Включение трансформаторов на параллельную работу
- Подробности
- Категория: Практика
Параллельная работа трансформаторов, т. е. включение их на одни сборные шины ВН и НН, а также СН, возможна: а) при равенстве их первичных и их вторичных напряжений; б) при равенстве напряжений короткого замыкания; в) тождественности групп соединения обмоток. На этих же условиях возможна параллельная работа и автотрансформаторов, а также трансформаторов с автотрансформаторами.
У трансформаторов, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации, напряжения на зажимах вторичных обмоток неодинаковы. При включении таких трансформаторов на параллельную работу в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений.
Уравнительный ток равен:
где D U = U 1 — U 2 — разность вторичных напряжений трансформаторов; ZK 1 и ZK 2 — сопротивления первого и второго трансформаторов, определяемые по формуле
где u к% — напряжение КЗ трансформатора.
Пример. Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включаются на параллельную работу. Трансформаторы имеют следующие параметры: S 1 = S 2 =10000 кВ·А ; U 1 =6600 В; U 2 =6300 В; uk 1 = u к2 =8% ; группы соединения обмоток U/D-11. Определить уравнительный ток после включения на параллельную работу.
Решение. Номинальные токи трансформаторов
Сопротивления трансформаторов
Разность вторичных напряжений
Уравнительный ток
Из примера видно, что при неравенстве вторичных напряжений трансформаторы будут загружаться уравнительным током даже в режиме холостого хода. При работе под нагрузкой уравнительный ток налoжится на ток нагрузки. Уравнительный ток, загружая обмотки трансформаторов, увеличивает потери энергии в них и снижает суммарную мощность подстанции.
Поэтому разность вторичных напряжений при включении трансформаторов на параллельную работу должна быть минимальной. Отклонения по коэффициенту трансформации допускаются в пределах ±0,5% номинального значения. Напряжение короткого замыкания ик является постоянной для каждого трансформатора величиной, зависящей исключительно от его конструкции. При работе трансформатора под нагрузкой необходимо равенство их ик. Это объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально их мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. В общем случае неравенство ик приводит к недогрузке одного трансформатора и перегрузке другого. Если два трансформатора номинальной мощности S 1 и S 2 имеют различные напряжения короткого замыкания u к1 и u к2 соответственно, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по формуле где S ‘ и S » — реальные нагрузки первого и второго трансформаторов; u ‘к — некоторое эквивалентное напряжение короткого замыкания параллельно включенных трансформаторов.
Пример. На параллельную работу включаются два трансформатора мощностью S 1 =S 2 =10000 кВ·А , имеющих напряжения короткого замыкания u к1 =8%, u к2 =6,5% . Суммарная мощность нагрузки потребителей S = 20000 кВ·А. Определить, как распределится нагрузка между трансформаторами.
Решение. Эквивалентное напряжение короткого замыкания
Нагрузки трансформаторов
Таким образом, при включении на параллельную работу трансформаторов с различными напряжениями короткого замыкания трансформатор с меньшим uk примет на себя бόльшую нагрузку .Некоторое перераспределение (выравнивание) нагрузки в данном случае можно получить путем изменения коэффициента трансформации, т. е. повышением вторичного напряжения недогруженного трансформатора.
Но пользоваться этим способом в эксплуатации не следует, так как при этом возрастают потери от уравнительного тока. Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов возможно только при равенстве напряжений короткого замыкания. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонениями ик на основном ответвлении не более чем на ± 10%. Такое допущение связано с технологией изготовления трансформаторов, т. е. с отступлениями в размерах обмоток, влияющих на ик.
Рис. 1. 8. Разность напряжений ДU при сдвиге векторов вторичных напряжений U 1 и U 2 по фазе на угол d
Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении и, особенно в том случае, если они имеют меньшие
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 5 между векторами вторичных напряжений (рис. 1.8). Уравнительный ток при сдвиге векторов на угол 5 определяется по формуле
где u к1 и u К2 — напряжения короткого замыкания первого и второго трансформаторов; I 1 и I 2 — номинальные токи первого и второго трансформаторов соответственно.
Пример. Подсчитаем значение уравнительного тока, предположив, что на параллельную работу оказались включенными два трансформатора с одинаковыми номинальными токами ( I 1 = I 2 = I ) и одинаковыми напряжениями короткого замыкания (uk 1 =ик2=ик), но при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторичных обмоток на угол 60° (например, группы соединений Y/D-11 и Y/D-1).
В этом случае уравнительный ток равен:Например, при ик=6,5% уравнительный ток достигает почти восьмикратного значения номинального, что равносильно короткому замыканию.
Группы соединения обмоток в ряде случаев могут быть изменены путем перемаркировки выводов и соответствующего присоединения к ним шин. В других случаях необходимо вскрытие трансформатора для изменения группы соединения его обмоток.
О параллельной работе трансформаторов | Теорія
Параллельным включением трансформаторов называют такое их соединение, при котором одноименные выводы обмоток ВН и НН подключают к одноименным проводам (сборным шинам) сети. Параллельная работа (рисунок 1) трансформаторов удобна и экономична. Можно установить один трансформатор большой мощности, которой окажется достаточно для любой возможной нагрузки. Но тогда этот трансформатор придется держать включенным все время, хотя на полную мощность он будет работать только незначительную часть времени.
