Параллельная работа трансформаторов

В системах электроснабжения промышленных предприятий во многих случаях эксплуатации электрооборудования возникает необходимость параллельной работы трансформаторов. Параллельная работа трансформаторов с нагрузками, пропорциональными их номинальным мощностям, возможна при следующих условиях:

равенство первичных и вторичных напряжений (равенство коэффициентов трансформации в пределах стандартных допусков);

равенство напряжений КЗ (в пределах стандартных допусков);

тождественность групп соединения обмоток.

Параллельно могут работать трансформаторы в следующих сочетаниях:

только двухобмоточные;

только трехобмоточные на всех трех обмотках;

двухобмоточные с трехобмоточными, если эксплуатирующей организацией предварительным расчетом установлено, что ни одна из обмоток параллельно соединенных трансформаторов не нагружается выше ее нагрузочной способности на тех ответвлениях и в тех режимах, в которых предусматривается параллельная работа.

При включении на параллельную работу трансформаторов с различными коэффициентами трансформации напряжения на зажимах их вторичных обмоток будут различными. Разность вторичных напряжений вызывает прохождение уравнительных токов. Значение уравнительного тока может быть подсчитано по формуле

(2.1)

где ∆ U= U ₁ - U ₂ — разность вторичных напряжений первого и второго трансформаторов; Z_{K 31} и Z_K32 — полные сопротивления КЗ первого и второго трансформаторов. Полное сопротивление КЗ трансформатора определяют по формуле

 (2.2)

 

где U_{K 3%} — напряжение КЗ.

Пример. Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включают на параллельную работу. Трансформаторы имеют следующие технические данные: S _Ном2 = S_{H ом l} = 40 MB∙A; U_{H ом l} = 10,5 кВ; U_{H ом2} = 10 кВ; U_{K 3 l} = U_{K 32} = 8,5 %; группа соединения обмоток Y /Д— 11. Определить уравнительный ток после включения трансформаторов на параллельную работу.

Решение. Найдем номинальные токи трансформаторов:

Полные сопротивления КЗ трансформаторов определим по формуле (2.2):

Ом;

Ом.

Разность вторичных напряжений ∆ U= 10500 - 10000 = 500 В. Уравнительный ток найдем по формуле (2.1):

А.

Уравнительные токи, загружая обмотки трансформаторов, увеличивают потери энергии и снижают суммарную мощность подстанции, поэтому прохождение их нежелательно. У трансформаторов, включаемых на параллельную работу, коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на ±0,5%.

Различие в значениях напряжений КЗ трансформаторов обусловливает распределение между ними общей нагрузки пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально напряжениям КЗ:

 (2.3)

где S — общая нагрузка; и { — реальные нагрузки трансформаторов;  и  — номинальные мощности трансформаторов;  и  — напряжения КЗ трансформаторов;  — эквивалентное напряжение КЗ параллельно включенных трансформаторов.

Из формулы (2.3) следует, что большую нагрузку принимает на себя трансформатор с меньшим значением напряжения КЗ.

Пример. На параллельную работу включают два трансформатора с =  = 40 MB ∙А и = 8,5%; = 7,5 %. Суммарная нагрузка потребителей S= 80 MB-А. Определить распределение нагрузки между трансформаторами.

Решение. Найдем эквивалентное напряжение КЗ:

 

Определим нагрузки трансформаторов:

MB∙A;

 MB∙A;

 

Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов может быть только при равенстве напряжений КЗ. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонением напряжений КЗ от их среднего значения, но не более чем на +10 %. Это допущение связано с тем, что при изготовлении трансформаторов возможно отступление в размерах обмоток, влияющих на U^ (в пределах производственных допусков).

Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более трех. Объясняется это тем, что даже при небольших эксплуатационных перегрузках трансформатор меньшей мощности может оказаться сильно перегруженным в процентном отношении, особенно в том случае, если у него меньше С/к3.

Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений, невозможна по той причине, что между их вторичными обмотками возникает напряжение, обусловленное углом сдвига ф между векторами вторичных напряжений.

Уравнительный ток во вторичной обмотке определяется по формуле:

где φ — угол сдвига векторов вторичных напряжений трансформаторов;  и — номинальные токи первого и второго трансформаторов.

Пример. Определить уравнительный ток, предположив, что на параллельную работу были ошибочно включены два трансформатора, имеющих одинаковые технические данные ( = = ; = = ), при наличии сдвига векторов линейных напряжений в их вторичных обмотках (например, при группах соединений Г/Д-11 и 7/Д-1).

Решение. В этом случае уравнительный ток во вторичной обмотке

Если предположить, что = 7,5%, то уравнительный ток достигнет почти семикратного номинального значения, т.е. параллельная работа трансформаторов с разными группами соединений обмоток невозможна.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: