует смешивать с параллельной работой трансформаторов. Такое соединение определяется, как совместная работа двух трансформаторов.

При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу во избежание негативных последствий для оборудования необходимо учитывать несколько факторов. Рассмотрим подробно условия включения силовых трансформаторов на параллельную работу.

Параллельная работа трансформаторов

Равенство групп соединения обмоток

Существует несколько групп соединений обмоток трансформатора. Каждая группа отличается своим углом сдвига фаз первичного и вторичного напряжений. Поэтому если включить два трансформатора с разными группами соединения обмоток на параллельную работу, то это приведет к возникновению больших уравнительных токов в обмотках, которые приведут к выходу из строя трансформаторы.

Поэтому первым условием включения трансформаторов на параллельную работу является равенство их групп соединений обмоток.

Работа параллельно-включенных трансформаторов

Номинальная мощность трансформаторов

Второе условие, необходимое для возможности включения трансформаторов на параллельную работу – соотношение их номинальной мощности не более 1 к 3. Например, если номинальная мощность одного силового трансформатора 1000 кВА, то он может быть включен на параллельную работу с другим трансформатором, мощностью от 400 кВА до 2500 кВА – все величины из данного диапазона мощности в соотношении с мощностью 1000 кВА не более 1 к 3.

Параллельная работа трансформаторов с различной номинальной мощностью:

Параллельная работа трансформаторов с различной номинальной мощностью

Параллельная работа трансформаторов

Номинальное напряжение обмоток, коэффициент трансформации

Третье условие – равенство номинальных напряжений обмоток подключаемых на совместную работу трансформаторов. Если напряжение на вторичных обмотках трансформаторов будет отличаться, то это приведет к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь приводят к падениям напряжения и нежелательным потерям.

Допускается незначительное отклонение напряжений — разница коэффициентов трансформации в пределах до 0,5%.

На трансформаторах, где предусмотрена возможность регулировки коэффициента трансформации путем увеличения или уменьшения количества витков обмотки, нужно учитывать положение переключающих устройств – ПБВ или РПН. При необходимости посредством применения данных устройств можно откорректировать напряжение на трансформаторе до требуемых значений, после чего можно соединять вторичные обмотки – включать трансформаторы на параллельную работу.

Трансформаторы на подстанции

Напряжение короткого замыкания

На каждом трансформаторе в паспорте указывается такой параметр, как напряжение короткого замыкания. Эта величина показывает процентное соотношение к номинальному напряжению первичной обмотки силового трансформатора, которое необходимо подать на первичную обмотку, чтобы по обмотке протекал номинальный ток, при замкнутых накоротко выводах вторичной обмотки.

Напряжение короткого замыкания характеризует внутреннее сопротивление обмоток силового трансформатора. Поэтому если включить параллельно трансформаторы с разными показателями напряжения короткого замыкания, то внутренние сопротивления трансформаторов будут непропорциональны и при подключении нагрузки трансформаторы будут нагружены неравномерно: один из трансформаторов может быть перегружен, а другой недогружен.

В данном случае нагрузка будет распределяться обратно пропорционально напряжению короткого замыкания – то есть трансформатор с меньшим значением напряжения КЗ будет перегружен.

Поэтому четвертым условием включения трансформаторов на параллельную работу является равенство напряжений короткого замыкания. Допускается разница напряжений короткого замыкания на 10%.

Читайте также:  Трамвай работает от постоянного тока

Силовой трансформатор

Распределение нагрузки между трансформаторами разной мощности

При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу возникает вопрос: а как будет распределена нагрузка между трансформаторами разной номинальной мощности? При соблюдении вышеперечисленных условий нагрузка на трансформаторах будет распределена пропорционально, в соответствии с их номинальными мощностями.

Но, не смотря на соответствие паспортных данных вышеприведенным условиям, фактические параметры включаемых на параллельную работу трансформаторов могут немного отличаться.

В первую очередь это связано с техническим состоянием трансформатора, возможными несоответствиями, допущенными на производстве либо внесенными изменениями в конструкцию при выполнении ремонтно-восстановительных работ. В таком случае при включении трансформаторов на параллельную работу может наблюдаться непропорциональное распределение нагрузки.

Возможный вариант решения данной проблемы — изменение коэффициента трансформации переключением устройства ПБВ или РПН. В данном случае необходимо экспериментально откорректировать напряжение на вторичной обмотке трансформаторов таким образом, чтобы на обмотке недогруженного трансформатора напряжение было выше, чем на другом трансформаторе.