Таким образом, число работающих трансформаторов всегда соответствует нагрузке. В большинстве случаев экономия только на потерях в стали окупает за короткий срок дополнительные затраты на установку нескольких трансформаторов вместо одного. Однако не всякие трансформаторы можно включить на параллельную работу. Существует три условия, соблюдение которых совершенно необходимо для включения трансформаторов на параллельную работу. Первое условие заключается в том, что все включаемые параллельно трансформаторы должны иметь одинаковый коэффициент трансформации. Другими словами, первичные и вторичные обмотки должны быть рассчитаны на одинаковые напряжения. Но на практике встречаются случаи, когда у того или иного трансформатора коэффициент трансформации несколько отличается от необходимой величины. Так, вместо того, чтобы иметь коэффициент трансформации, равный, например, k = ω
Второе условие параллельной работы заключается в том, чтобы все включенные параллельно трансформаторы имели одинаковые напряжения короткого замыкания uк. Можно доказать, что общая нагрузка в таком случае распределяется между трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально их напряжениям короткого замыкания: Р = (Р
Другими словами, необходимо при равенстве напряжений ВН иметь еще и одинаковые углы между векторами линейных напряжений обмоток ВН и НН. Чтобы убедиться в необходимости одинаковых групп соединения, рассмотрим простой пример. Пусть два трансформатора имеют схемы и группы соединения Y/Δ — 11 и Y/Δ — 1. На рисунке 2, а, б показаны совмещенные векторы линейных напряжений обмоток ВН и НН первого и второго трансформаторов. Если первичные напряжения (ВН) у них одинаковы, то при параллельном соединении между вторичными напряжениями a1b1 и a2b2 появится сдвиг 60° (рисунок 2, в). Вследствие этого получится геометрическая разность напряжений a1b1 и a2b2, показанная на рисунке отрезком b1b2. Треугольник a1b1b2 равносторонний, поэтому отрезок b1b2 = a2b1 = a2b2, т. е. равен по величине линейному напряжению обмотки НН. а — группа соединения Y/Δ — 11; б — группа соединения Y/Δ — 1; в — векторная схема параллельного соединения трансформаторов с группами соединения 11 и 1 Рисунок 2 — Определение напряжения между обмотками НН параллельно работающих трансформаторов с разными группами соединений Итак, между обмотками НН параллельно работающих трансформаторов появляется напряжение, равное линейному напряжению НН, а следовательно, появляются уравнительные токи в обеих обмотках (ВН и НН). Таким образом, мы видим, что включение на параллельную работу трансформаторов с различными группами соединений недопустимо.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.
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.
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:
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.
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%.
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.
Вызвать электрика в Ростове на Дону можно по телефонам 89081775067 и 241 92 67
http://rostovelectric.ru/
http://vk.com/elektrik89381019528
http://ok.ru/group/51833654542481
http://vk.com/stroikarus
http://elektrik-rostov-do.wix.com/220-380
http://vk.com/gruzoperevozki_rostov_61
http://vk.com/parket_rostov_89064173503
https://vk.com/moto_rostov_na_donu
https://www.instagram.com/motoelektrik_rnd/
https://vk.com/skuter_rostov
https://ok.ru/group/54561223475345
https://yandex.ru/uslugi/profile/AlexSergeev-204022
https://vk.com/motovel
http://89081775067.tt34.ru/
http://wikimapia.org/39762599/ru/
248
Параллельная работа трансформаторов | Электротехника
Необходимость параллельной работы. При нескольких параллельно работающих трансформаторах можно без уменьшения требуемой для потребителей мощности ремонтировать выходящие из строя трансформаторы, иметь резерв при выходе из строя отдельных трансформаторов, отключать часть трансформаторов при уменьшении нагрузки (для уменьшения потерь), равномерно распределять нагрузку между трансформаторами.
Эти преимущества привели к широкому распространению параллельной работы трансформаторов.
Условия параллельной работы. Схема двух однофазных параллельно работающих трансформаторов изображена на рис. 2.23, а эквивалентная схема — на рис. 2.24 (—сопротивление короткого замыкания – см. п.2.7.2.). Под нормальной параллельной работой трансформаторов понимают работу, при которой в режиме холостого хода нет тока в цепи вторичных обмоток, а при питании потребителей (в режиме нагрузки) токи распределяются пропорционально номинальным мощностям трансформаторов.
В режиме холостого хода (рис. 2.23) в цепи вторичных обмоток может быть так называемый уравнительный ток
.
Этот ток в цепи вторичных обмоток загружает трансформатор и вызывает неоправданный нагрев его обмоток и дополнительный расход энергии.
В режиме нагрузки уравнительные токи накладываются на токи потребителей и создают неравномерную нагрузку трансформаторов. Уравнительного тока в трансформаторах нет, если или . Таким образом, первым необходимым условием нормальной параллельной работы трансформаторов является равенство номинальных вторичных напряжений.
Из эквивалентной схемы параллельно работающих трансформаторов (рис. 2.24) следует, что токи в двух параллельно включенных обмотках распределяются обратно пропорционально сопротивлениям короткого замыкания:
Умножив и разделив правую часть равенства на , получим:
, (2.23)
Выражение (2.23) показывает, что токи между трансформаторами распределяются пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. Если , то нагрузка между трансформаторами распределяется пропорционально номинальным мощностям трансформаторов. Таким образом, равенство напряжений короткого замыкания является вторым необходимым условием нормальной параллельной работы трансформаторов.
Если при соблюдении первых двух условий параллельной работы поменять местами концы одной из обмоток трансформатора, то в контуре вторичных обмоток ЭДС и будут направлены не встречно, а согласно, что равносильно короткому замыканию трансформатора.
Для трехфазных трансформаторов также требуется идентичность групп соединения. Если это условие не выполнено, ЭДС и соответствующей пары обмоток не совпадают по фазе и в результате появляется уравнительный ток, который может значительно превысить номинальное значение тока и даже быть близким к току короткого замыкания. Например, при соединении групп и угол сдвига фаз между одноименными ЭДС (напряжениями) составит 30° и, как показывают расчеты, уравнительный ток будет в 5 раз больше номинального.
Следовательно, третьим условием нормальной параллельной работы трансформаторов является идентичность групп соединения обмоток.
Главная Услуги Загрузить | При переменном графике нагрузки экономически выгодной может оказаться установка на подстанции двух (реже – более двух) трансформаторов, которые работают на общую электросеть. При небольшой нагрузки сети работает один трансформатор, а при возрастании потребления электроэнергии параллельно подключают другой Условия работыПараллельная работа трансформаторов возможна при соблюдении следующих требований: Схема подключениясхема подключения параллельной работы трансформаторов |
Параллельная работа трансформаторов
Необходимость параллельной работы трансформаторов
Под параллельной работой двухобмоточных трансформаторов понимается работа трансформаторов (двух, трех или более) при параллельном соединении как первичных, так и вторичных обмоток.
