При каких условиях разрешается параллельная работа трансформаторов

Подключение нескольких трансформаторов на параллельную работу обусловлено требованием решения существенных проблем связанных с электроснабжением потребителей, это:

1. Повышение нагрузки в сети, превышающей мощность основного трансформатора.
2. Безопасная эксплуатация трансформаторов, так как вероятность отказа сразу 2 тр-ров чрезвычайно мала.
3. Недостаток наличия расчетного места (в основном это габаритные размеры по высоте) для одного мощного трансформатора.
4. Использование трансформаторов в соответствии со стандартными габаритными размерами на территории электроустановки.

При выполнении условий работы трансформаторов, подключенных параллельно, величина полной мощности должна быть равна суммируемым величинам мощностей. В этом случае должно соблюдаться условие равенства величин сопротивлений в сети и коэффициента трансформации. В случае несоблюдения равенства величин мощности происходит разделение нагрузки соответственно номиналам, но при этом коэффициенты трансформации должны быть одинаковыми.

Рекомендация: В случае разницы мощностей трансформаторов более чем в 2 раза режим работы, подключенных в параллель трансформаторов, не должен быть постоянным.

Условия включения трансформаторов на параллельную работу

Параллельная работа подразумевает обязательные и, несомненно, важные условия параллельной работы трансформаторов, всего существует 5 условий.

1. Самое важное условие параллельной работы – сфазированность трансформаторов, в противном случае произойдет короткое замыкание. Фазировка выполняется при помощи цепей вторичного напряжения. Фазировка трансформатора обуславливает согласование фаз всех рабочих элементов электрической цепи со стороны высокого и низкого напряжения.
2. Напряжения на первичных и вторичных обмотках обоих трансформаторов должны иметь равное значение. Напряжение трансформаторов должно соответствовать классу изоляции. Из этого следует, что коэффициенты трансформации (Ктр) также должны быть равными, их различие не должно быть выше +-0.5%.. разница Ктр или даже несовпадение состояния РПН или ПБВ соответствующего положения отпаек, способствует возникновению результирующего напряжения, которое появляется во вторичной обмотке.
3. Напряжения короткого замыкания обоих трансформаторов должны быть также равны, это требование вытекает из того, что чем выше напряжение к. з. тем выше значение сопротивления обмотки, а значит, трансформатор с малым значением напряжения (Uк.з.) будет работать с постоянным перегрузом из-за потребления высокой нагрузки, максимальная разница в отношении Uк.з не должна превышать 10%.
4. Группы соединений обмоток должны соответствовать друг другу и быть одинаковыми. Разные группы соединений влекут сдвиг фазы, что способствует возникновению уравнительных токов.
5. Мощность обоих трансформаторов не должна быть различной более чем в 3 раза, если это условие не выдержано трансформатор с меньшей мощностью будет перегружен.

Соблюдая условия включения трансформаторов на параллельную работу, достигается надежность и безопасность работы электроустановки.

Параллельная работа трансформатора характеризуется особенной работой обмоток. К первичным контурам подводится питающая сеть. Подключение обмотки вторичного типа производится к общей сети. Исходящее электричество питает различных потребителей.

Требования сети

Включение трансформаторов на параллельную работу вызвано определенными особенностями эксплуатации электроустановок. Представленный подход позволяет решить проблемы электроснабжения.

При параллельном подключении силовых трансформаторов удается избежать увеличения токов основного устройства. Система менее подвержена перегрузкам. В процессе параллельного подключения обмоток трансформатора уменьшается показатель сбоев в работе электросети. Вероятность, что не будут работать сразу два трансформаторных устройства, крайне мала.

При эксплуатации силового оборудования высокой мощности необходимо обеспечить достаточное пространство (в высоту) для установки агрегата. В небольшом помещении допускается параллельная работа трансформаторов, согласно ПУЭ. На территории одной электроустановки со стандартными размерами пространства возможно использовать необходимое количество силовой аппаратуры. Для увеличения продуктивности, безопасности работающих от разных источников агрегатов, потребуется правильно создать параллельное соединение обмоток.

