Параллельная работа трансформаторов
Параллельной работой называется совместная работа двух или нескольких трансформаторов, питающихся от одной и той же сети, на общую нагрузку. Например, практически на каждой современной оконечной понизительной подстанции 10/0,4 кВ, обеспечивающей питание жилых комплексов или цехов предприятий, устанавливают два параллельно работающих трансформатора. Наличие второго трансформатора увеличивает надежность электроснабжения, повышает его бесперебойность. Параллельно работают трансформаторы на повышающих подстанциях генерирующих электрических станций, на районных и главных понизительных подстанциях. Кроме увеличения надежности применение двух или нескольких трансформаторов позволяет лучше учитывать неизбежное развитие нагрузки в последующем.
Недостатком применения вместо одного мощного трансформатора двух или нескольких меньшей мощности является очевидное увеличение расхода материалов и увеличение суммарных потерь.
Основная проблема, возникающая при параллельной работе трансформаторов, заключается в обеспечении равномерного распределения нагрузки между ними. Рассмотрим условия параллельной работы трансформаторов, используя их эквивалентную схему замещения (рис. 2.23,а и б).
Рис. 2.23. Схема включения трансформаторов при параллельной работе (а) и их схема замещения (б)
Чтобы трансформаторы TpI и ТрII, включенные на параллельную работу, работали успешно, необходимо, чтобы при холостом ходе в их обмотках не возникали уравнительные токи и чтобы нагрузка распределялась между обоими трансформаторами в соответствии с их номинальной мощностью. Рассмотрим условия параллельной работы трансформаторов.
Если ЭДС вторичных обмоток Ē20I и Е̄20II параллельно работающих трансформаторов при холостом ходе не равны, то под воздействием разности ЭДС ∆E в контуре обмоток возникает уравнительный ток, ограничиваемый лишь их сопротивлениями (рис. 2.24,a), тем больший, чем больше разность ЭДС. Это вызывает перетек мощности от одного трансформатора к другому, а следовательно, неравномерную нагрузку трансформаторов, сопровождающуюся увеличением потерь и нагрева.
Рис. 2.24. Возможные векторные диаграммы вторичных ЭДС при параллельной работе трансформаторов
Величина уравнительного тока
ĪУР = (Ē20I - Ē20II) / (ZKI + ZKII). (2.46)
Из изложенного следует, что первым необходимым условием для включения трансформаторов на параллельную работу является равенство их вторичных ЭДС, т. е. вторичных напряжений холостого. При этом трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации. На практике допускается параллельная работа силовых трансформаторов, имеющих различие в коэффициентах трансформации не более 0,5%, а для трансформаторов с k > 3 — не более 1%.
Вторым необходимым условием является совпадение по фазе ЭДС вторичных обмоток Ē20I и Ē20II чтобы их векторная разность была равна нулю. При невыполнении этого условия между одноименными зажимами вторичных обмоток возникает разность ЭДС ∆Е (рис. 2.24), вызывающая появление уравнительного тока. Это условие выполняется лишь тогда, когда параллельно работающие трансформаторы принадлежат к одной группе соединений.
Из схемы замещения (рис. 2.23,б) видно, что токи трансформаторов пропорциональны сопротивлениям короткого замыкания:
IIZKI = III ZKII или II / III = (1 / ZKI)/(l / ZKII).
Умножив и разделив левую часть на номинальные значения токов трансформаторов и приравняв и , получим:
,
откуда, с учетом коэффициентов загрузки β1 = I1 / I1Н, = III / I IIH, имеем:
. (2.47)
Поскольку = II / IIH= SI / SIH = S*I , = III / IIIH,=SII / SIIH = S*II, то:
. (2.48)
Из выражения (2.48) следует, что при равенстве напряжений коротких замыканий каждый из параллельно работающих трансформаторов будет нагружен до номинальной мощности. Если они не равны, то перегружен будет трансформатор с меньшим значением uK. Тогда приходится уменьшать общую нагрузку трансформаторов, которые в результате будут недогружены, а их установленная мощность будет недоиспользована. Выражения (2.47) и (2.48) справедливы для любого числа трансформаторов.
Следует также иметь в виду, что реактивная составляющая напряжения короткого замыкания мощных трансформаторов больше, а активная меньше, чем у трансформаторов меньшей мощности, что даже при равенстве uK вызывает появление уравнительных токов. Поэтому для параллельной работы используют трансформаторы, мощность которых может отличаться не более, чем в три раза.
Дата добавления: 2021-12-14; просмотров: 277;