Параллельная работа нескольких трансформаторов имеет ряд следующих технических и экономических преимуществ по сравнению с работой одного мощного трансформатора:
а) надежность снабжения потребителей электроэнергией, так как выход из строя одного из трансформаторов не лишает потребителей энергии. Нагрузка выбывшего трансформатора может быть временно принята полностью или частично оставшимися трансформаторами;
б) резервная мощность трансформаторов при их параллельном включении будет значительно меньшей, чем при питании потребителей от одного мощного трансформатора;
в) в периоды снижения нагрузок (в течение суток или весеннего и летнего сезона) в энергетических системах — на повышающих, понижающих или на районных трансформаторных подстанциях,— часть трансформаторов может быть отключена, что обеспечит более экономичный режим работы подстанции за счет уменьшения потерь холостого хода трансформаторов и их загрузки на максимальный к. п. д.;
г) Постепенное развитие подстанций. При подключении новых потребителей электрической энергии увеличение трансформаторной мощности может быть выполнено дополнительным включением одного или нескольких трансформаторов на параллельную работу. Это особенно необходимо на районных понижающих подстанциях, снабжающих энергией большие промышленные районы.
Новое строительство, электрификация различных отраслей народного хозяйства, расширение действующих предприятий требуют из года в год увеличения мощностей электрических установок, а следовательно, и большего отпуска электроэнергии районными подстанциями.
Следует строго отличать параллельную работу трансформаторов от совместной, когда они включены лишь одной стороной на общие шины. На рис. 1-1 показаны различные примеры включения трансформаторов одной стороной на общие шины. На рис. 1-1,а показана совместная работа двух повышающих трансформаторов, когда первичные обмотки их включены на общие шины 6 300 в, а вторичные работают раздельно; на рис. 1,1,б — совместная работа трех понижающих трансформаторов, включенных со стороны первичных обмоток (ВН) на общие шины 110 000 в, а вторичные обмотки работают раздельно, а на рис. 1-1,в — совместная работа двух повышающих трансформаторов, включенных вторичными обмотками на общие шипы 121 000 в, в то время как их первичные обмотки электрически не связаны.
Рис. 1-1. Различные виды совместной работы трансформаторов
а — совместная работа повышающих трансформаторов со стороны обмоток НН б — совместная работа повышающих трансформаторов со стороны обмоток ВН; в — совместная работа повышающих трансформаторов со стороны обмоток BН.
Совместная работа трансформаторов, т. е. случаи, когда трансформаторы одной из своих обмоток (безразлично какой) работают на общие шины, нами рассматриваться не будут. Ниже будут рассмотрены различные случаи параллельной работы трансформаторов, т. е. когда первичные и вторичные обмотки трансформаторов соединены параллельно (рис. 1-2).
Рис. 1-2. Параллельная работа четырех трансформаторов.
Условия параллельной работы трансформаторов
При параллельной работе двухобмоточных трансформаторов нагрузка между ними будет распределяться пропорционально их номинальной мощности лишь при следующих условиях:
Номинальные напряжения первичных и вторичных обмоток трансформаторов должны быть соответственно равны.
Напряжения короткого замыкания должны быть равны.
Группы соединений обмоток трансформаторов должны быть тождественны, т. е. параллельно работающие трансформаторы должны принадлежать к одной группе.
Кроме того, согласно ГОСТ отношение наибольшей номинальной мощности к наименьшей не должно превышать 3:1.
Суммарная нагрузка параллельно включенных трансформаторов согласно ГОСТ должна быть такова, чтобы ни один из трансформаторов не был нагружен более его нагрузочной способности. ГОСТ допускает параллельную работу трансформаторов и при неполном равенстве номинальных напряжений и напряжений короткого замыкания при условии, чтобы ни один из параллельно включенных трансформаторов не был нагружен более его нагрузочной способности.
Согласно новому ГОСТ, имеются следующие три указания, относящиеся к параллельной работе трансформаторов:
Допускается параллельная работа двухобмоточных трансформаторов и трехобмоточных трансформаторов между собой на всех трех обмотках, а также двухобмоточных с трехобмоточными, если предварительным расчетом установлено, что пи одна из обмоток параллельно соединенных трансформаторов не нагружается выше ее нагрузочной способности на тех ответвлениях и в тех режимах, в которых предусматривается параллельная работа.
Параллельная работа трансформаторов с отношением номинальных мощностей больше чем 3 не рекомендуется.
При параллельной работе трансформаторов с РПН (РПН— регулирование напряжения путем переключения ответвлений обмотки трансформатора под нагрузкой), имеющих дистанционное ручное или автоматическое управление, их приводы должны обеспечивать при подаче команды на переключение практически одновременное окончание процесса переключения с одного ответвления па другое для всех параллельно работающих трансформаторов.
Трансформаторы с РПН мощностью ниже 1 000 кВА не предназначены для параллельной работы.
Ещё по теме:
Параллельная работа трансформаторов
Назначение параллельной работы трансформаторов
При (параллельной работе первичные обмотки трансформаторов включены на общую первичную сеть, а историчные обмотки—на общую вторичную сеть.
Параллельно могут быть включены два и более трансформаторов. Параллельная работа целесообразна при суточных или сезонных колебаниях нагрузки, а также в случае, когда нагрузка подстанции увеличивается постепенно, в течение ряда лет.
Параллельная работа трансформаторов позволяет при снижении нагрузки отключать часть трансформаторов, уменьшая расход энергии «а покрытие магнитных потерь в них. При этом проще решается проблема резервирования, так как в случае выхода из строя какого-либо трансформатора остальные могут полностью или частично принять на себя его нагрузку. Когда нагрузка подстанции увеличивается постепенно, устанавливают несколько трансформаторов последовательно по мере роста нагрузки.
Параллельное включение трансформаторов применяют и в более сложных случаях, например, когда сеть низшего напряжения (осветительная) имеет большую протяженность. Такую сеть питают несколькими трансформаторами в различных местах, что уменьшает падение напряжения в линии и дает возможность применять провода меньшего сечения для устройства такой линии. Так как нагрузка обычно неравномерно распределена по длине линии, трансформаторы размещают в главных пунктах нагрузки.
В некоторых случаях используют совместную работу нескольких трансформаторов на общую сеть нагрузки, первичные обмотки которых включены в различные сети с различными напряжениями. Например, в местности, где благодаря обилию гидравлической энергии сооружают несколько гидравлических электростанций, появляются несколько линий электропередачи. В точках пересечения линий электропередачи возникают пункты отбора энергии и электроснабжение определенного района производится несколькими электростанциями. Трансформаторы, включенные на одну я ту же сеть низкого напряжения в нескольких ее пунктах, со стороны высшего напряжения включены в различные сети с различными первичными напряжениями.
Основной трудностью, возникающей при параллельной работе трансформаторов, является обеспечение равномерного распределения нагрузки между ними.