Особенности

Параллельное соединение трансформаторов тока должно выполнять установленные правила и условия включения. Силовые агрегаты при включении должны характеризоваться определенным показателем полной мощности. Эта величина соответствует сумме мощностей соединенных приборов. При этом выполняется условие. Величины сопротивлений, коэффициент трансформации в процессе включения трансформаторов на параллельную работу, равны.

Если величины мощности неодинаковы, нагрузка делится в соответствии с номиналами. Это происходит при условии равенства коэффициента трансформации подключаемых объектов.

Существует правило. Разрешается допускать соединения параллельным включением установок с мощностью выше в 2 раза. В этом случае нужно следить за работой агрегатов. Трансформаторы не функционируют постоянно.

Условия

Существуют определенные условия параллельной работы трансформаторов. Всего установлено 5 пунктов. Включенные приборы работают правильно при следующих условиях:

1. Фазировка. Выполнение этого условия трансформаторами является обязательным. Иначе будет наблюдаться короткое замыкание. Токи вторичных цепей позволяют выполнить фазировку. Фазы соединений согласовываются со стороны низкого, высокого напряжения.
2. Напряжение на обмотках вторичных и первичных катушек при соединении должно быть разным. Это условие выполняется с соблюдением особенностей изоляции. Коэффициент трансформации всех элементов системы должен быть идентичным. Соединить устройство допускается, если отклонение показателя не превышает 0,5 %.
3. Напряжение короткого замыкания равно для всех агрегатов. Это способствует выполнению обмотками установленных функций. Сопротивление контура возрастает при высоком напряжении короткого замыкания. Увеличивая его уровень для маломощного агрегата, можно получить перегрузку. Для нормальных условий функционирования системы при выполнении стандартов отклонение между показателями короткого замыкания устройств не превышает 10%.
4. Включить параллельным соединением допускается одинаковые обмотки, соответствующие друг другу. При несоблюдении этого условия работающими приборами вырабатываются уравнительные токи. Наблюдается сдвиг фазы.
5. Мощность аппаратуры не должна отличаться в 3 раза. Это является важным условием правильной работы системы. В противном случае мощный прибор увеличивает нагрузку на следующие приборы. Маломощные агрегаты будут перегружены. Соединять подобные устройства запрещается правилами безопасности.

Следуя перечисленным условиям, обеспечивается стабильная, эффективная работа силового оборудования. Безопасность и надежность функционирования системы повышается.

Невыполнение условий

Если не соблюдается хотя бы одно из условий, следует ожидать сбоев в работе оборудования. Нужно знать, в каком случае эксплуатация коммутированной установки будет небезопасной.

При использовании разных типов соединения появляется сдвиг фаз. При этом по контурам будет бежать ток, превышающий установленные производителем параметры. Максимальное увеличение значения появляется при возникновении короткого замыкания. Сдвиг фазы при этом составляет 180º для трансформаторов с группами обмоток 12 и 6.

Следующая небезопасная ситуация возможна при неравенстве коэффициентов трансформации. Во вторичной обмотке появится результирующее напряжение. Электричество будет протекать по цепи на холостом ходу.

При несовпадении показателей короткого замыкания будут неравны внутренние сопротивления. На холостом ходу электричество не появится, но нагрузка распределится в обратной зависимости от их сопротивления. Маломощный агрегат в такой ситуации будет перегружен.

Выполнение фазировки

Чтобы избежать появления короткого замыкания, на низшем выводе напряжения проводится фазировка. Если этот показатель в указанной точке не превышает 1000 В, применяется вольтметр. Его настраивают на соответствующий уровень напряжения.

Фазируемые обмотки соединяют. Это позволит получить замкнутый контур. Обмотки могут иметь заземленную нейтраль или выпускаться без нее. В первом случае контур замыкается через землю. Сопротивление между выводами замеряется. Результат сопоставляется с указанными производителем значениями.