После выбора трансформаторов с учетом вышеприведенным условий необходимо выполнить еще одно важное условие – соблюсти фазировку при подключении выводов вторичных обмоток во избежание создания аварийной ситуации в электросети – междуфазного короткого замыкания.

То есть перед тем как соединить выводы вторичных обмоток необходимо убедиться в том, что будут подключены одноименные выводы – для этого выполняется пофазная проверка специальными указателями для фазировки.

При включении трансформаторов на параллельную работу не менее важно правильно выбрать оборудование для их подключения к электрической сети.

Выбор коммутационных аппаратов и соединительных токопроводов по стороне ВН и НН трансформаторов осуществляется по номинальному току обмоток трансформатора с учетом допустимых кратковременных перегрузок.

Защитные аппараты – высоковольтные выключатели, автоматически выключатели или предохранители должны быть выбраны таким образом, чтобы обмотки не подвергались перегрузкам выше допустимых значений, были защищены от возможных коротких замыканий в электрической сети.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на нее в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Источник

Условия параллельной работа силовых трансформаторов

Параллельная работа силовых трансформаторов представляет собой одновременное подключение двух трансформаторов на одноименные выводы обмоток, как со стороны первичного, так и вторичного напряжения. Соединение между собой только низковольтных или высоковольтных обмоток трансформаторов называют совместной работой. Силовые трансформаторы, которые планируют включать на параллельную работу, должны отвечать следующим требованиям:

  1. Соотношение номинальной мощности составляет не более 1:3. Это условие обусловлено тем, что электрическая нагрузка на менее мощный силовой трансформатор будет превышать его максимальное значение мощности.
  2. Величина коэффициента трансформации различается не более, чем на ± 0,5%. На силовых трансформаторах, где есть возможность регулировки коэффициента трансформации с помощью ПБВ и РПН, в обязательном порядке учитывают их положения. При необходимости корректировки коэффициента трансформации устройства РПН и ПБВ устанавливают в требуемые положения.
  3. Равенство групп соединения обмоток. ГОСТ определяет 12 основных групп соединения обмоток силового трансформатора. Каждая группа характеризуется своей схемой соединения обмоток и углом сдвига фаз. При подключении различных групп соединения обмоток на параллельную работу в сети образуется уравнительный ток, вследствие чего электрооборудование выходит из строя.
  4. Напряжения короткого замыкания каждого трансформатора различаются не более чем на десять процентов. При наличии большой разности напряжений короткого замыкания в паспортных данных, нагрузка между электрооборудованием будет распределяться неравномерно. На трансформатор с меньшим значением напряжения короткого замыкания будет распределено значительно больше электрической нагрузки, что негативно сказывается на его эксплуатации.
  5. Соблюдение фазировки силовых трансформаторов. При разноименном подключении фаз, в месте контакта образуется междуфазное короткое замыкание. Чтобы исключить возникновение подобных аварийных ситуаций, перед включением силовых трансформаторов на параллельную работу производят их фазировку при помощи специальных устройств.
Читайте также:  Повреждение электрическим током последствия

Источник



Распределение нагрузки при параллельной работе силовых трансформаторов

Распределение нагрузки при параллельной работе силовых трансформаторов с разными коэффициентами трансформации, напряжения короткого замыкания и групп соединения

При включении трансформаторов на параллельную работу, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений. При неравенстве вторичных напряжений трансформаторы будут загружаться уравнительным током даже в режиме ХХ. При работе под нагрузкой уравнительный ток наложится на ток нагрузки поэтому отклонения по коэффициенту трансформации допускается в пределах ±5 номинального значения. Нагрузка между трансформаторами распределяется прямопропорционально их мощностям и обратно пропорционально Uк. В общем случае неравенство Uк приводит к недогрузке одного трансформатора и перегрузке другого. Таким образом, при включении на параллельную работу трансформаторов с различными Uк трансформатор с меньшим Uк примет на себя большую нагрузку. Поэтому допускается отклонение Uк не более чем ±10 %, а отношение мощностей не более 1:3.

Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений обмоток, невозможна по той причине, что между вторичными обмотками одноименных фаз соединяемых трансформаторов появляется разность напряжений, обусловленная углом сдвига между векторами вторичных напряжений.

Источник

Параллельная работа трансформаторов

Параллельной работой двух или нескольких трансформаторов называется работа при параллельном соединении не менее чем двух основных обмоток одного из них с таким же числом основных обмоток другого трансформатора (других трансформаторов).