При включении на параллельную работу трансформаторов, одинаковых по мощности и конструкции, нагрузка равномерно распределяется между ними автоматически благодаря симметрии всех параллельных цепей. Однако на практике приходится часто включать параллельно трансформаторы, не одинаковые по мощности и различные в конструктивном отношении. В этом случае равномерное распределение нагрузок между параллельно работающими трансформаторами часто оказывается невозможным. При параллельном включении трансформаторов их вторичные обмотки образуют замкнутую цепь, в которой не должно возникать каких-либо неуравновешенных напряжений или э. д. с, т. е. сумма э. д. с. вторичных обмоток должна быть равна нулю.
— Руководство для электрика по однофазным трансформаторам
Может наступить время, когда ваш трансформатор приблизится к полной нагрузке. На данный момент у вас есть два варианта.
Замените трансформатор на более мощный.
Параллель в новом трансформаторе.
Иногда практичнее подключить новый трансформатор параллельно, так как время простоя минимально.
Три правила и правда (для параллельного анализа)
Перед параллельным подключением трансформаторов должны быть выполнены три условия.
1. Трансформаторы должны иметь одинаковое номинальное первичное и вторичное напряжение.
Если номинальные напряжения трансформаторов не совпадают, большие циркулирующие токи будут течь как в первичной, так и во вторичной обмотке. Циркуляционные токи — это токи, которые протекают между двумя трансформаторами, но не через нагрузки. Меньший трансформатор будет действовать как нагрузка на больший трансформатор. Из-за низкого сопротивления обмотки трансформатора циркулирующие токи могут оказаться довольно большими и опасными.
Несмотря на то, что во вторичных обмотках трансформаторов индуцируются напряжения переменного тока, одинаковые циркулирующие токи протекают во вторичных обмотках.
Любой ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора, должен согласовываться с током в первичной обмотке, чтобы в первичных обмотках создавалась надлежащая CEMF. Ток в первичной обмотке равен вторичному току, деленному на отношение витков. Это означает, что циркулирующие токи, пропорциональные токам во вторичных обмотках, также будут протекать в первичных обмотках.
2. При подключении необходимо соблюдать полярность клемм трансформаторов.
Это по-прежнему позволяет вам соединять трансформатор с вычитающей полярностью параллельно с трансформатором с аддитивной полярностью, если вы убедитесь, что соединительные клеммы имеют одинаковую мгновенную полярность.
Рисунок 10. Циркуляционные токиМожно заменить вторичные обмотки трансформатора батареями, чтобы проанализировать, что произойдет, если не будет соблюдена правильная полярность.На рисунке 11 показаны две батареи с одинаковым напряжением, подключенные неправильно , параллельно. Батареи действуют так, как будто они соединены последовательно друг с другом, и только сопротивление самих обмоток ограничивает ток.
Этот ток будет довольно большим и, скорее всего, превысит номинальные значения обмоток и приведет к сгоранию трансформатора.
Опять же, любой ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора, должен согласовываться с током в первичной обмотке, чтобы в первичных обмотках создавалась правильная CEMF.Ток в первичной обмотке равен вторичному току, деленному на отношение витков.
Вы должны убедиться, что мгновенные полярности всех соединенных вместе клемм всегда одинаковы.
3. Все трансформаторы должны иметь одинаковый импеданс в процентах.
Это то, о чем мы поговорим позже. Использование одинакового процентного импеданса важно для обеспечения того, чтобы трансформаторы распределяли нагрузку в соответствии со своими возможностями.Например, при одинаковом процентном сопротивлении трансформаторы 100 кВА и 25 кВА могут быть соединены параллельно, так что трансформатор 100 кВА всегда несет в четыре раза большую нагрузку, чем трансформатор 25 кВА.
Когда трансформатор нагружен, его напряжение на клеммах изменяется из-за падения IZ (линейных потерь) в обмотках. Процентное сопротивление — это просто выражение полного сопротивления трансформатора в процентах от номинального полного сопротивления нагрузки трансформатора при полной нагрузке. Если трансформаторы имеют одинаковый процент импедансов, то их напряжения на клеммах равны, если трансформаторы несут равный процент от их токов полной нагрузки.Это гарантирует, что трансформаторы распределяют нагрузку в соответствии со своими индивидуальными возможностями.
Рассмотрим трансформаторы 100 кВА и 25 кВА, упомянутые ранее. Если эти два трансформатора имеют одинаковый импеданс в процентах, то вместе они могут обеспечивать нагрузку 125 кВА без превышения номинальных значений любого трансформатора.
Однако, если два трансформатора имеют разные процентные сопротивления, трансформатор с меньшим процентным сопротивлением будет перегружен, прежде чем они достигнут 125 кВА.
Рисунок 11. Полярность линии Соблюдение полярности при параллельном подключении трансформаторовВозможно параллельное соединение трансформаторов разной полярности. Вы должны помнить, что вы подбираете полярности. Ранее мы узнали, что h2 и X1 всегда имеют одинаковую полярность, поэтому важно уделять очень пристальное внимание полярности трансформаторов.
При разработке чертежей трансформатора необходимо соблюдать последовательность:
- Вы определяете полярность питающей линии.
- Полярность питающей линии определяет первичную полярность трансформатора.
- Первичная полярность определяет вторичную полярность трансформатора.
- При подключении убедитесь, что отрицательные стороны соединены вместе, а положительные — соединены вместе.
На видео ниже показано, как правильно соединить параллельные обмотки.
youtube.com/embed/67wyNpjYo8Y?feature=oembed&rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
Этот тест определяет, соблюдена ли правильная полярность.
Снова используйте обмотки в качестве батарей, чтобы определить мгновенную полярность. Начните с одной стороны вольтметра и продолжайте движение к другой стороне.
- Если соблюдена правильная полярность, то вольтметр должен показывать ноль вольт.
- Если цепь неправильно подключена, вы увидите, что два напряжения суммируются. Это вызовет большие циркулирующие токи и каблазалфлам!
На рисунке 12 две батареи подключены параллельно с соблюдением полярности , и вольтметр установлен вместо последнего подключения.Напряжение замыкания, измеренное вольтметром, должно составлять ноль вольт.
Если вы проследите за схемой, вы увидите, что при правильном подключении батарей они расположены последовательно друг напротив друга. (То есть два напряжения противоположны друг другу.)