Если нейтраль в конструкции не предусмотрена, потребуется ставить последовательно перемычку между соответствующими выводами двух трансформаторов. Между ними замеряют напряжение. Чтобы обеспечить безопасную работу агрегатов, соединяют те выводы, между которыми при замере не было напряжения.

Рассмотрев особенности параллельного соединения трансформаторных устройств, а также условия и рекомендации по проведению этого процесса, можно обеспечить стабильную и безопасную работу системы. Это предоставляет массу преимуществ в процессе энергоснабжения потребителей электричеством.

2.4. Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов (автотрансформаторов) разрешается при следующих условиях:

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

соотношение мощностей трансформаторов не более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении, особенно в том случае, если они имеют меньшие напряжения КЗ (u к);

коэффициенты трансформации отличаются не более чем на +0,5 %;

и к отличаются не более чем на ±10 %;

произведена фазировка трансформаторов.

Для выравнивания нагрузки между параллельно работающими трансформаторами с различными напряжениями КЗ допускается в небольших пределах изменение коэффициента трансформации путем переключения ответвлений при условии, что ни один из трансформаторов не будет перегружен.

Во избежание значительных величин уравнительного тока, которые возникают при включении трансформаторов на параллельную работу, разность вторичных напряжений должна быть минимальной.

Напряжение КЗ является постоянной величиной для каждого трансформатора, зависящей от его конструкции. При работе трансформаторов под нагрузкой необходимо равенство этих напряжений. Это требование объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально напряжениям КЗ. Неравенство напряжений КЗ приводит к недогрузке одного параллельно работающего трансформатора и перегрузке другого. Если два трансформатора номинальной мощности S 1 и S 2 имеют различные напряжения КЗ u к1 и u к2 соответственно, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по следующей формуле:

Выравнивание нагрузки в данном случае можно достичь путем изменения коэффициента трансформации за счет повышения вторичного напряжения недогруженного трансформатора. Однако при этом возрастают потери от уравнительного тока, вследствие чего данный способ в эксплуатации нерентабелен.

Оптимальное использование установленной мощности трансформаторов возможно лишь при равенстве напряжений КЗ. Однако в эксплуатации допускается включение трансформаторов на параллельную работу с 10 %-ным отклонением U к в сторону увеличения или уменьшения, что связано с конструкцией трансформаторов (размерами обмоток) и технологией их изготовления.

Группы соединения обмоток в ряде случаев могут быть изменены путем перемаркировки выводов и соответствующего присоединения к ним шин. В противном случае необходимо вскрывать трансформатор для изменения группы соединения его обмоток.

На практике важной проблемой является определение экономически целесообразного числа параллельно включенных трансформаторов.

На ПС с двумя и более трансформаторами целесообразно иметь на параллельной работе такое число трансформаторов, при котором активные потери ХХ всех включенных трансформаторов и активные потери КЗ будут наименьшими.

Потери ХХ Р х — величина постоянная, не зависящая от нагрузки трансформатора.

Потери КЗ Р к зависят от нагрузки и изменяются пропорционально квадрату тока, возрастая от нуля до полных потерь пропорционально росту нагрузки соответственно от нуля до номинальной мощности.

При возрастании нагрузки к n параллельно включенным трансформаторам подключают еще один трансформатор, если

при снижении нагрузки отключают один из трансформаторов, если

Формулы (2.7) и (2.8) применимы только для однотипных трансформаторов одинаковой мощности. При наличии на ПС неоднотипных трансформаторов различной мощности пользуются кривыми приведенных потерь, которые строят на одной координатной плоскости для каждого трансформатора и для нескольких одновременно включенных трансформаторов.

Для того чтобы отключение по экономическим соображениям части трансформаторов не отразилось на надежности электроснабжения, выводимые в резерв трансформаторы снабжаются устройствами АВР. Исходя из необходимости сокращения числа оперативных переключений частота вывода трансформатора в резерв по экономическим соображениям не должна превышать 2–3 раз в сутки.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.