В целях правильного распределения нагрузки между параллельно работающими трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям параллельная работа двухобмоточных трансформаторов рекомендуется для случаев:
— равенства номинальных первичных и вторичных напряжений (допускается разность коэффициентов трансформации не более ± 0,5 %);
— тождественности групп соединения обмоток;
— равенства напряжений КЗ (допускается отклонение не более чем на ± 10 % средней величины).

При несоблюдении первого и второго условий в обмотках трансформаторов возникают уравнительные токи, которые в отдельных случаях, особенно при несовпадении групп, могут достигнуть и даже превысить значения тока КЗ. Несоблюдение третьего условия приводит к тому, что общая нагрузка распределяется между трансформаторами непропорционально их поминальным мощностям. Рекомендуется, чтобы отношение номинальных мощностей параллельно работающих трансформаторов не превышало 3:1.

На трансформаторных подстанциях обычно устанавливается несколько параллельно работающих трансформаторов. Это обусловлено следующими причинами:

Параллельное включение трехфазных трансформаторов осуществляется по схеме, приведенной на рис. 29.
При параллельной работе трансформаторов возникает проблема обеспечения равномерного распределения нагрузки между ними. Равномерность распределения нагрузки обеспечивается в том случае, если трансформаторы имеют

  • одинаковые группы соединения обмоток;
  • равные коэффициенты трансформации;
  • равные напряжения короткого замыкания.
Читайте также:  Как расчитать ток в лампочке

Если первые два условия соблюдены, то вторичные ЭДС параллельно включенных трансформаторов будут равны по величине и по фазе и поэтому будут уравновешивать друг друга. В противном случае уже на холостом ходу возникает уравнительный ток . Этот ток, складываясь с током нагрузки, вызывает неравномерное распределение нагрузки, а также дополнительные потери и нагрев трансформаторов. При большой разнице ЭДС ток может быть опасным для трансформаторов. Соблюдение третьего условия обеспечивает равномерное распределение токов между трансформаторами при нагрузке.
Анализ особенностей параллельной работы двух трансформаторов можно выполнить с помощью упрощенной схемы замещения (рис. 30). Трансформаторы в этой схеме представлены внутренними сопротивлениями и . В цепь второго трансформатора включен источник ЭДС , учитывающий несоблюдение первых двух условий параллельной работы трансформаторов,

.
Если , то ток нагрузки распределяется между трансформаторами обратно пропорционально их внутренним сопротивлениям:
; .
Если , то в замкнутом контуре, образованном сопротивлениями и , потечет уравнительный ток
,
вызывая неравномерное распределение тока нагрузки между трансформаторами:
;
.

Ввиду малого внутреннего сопротивления трансформатора уровень тока может быть весьма значительным. Например, при включении на параллельную работу трансформаторов с группами соединений обмоток Y/Y-0 и Y/D-11 вторичные ЭДС будут сдвинуты по отношению друг к другу на 30° (рис. 31). Принимая модули приведенных значений ЭДС и одинаковыми и равными 1 о.е., найдем из рис. 31 модуль ЭДС
При модуль уравнительного тока , вызванного этой ЭДС, превысит пятикратное значение
,
что недопустимо. Поэтому на параллельную работу включаются трансформаторы только с одинаковыми группами соединений обмоток.
Если трансформаторы имеют разные коэффициенты трансформации, то величина ЭДС может быть приближенно вычислена по выражению
.

Примем для определенности , тогда ЭДС будет находиться в противофазе с напряжением . При модуль уравнительного тока, вызванного этой ЭДС, составит
,
а его фаза будет определяться аргументами комплексных сопротивлений и . Появление уравнительного тока приведет к уменьшению нагрузки первого трансформатора и ее увеличению у второго (рис. 32). Для того, чтобы не вызвать серьезного нарушения параллельной работы трансформаторов, различие в коэффициентах трансформации не должно превышать 0,5%. При равенстве коэффициентов трансформации , и ток нагрузки будет распределяться обратно пропорционально сопротивлениям :
.
В общем случае эти токи не совпадают по фазе. Однако фазовый сдвиг незначителен и его можно не учитывать, тогда
. (26)
Выразим сопротивления короткого замыкания через их значения в относительных единицах:
;
.
Подставим эти выражения в формулу (26):
.
Так как напряжения параллельно работающих трансформаторов одинаковы, отношения токов можно заменить отношением мощностей:
.
Если , то трансформаторы будут нагружаться пропорционально их номинальным мощностям. Очевидно, что при этом условия параллельной работы являются наилучшими. Если же не равны, то сильнее будет нагружаться тот трансформатор, у которого меньше. Допускается включать на параллельную работу трансформаторы, у которых отличается от среднеарифметического не более чем на ±10%.

Источник