На рисунке 6 две батареи подключены параллельно с неправильной полярностью и с вольтметром, установленным вместо последнего подключения, как и раньше. Теперь он измеряет напряжение включения, равное удвоенному напряжению батареи.Если вы проследите за схемой, вы увидите, что при неправильном подключении батарей они включены последовательно, что помогает. (То есть два напряжения складываются вместе.)
Рис. 13. Проверка замыкания переменного тока хороша. На рис. 13 показан вольтметр, используемый для проверки напряжения замыкания на двух параллельно включенных трансформаторах. Мгновенная полярность первичной шины изображена в виде двух батарей, чтобы мы могли лучше визуализировать взаимосвязь между двумя обмотками. Начав с одной стороны счетчика и перейдя к другой стороне, мы можем рассчитать, что счетчик будет показывать ноль вольт и безопасен для подключения.
На рисунке 14 показан вольтметр, используемый для проверки напряжения замыкания на двух трансформаторах, которые неправильно подключены параллельно . Вольтметр теперь показывает вдвое большее вторичное напряжение. В этом случае не снимайте вольтметр , а не и выполняйте окончательные подключения, иначе вы можете столкнуться с каблазалфламом. Вместо этого вы должны исправить неправильное подключение и повторить тест.
Параллельная работа трансформаторов | электрическаялегкость.com
Иногда возникает необходимость подключить более одного трансформатора параллельно, например, для обеспечения избыточной нагрузки номинальной мощности существующего трансформатора. Если два или более трансформатора подключены к одному источнику питания на первичной стороне и к одной и той же нагрузке на вторичной стороне, то это называется параллельной работой трансформаторов .
Необходимость параллельной работы трансформаторов
Зачем нужна параллельная работа трансформаторов?
- Повышенная нагрузка: Когда нагрузка увеличивается и превышает мощность существующего трансформатора, другой трансформатор может быть подключен параллельно к существующему трансформатору для питания увеличенной нагрузки.
- Отсутствие большого трансформатора: Если нет большого трансформатора, который мог бы удовлетворить общую потребность в нагрузке, два или более малых трансформатора могут быть подключены параллельно для увеличения мощности.
- Повышенная надежность: если несколько трансформаторов работают параллельно, и в одном из них возникает неисправность, то другие параллельные трансформаторы продолжают обслуживать нагрузку. А неисправный трансформатор можно вывести на ремонт.
- Небольшие трансформаторы легче транспортировать: если место установки расположено далеко, транспортировка небольших трансформаторов проще и может быть экономичной.
Условия параллельной работы
Когда два или более трансформатора должны работать параллельно, для правильной работы должны быть соблюдены определенные условия. Эти условия —
- Соотношение напряжений всех подключенных трансформаторов должно быть одинаковым.
Если соотношение напряжений не одинаковое, то вторичные обмотки не будут показывать одинаковое напряжение, даже если первичные обмотки подключены к одной шине. Это приводит к возникновению циркулирующего тока во вторичных обмотках и, следовательно, также будет отражаться циркулирующий ток на первичной стороне.В этом случае трансформаторы потребляют значительный ток даже без нагрузки. - Сопротивление на единицу (о.е.) каждого трансформатора на его собственной базе должно быть одинаковым.
Иногда может потребоваться параллельная работа трансформаторов разных номиналов. Для правильного распределения нагрузки падение напряжения на каждой машине должно быть одинаковым. То есть трансформатор большего размера должен потреблять эквивалентный большой ток. Поэтому на единицу импеданс подключенных трансформаторов должен быть одинаковым. - Полярность всех подключенных трансформаторов должна быть одинаковой, чтобы избежать циркуляции токов в трансформаторах.Полярность трансформатора означает мгновенное направление наведенной ЭДС во вторичной обмотке. Если полярности противоположны друг другу, течет огромный циркулирующий ток.
- Чередование фаз должно быть идентичным для всех параллельных трансформаторов.
Это условие относится только к многофазным трансформаторам. Если чередование фаз неодинаково, трансформаторы нельзя подключать параллельно. - Полное сопротивление короткого замыкания должно быть примерно одинаковым (так как на практике добиться идентичного сопротивления очень сложно).
▷ Преимущества параллельных трансформаторов
Я хочу представить здесь преимущества использования и эксплуатации параллельных трансформаторов СН / НН в распределительных сетях .
Имея такой опыт, мне будет интересно получить отзывы от других инженеров.
Распределительная сеть с двумя параллельными трансформаторами СН / НН
За весь свой опыт я ни разу не встречал работающей электроустановки, где использовалась бы работа параллельных трансформаторов.Когда-то мы использовали это решение при проектировании сварочного цеха, в основном для уменьшения падения напряжения в сети и поддержания стабильного уровня тока короткого замыкания. Но заказчик остановил проект, и идея пропала. Ниже представлен список преимуществ такого решения, как это видно. Было бы здорово, если бы заинтересованные инженеры прокомментировали и делились опытом по этому поводу.
В целом применение параллельных трансформаторов позволяет получить следующие преимущества:
1) Снижение общей мощности электрических трансформаторов (по сравнению с раздельной их работой).Достигнуто снижение общей установленной мощности:
- за счет снижения общей нагрузки до разнообразия нагрузок, подключенных к различным трансформаторам
- за счет использования более высокой нагрузки параллельных трансформаторов
- минус необходимое резервирование на случай отказа электрического трансформатора
2) Снижение потерь электроэнергии в электрических трансформаторах из-за возможного отключения ненагруженных трансформаторов
3) Повышение качества электроэнергии за счет стабильного уровня тока короткого замыкания во всей сети
4) Повышение надежности срабатывания защитных устройств при коротких замыканиях фазы на землю в сети.
5) Возможность ввода электротрансформаторов в поэтапную работу
Допускаются параллельные трансформаторы при условии, что ни одна из обмоток не будет нагружена током, превышающим допустимый для этой обмотки.
