Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов необходима по тем же причинам, что и параллельная работа генераторов:

а) обеспечение резервирования при энергоснабжении потребителей в случае аварии и необходимости ремонта трансформаторов;

б) уменьшение потерь энергии в периоды малых нагрузок подстанции путем отключения части параллельно работающих трансформаторов.

При эксплуатации параллельно включенных трансформаторов важно, чтобы нагрузка между ними распределялась пропорционально их номинальным мощностям. Сформулируем требования к трансформаторам, при выполнении которых эти условия выполняются.

Пусть параллельно включены п трехфазных трансформаторов, имеющих разные номинальные мощности S_нI; S_нII; S_нn. На рис. 2.11, а представлена однолинейная схема включения трехфазных трансформаторов, в равной степени относящаяся к любой из фаз трехфазной схемы.

Параллельную работу трансформаторов принято считать идеальной, если возможно осуществить режим максимальной нагрузки так, чтобы ее полная мощность S_mах была равна сумме номинальных мощностей всех трансформаторов:

S_mах = S_нI + S_нII + …+ S_нn. (2.33)

Идеальные условия, как видно из рис. 2.11, соответствуют полному использованию каждого из параллельно включенных трансформаторов. Условие (2.33) может быть выполнено, если дополнительно соблюдены условия:

1. Ток нагрузки I (рис. 2.11) равен арифметической сумме вторичных токов трансформаторов I_2I, I_2II, ..., I_2n или, другими словами, если все вторичные токи совпадают по фазе.

2. При увеличении нагрузки каждый трансформатор нагружается пропорционально его номинальной мощности.

3. При отсутствии нагрузки (I = 0) вторичные токи трансформаторов также равны нулю.

Для выполнения условия 3, очевидно, необходимо, чтобы вторичные линейные напряжения всех трансформаторов имели одинаковое значение и совпадали по фазе, то есть чтобы трансформаторы принадлежали к одной группе и имели одинаковые коэффициенты трансформации. Выполнимость условий 1 и 2 легко установить из схемы замещения параллельно работающих трансформаторов, представленной на рис. 2.11, б. Видно, что вторичные токи трансформаторов I_2I^’, I_2II^’, ..., I_2n^’ будут совпадать по фазе, если аргументы сопротивлений короткого замыкания Z_кI , Z_kII , ..., Z_kn будут одинаковыми.

При нагрузке каждый трансформатор будет нагружаться пропорционально своей номинальной мощности, если относительные значения их сопротивлений короткого замыкания Z_кI , Z_kII , ..., Z_kn (или напряжения короткого замыкания) будут равны.

Рис. 2.11. Распределение нагрузок между n параллельно включенными трансформаторами: а) схема включения трансформаторов,

б) схема замещения

Итак, идеальные условия параллельной работы трансформаторов можно сформулировать следующим образом:

1) трансформаторы должны иметь обмотки одной и той же группы соединения;

2) трансформаторы должны обладать одинаковыми коэффициентами трансформации;

3) напряжения короткого замыкания и их составляющие должны быть одинаковыми у всех трансформаторов.

Однако в практике эксплуатации трансформаторов выполнить эти идеальные условия удается не всегда.