Конечно, существуют ограничения на использование параллельно подключенных электрических трансформаторов. Например, РФ «Правила технического обслуживания потребителей электроэнергии » разрешает работу параллельных трансформаторов при следующих условиях:
- соединения обмоток трансформаторов имеют одинаковые векторные группы
- коэффициент мощности трансформаторов менее 1. 3
- скорости трансформации различаются не более чем на +/- 0,5%
- напряжения короткого замыкания не изменяются более чем на +/- 10% Трансформаторы
- имеют одинаковую полярность фаз
3Артем Кропачев
Параллельная работа однофазных трансформаторов
Параллельная работа двух или более трансформаторов означает, что все первичные обмотки трансформаторов подключены к общему источнику питания, а их вторичные обмотки питаются к общей шине, через которую подключена нагрузка.Для параллельной работы трансформаторов необходимо, чтобы их первичные и вторичные обмотки были подключены параллельно.
Параллельная работа двух или более трансформаторов имеет много преимуществ по сравнению с одним большим трансформатором. Хотя использование одного большого трансформатора вместо двух или более трансформаторов, соединенных параллельно, дешево, но, тем не менее, из-за следующих преимуществ, параллельная работа трансформаторов предпочтительна там, где это необходимо:
- С двумя трансформаторами или трансформаторами энергосистема становится более надежной.Если в одном из трансформаторов возникнет неисправность, неисправный трансформатор можно будет удалить из схемы, поддерживая пониженный уровень электропитания за счет исправных трансформаторов. Таким образом, Power System становится более надежной.
- В зависимости от нагрузки трансформаторы можно включать и выключать. Таким образом, потери в трансформаторе снижаются, а система становится более эффективной и экономичной.
- Если потребность в мощности со временем увеличивается, можно использовать дополнительный резервный трансформатор, чтобы удовлетворить потребность в мощности.
Различные условия, которые должны выполняться для параллельной работы двух или более однофазных трансформаторов:
a) Трансформаторы должны иметь одинаковое соотношение напряжений, т.
Е. Первичные обмотки трансформаторов должны быть подключены к одному источнику питания; их вторичные обмотки должны иметь одинаковое напряжение.
b) Эквивалентное полное сопротивление утечки в Ом должно быть обратно пропорционально соответствующему номинальному значению в кВА.Другими словами, мы можем сказать, что у всех трансформаторов должно быть одинаковое сопротивление утечки на единицу, основанное на их собственном номинальном значении кВА.
c) Отношение эквивалентного реактивного сопротивления утечки к эквивалентному сопротивлению, т.е. xe / re должно быть одинаковым для всех трансформаторов.
d) Трансформаторы должны быть подключены правильно с учетом их полярности.
Следует отметить, что условие а) должно выполняться строго для параллельной работы трансформаторов. Разница во вторичном напряжении приведет к циркуляции тока во вторичной обмотке, который может повредить обмотку.
Если два трансформатора A и B имеют одинаковое соотношение напряжений, это означает одинаковое вторичное напряжение холостого хода. Если падение импеданса первичной утечки для трансформаторов A и B одинаково, то их вторичные напряжения на клеммах E , и E b должны быть одинаковыми, и, следовательно, не будет никакого циркулирующего тока.
E a = E b
Эквивалентная схема для двух трансформаторов A и B, относящихся к вторичной стороне, показана ниже.
Рассмотрим левый рисунок, показанный выше.Здесь V — общее вторичное напряжение на клеммах, ток нагрузки I распределяется как I a и I b трансформаторами A и B соответственно. Сопротивление нагрузки Z.
.Уравнение напряжения для трансформатора A,
E a — I a Z ea = V = IZ
Поскольку, E a = E b , поэтому
E b — I a Z ea = IZ ………………… (1)
Уравнение напряжения для трансформатора B,
E b — I b Z eb = V = IZ ……………… (2)
Из уравнений (1) и (2),
E b — I a Z ea = E b — I b Z eb
Следовательно,
I a Z ea = I b Z eb
Мы видим, что эквивалентное падение полного сопротивления утечки для обоих трансформаторов одинаково, поэтому мы можем перерисовать модель схемы, как показано ниже.
Поскольку общий ток нагрузки I делится между трансформаторами A и B, поэтому используется закон Кирхгофа,
I a = [Z eb / (Z ea + Z eb )] xI
I b = [Z ea / (Z ea + Z eb )] xI
Умножение обеих сторон на напряжение нагрузки В,
VI a = IVx [Z eb / (Z ea + Z eb )] ⇒ S a = S [Z eb / (Z ea + Z eb )]
VI b = IVx [Z ea / (Z ea + Z eb )] ⇒ S b = S [Z ea / (Z ea + Z eb )]
Когда более двух трансформаторов работают параллельно, уравнение напряжения этих трансформаторов говорит, что трансформатор A, B, C, D…., можно записать как
E a — I a Z ea = E b — I b Z eb = …… = IZ = V
Если напряжения без нагрузки этих трансформаторов равны, то есть E a = E b = E c =…. = E, то
E — I a Z ea = E — I b Z eb =…. = V
Приведенное выше уравнение показывает, что трансформатор с более низким значением тока полной нагрузки должен иметь более высокое значение эквивалентного полного сопротивления утечки в Ом, чтобы удовлетворять приведенному выше уравнению.Таким образом, мы можем сказать, что для того, чтобы трансформаторы распределяли нагрузку пропорционально их номинальной мощности в кВА, они должны иметь эквивалентное полное сопротивление утечки, обратно пропорциональное их номинальной мощности в кВА.
Например, если трансформатор 1000 кВА имеет эквивалентное сопротивление утечки Z ea = 2 Ом, то для параллельной работы трансформатор 500 кВА должен иметь Z eb = 4 Ом.
WAZIPOINT
| Fig- Схема параллельного подключения трансформатора A и B |
Что такое параллельная работа трансформатора и зачем она нужна?
Параллельная работа трансформатора означает, что несколько трансформаторов с одинаковыми характеристиками работают с одинаковым напряжением от уникального источника напряжения для обеспечения одинакового уровня напряжения для общей нагрузки.
Короче говоря, при параллельной работе трансформаторы подключены, так как первичные обмотки находятся в общем источнике напряжения, а вторичные обмотки находятся в общей нагрузке. Простая схема параллельной работы двух трансформаторов показана на рисунке выше.
Для обеспечения большей нагрузки, чем у существующего трансформатора A, второй или дополнительный трансформатор B можно подключить параллельно с существующим трансформатором, как показано на рисунке выше.
Здесь вы увидите, что первичные обмотки подключены к шинам питания, а вторичные обмотки подключены к шинам нагрузки. При параллельном подключении двух или нескольких трансформаторов важно, чтобы их выводы одинаковой полярности были подключены к тем же шинам, что и на рисунке выше.
Причина параллельной работы трансформаторов на практике
Наиболее важные причины Параллельная работа для электрического трансформатора резюмируются ниже:
- Физически непрактично и неэкономично иметь один большой трансформатор для тяжелых и больших нагрузок.Итак, лучшее и мудрое решение — подключить несколько трансформаторов параллельно;
- Параллельная работа трансформатора снижает резервную мощность электрической подстанции. Возможно использование соответствующего количества трансформаторов в соответствии с требованиями требуемой нагрузки подстанции;
- Трансформатор параллельного управления обеспечивает возможность поэтапного увеличения мощности подстанции путем простого добавления дополнительного трансформатора подстанции для питания нагрузки, превышающей мощность уже установленного трансформатора;
- Параллельная работа предоставляет прекрасную возможность заменить неисправный трансформатор без перерыва, просто замените неисправный трансформатор на новый;
- При параллельной работе , если какой-либо трансформатор в системе будет выведен из эксплуатации из-за технического обслуживания или осмотра, подача питания будет продолжена за счет ремонта трансформаторов и не будет нарушена.
Необходимые условия для параллельной работы нескольких трансформаторов
Для удовлетворительной параллельной работы трансформатора без каких-либо происшествий необходимы два основных условия.- Полярность трансформаторов должна быть одинаковой;
- Коэффициент трансформации трансформатора должен быть одинаковым.
Мы можем обобщить необходимые и соблюдаемые определенные определенные условия, которые должны быть выполнены, чтобы избежать любых местных циркулирующих токов, вызывающих непредвиденные происшествия.Чтобы разделить общую нагрузку в соответствии с номинальной мощностью трансформатора в кВА, необходимы следующие условия:
- Первичные обмотки трансформаторов должны соответствовать напряжению и частоте питающей сети;
- Трансформаторы должны быть правильно подключены с учетом полярности;
- Номинальное напряжение первичных и вторичных обмоток должно быть одинаковым;
- Избегайте циркулирующего тока и работы с различным коэффициентом мощности, импеданс в процентах должен быть одинаковым по величине;
- Для трансформаторов с разными номинальными значениями кВА эквивалентные импедансы должны быть обратно пропорциональны индивидуальному номинальному значению кВА.
Условия параллельной работы трехфазного трансформатора
На рисунке вверху поясняется схема подключения для параллельной работы однофазного трансформатора. Теперь мы хотели бы узнать схему подключения трехфазного трансформатора , работающего параллельно, , как показано ниже:
| Рис. Схема параллельного подключения трехфазного трансформатора |
Трехфазный трансформатор может быть двух типов по подключению —
- Соединение треугольником; И
- Соединение звездой или Y.
Комбинация трехфазного трансформатора для оперативной параллельной работы и неработающей параллельной работы:
Трехфазный трансформатор Параллельная работа Комбинация , которая может работать и не работать, список, как показано ниже:
Следующие четыре группы векторов могут работать параллельно, для трехфазного трансформатора.
| Оперативник Параллельная работа | ||
1 | ∆∆ | ∆∆ или YY |
2 | ГГ | YY или ∆∆ |
3 | ∆y | ∆y или Y∆ |
4 | Y∆ | Y∆ или ∆y |
Следующие четыре группы векторов не могут работать , параллельная работа для трехфазного трансформатора.
| Параллельная работа в нерабочем состоянии | ||
Трансформатор-А | ||
Параллельная работа между трехфазными трансформаторами идеально работает, когда нет циркулирующих токов в разомкнутой цепи, а распределение нагрузки между трансформаторами пропорционально их номинальным значениям в кВА.
Существуют необходимые условия для трехфазного трансформатора в параллельной работе между двумя или более:
- Коэффициент трансформации без нагрузки такой же;
- Полное сопротивление трансформатора в процентах такое же;
- Соотношение сопротивления к реактивному сопротивлению трансформатора такое же;
- Полярность трансформатора такая же;
- Чередование фаз трансформатора такое же;
- Собственное сдвиг фаз между клеммами первичной и вторичной обмоток трансформатора одинаков;
- Соотношение мощностей соответствующих обмоток трансформатора такое же.
Недостатки параллельной работы трансформатора
Хотя параллельная работа трансформатора имеет много преимуществ, мы не можем избежать некоторых недостатков параллельной работы.Основные недостатки параллельной работы трансформатора:
- Необходимо увеличить мощность автоматического выключателя из-за увеличения токов короткого замыкания;
- Увеличивается риск циркулирующих токов, что увеличивает потери и снижает нагрузочную способность;
- Рейтинги автобусов могут быть слишком высокими;
- Трансформаторы параллельной работы значительно снижают импеданс трансформатора;
- Управление и защита трех параллельно подключенных устройств более сложны.
Наконец, мы можем сказать, что два или более трансформатора подключены параллельно, это означает, что несколько первичных обмоток подключены к шине питания, а такое же количество вторичных обмоток подключено к нагрузочным шинам в сети параллельной работы трансформатора .
Параллельная работа однофазных трансформаторов
В прошлой статье мы рассмотрели причины и условия параллельной работы двух и более трансформаторов.Теперь давайте посмотрим на параллельную работу однофазных трансформаторов и на то, как между ними распределяется нагрузка.
Разделение нагрузки двумя трансформаторами:
Давайте рассмотрим два трансформатора A и B, подключенных параллельно к шине питания (первичной) и нагрузочной (вторичной), как показано ниже. Точно так же два или более трансформатора могут быть подключены параллельно в зависимости от увеличения нагрузки.
Обобщим условия удовлетворительной параллельной работы однофазных трансформаторов,
- Трансформаторы должны соответствовать напряжению и частоте сети питания.
- Полярность трансформатора должна быть обеспечена правильным подключением.
- Трансформация или передаточные числа трансформаторов должны быть одинаковыми.
- Полное сопротивление трансформаторов в процентах (на единицу) должно быть одинаковым.
- Соотношение сопротивления трансформатора к реактивному сопротивлению должно быть таким же.
Для удовлетворительной параллельной работы трансформаторы должны соответствовать вышеуказанным условиям. В противном случае в условиях холостого хода локализованный циркулирующий ток будет создаваться из-за неравных наведенных ЭДС во вторичных обмотках для выравнивания напряжения в каждом трансформаторе.Таким образом, когда два трансформатора нагружены, это приводит к неравной доле нагрузки по отношению к их полной выходной мощности в кВА и вызывает перегрузку другого трансформатора. Эквивалентная схема двух трансформаторов с неодинаковыми наведенными ЭДС показана ниже.
Однако на практике построить такие идентичные трансформаторы сложно. Чтобы уменьшить циркулирующий ток, разница между коэффициентами напряжения трансформаторов должна быть как можно меньше. Это возможно, когда разница между токами намагничивания трансформаторов очень мала.
Циркулирующий ток вызовет нежелательные эффекты, такие как,
- Полная мощность трансформаторов в кВА не может быть использована в полной мере.
- Перегружает один трансформатор из параллельно соединенной группы.
- Увеличиваются потери в меди в обмотках трансформаторов.
с равным коэффициентом напряжения:
Когда два трансформатора, работающие параллельно, имеют равные отношения напряжений (например, E
A = E B = E), общий ток нагрузки будет делиться между ними обратно пропорционально их эквивалентному сопротивлению.Поскольку отношения напряжений одинаковы, если пренебречь токами намагничивания двух трансформаторов, эквивалентная схема, называемая вторичной, представлена, как показано ниже.
Пусть,
- Z A и Z B = Импедансы трансформаторов A и B соответственно.
- I A и I B = токи, подаваемые на нагрузку от трансформаторов A и B соответственно.
- В 2 = Напряжение нагрузки на общей клемме.
- I = комбинированный ток нагрузки
- В 1 = общее входное напряжение питания.
Из приведенной выше схемы уравнение напряжения можно записать как
Где Z
AB = комбинированное полное сопротивление Z A и Z B . Поскольку оба параллельны, эквивалентный импеданс равен,Из уравнения (1), I
A определяется как,Подставляя значение Z
AB из уравнения (2) в уравнение (3),Аналогично, I
B определяется как,Умножая с обеих сторон на V
2 × 10 -3 получаем,Пусть,
- Q = V 2 I × 10 -3 = Комбинированная нагрузка, кВА
- Q = V 2 I A × 10 -3 = кВА, передаваемая трансформатором A
- Q = V 2 I B × 10 -3 = кВА, передаваемая трансформатором B
Если отношения сопротивления к реактивному сопротивлению не равны, коэффициенты мощности трансформаторов A и B будут разными, и выражение для подаваемой мощности останется прежним.Следовательно, должна быть обратная зависимость между передаваемой кВА и импедансом трансформатора, чтобы разделить нагрузку на его полную мощность на выходе без перегрузки.
Векторная диаграмма параллельно работающих трансформаторов с указанием их количества приведена ниже.
Также ознакомьтесь — Необходимость и условия параллельной работы трансформаторов
Почему параллельная работа трансформаторов выгодна?
Рекомендуется установить несколько трансформаторов меньшего номинала параллельно, а не устанавливать электрический трансформатор большего номинала.
Это сделано для того, чтобы обеспечить максимальную доступность, гибкость и эффективность системы электроснабжения. Давайте разберемся во всем этом подробнее.
В случае какой-либо неисправности или требований к техническому обслуживанию, в случае одного трансформатора, его необходимо полностью отключить для проведения работ. Но в случае установки нескольких параллельных трансформаторов только те, которые требуют технического обслуживания, могут быть отключены, в то время как другие трансформаторы будут работать параллельно, чтобы удовлетворить требования нагрузки без каких-либо перерывов.Это увеличивает доступность трансформаторов в любое время.
Для максимальной гибкостиПотребность в энергосистеме может колебаться в любой момент времени. Полагая, что спрос в будущем возрастет, если в настоящее время установить трансформатор большего номинала, это не будет считаться разумным, поскольку это приведет только к ненужным вложениям денег. А что, если в будущем спрос снизится? Следовательно, параллельная работа трансформаторов намного лучше, поскольку это обеспечивает гибкость при добавлении или удалении трансформаторов в соответствии с увеличением и уменьшением требований к энергосистеме соответственно в будущем.
Для максимальной эффективностиУтверждается, что силовые трансформаторы обеспечивают максимальный КПД при работе с полной нагрузкой. Параллельная работа нескольких трансформаторов даст нам возможность запускать только то количество трансформаторов, которое требуется для выполнения общей нагрузки, требуемой приложением, при отключении тех, которые не требуются. Таким образом сокращаются потери и повышается эффективность.
Теперь вы, возможно, были достаточно удовлетворены, чтобы поверить, что параллельная работа нескольких трансформаторов меньшего номинала намного выгоднее, чем работа одного трансформатора более высокого номинала.
Итак, покупайте трансформаторы меньшего номинала прямо сейчас у Miracle Electronics, ведущего производителя трансформаторов в Индии , чтобы получить трансформаторы высочайшего качества, изготовленные из лучших в своем классе материалов, обеспечивающих долгий срок службы продукции.
Однако помните, что когда вы решаете запустить несколько трансформаторов параллельно, они должны удовлетворять определенным условиям, чтобы работать эффективно. Эти условия включают одинаковую полярность, одинаковую последовательность фаз, одинаковое соотношение напряжений и одинаковое процентное сопротивление между всеми трансформаторами, устанавливаемыми параллельно.
- Полярность — это мгновенное направление наведенной ЭДС во вторичной обмотке трансформатора. Убедитесь, что мгновенные направления наведенной вторичной ЭДС в двух подключенных трансформаторах одинаковы, когда в оба из них подается одинаковая входная мощность.
- Последовательность фаз — это порядок, в котором фазы достигают своего максимального положительного напряжения. Если последовательность фаз двух параллельно соединенных трансформаторов не идентична, каждая пара фаз будет замкнута накоротко во время цикла.
- Коэффициент напряжения — Если два трансформатора, соединенные параллельно с одним и тем же первичным напряжением питания, имеют разное соотношение напряжений, будет разница во вторичных напряжениях. Даже небольшая разница напряжений вызовет значительно высокий циркулирующий ток, что приведет к ненужным дополнительным потерям I2R.
- Импеданс в процентах — Импеданс трансформатора в процентах — это значение на единицу их импеданса. Эти значения двух параллельно работающих трансформаторов должны быть идентичны, потому что полное сопротивление этих трансформаторов обратно пропорционально их номинальным значениям MVA; и ток, разделяемый двумя трансформаторами, должен быть пропорционален их номинальным значениям МВА.
