Группы соединения обмоток трансформатора параллельная работа трансформаторов



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 электрический 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.

Читайте также:  Как выбрать гвоздь строительный

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.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

8.2 Группы соединения обмоток и условия параллельной работы трехфазных трансформаторов.

Как первичные, так и вторичные обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены звездой и треугольником (рис.2.11 а,б). Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов в звезду и треугольник соответственно обозначают Y, . Начала фаз обмоток высшего напряжения обозначаются буквами А, В, С, а начала фаз обмоток низшего напряжения – а, в, с; концы фаз обмоок ВН – Х, Y, Z, а концы фаз обмоток НН – x, y, z. Если обмотка имеет выведенную нулевую точку, то в соответствующем обозначении указывается вывод нулевой точки, например: Y.

Читайте также:  12 4602 бокорезы rexant мини 120 мм никелированные авторазжим обливные рукоятки

Для включения на параллельную работу трансформаторы объединяются в группы, которые обозначают, например, следующим образом: Y/Y– 12, Y/ — 11 и т.д., где знак над чертой показывает схему соединения обмоток высшего напряжения, знак над чертой – схему соединения обмоток низшего напряжения, цифра – угол между векторами линейных ЭДС обмоток высшего и низшего напряжений, выраженных числом угловых единиц по 30 о .

Так первое обозначение группы показывает, что обмотки ВН и НН соединены в звезду, причем обмотки НН имеют выведенную нулевую точку и угол между векторами линейных ЭДС обмоток высшего и низшего напряжения равен или 0 0 .

Группы трехфазных трансформаторов зависят от схемы соединения обмоток, обозначения зажимов фаз обмоток высшего и низшего напряжений и от направления намотки.

Если направление намотки обмоток высшего и низшего напряжений одинаково, то индуктируемые в них ЭДС совпадают по фазе, если направление намотки встречное, то ЭДС находится в противофазе.

При соединении обмоток ВН и НН по схеме звезда с одинаковым направлением намотки (рис.2.12 а), а ЭДС, индуктируемые в фазах этих обмоток, совпадают по фазе (вектора Еа и ЕА, Ев и ЕВ, Ес и ЕС параллельны). Вектора линейных ЭДС соответствующих зажимов обмоток (ЕАВ и Еав) также параллельны, т.е. угол между ними 0 или 360 0 и трансформатор принадлежит к группе 12.

Если изменить обозначение зажимов обмоток НН (рис. 2.2б), то параллельными будут фазные векторы Ес и Еа, Еа и Ев, Ев и Ес, так как катушки фаз «с» и «А», «а» и «В», «в» и «С» находятся на одних и тех же стержнях и сцеплены одним потоком. Угол между векторами линейных ЭДС ЕАВ и Еав в этом случае равен 120°, т.е. группа 4.

Если обмотки НН намотать встречно обмоткам ВН или, что то же самое, изменить обозначения начал и концов фаз НН, то фазные ЭДС имеют встречное направление, а угол между векторами линейных ЭДС ЕАВ и Еав равен 180°, т.е. будет группа 6. В общем случае при соединении обмоток звезда-звезда Y/Y получается любая четная группа — 2,4,6,8,10,12.

При соединении звезда-треугольник (рис.2.13) вектора фазных ЭДС обмоток, находящихся на одних стержнях сердечника, при согласном направлении намоток (рис.2.13 а) имеют одинаковое направление (вектора ЕА и Еса, EВ и Еав, EС и Евс). Как известно, при соединении обмоток треугольником линейные ЭДС совпадают с фазными (UΔл = UΔФ ), а при соединении звездой линейные ЭДС сдвинуты на 30° по фазе относительно фазных (UYл =UYФ). Поэтому для схемы рис.2.13 а треугольники линейных ЭДС обмоток ВН и НН будут смещены на (-30°) или (+ 330°) (например, между векторами ЕАВ и Еав), т.е. имеет место группа 11.

Читайте также:  Магнитный поток трансформатора пропорционален

Рис. 2.13 Соединение обмоток по схеме

При встречном направлении намотки обмоток НН (рис.2.13 б) треугольники линейных ЭДС обмоток ВН и НН будут смещены на 150° (например, между векторами ЕАВ и ЕXY ), т.е. имеет место группа 5.

В общем случае при соединении обмоток звезда-треугольник Y/Δ получается любая нечетная группа 1,3,5,7,9,11.

При определении номера группы соединений трехфазных трансформаторов можно также пользоваться следующим условным правилом «часов». Если вектор первичного линейного напряжения совместить с минутной стрелкой часового циферблата, установленной на цифре 12, а вектор вторичного линейного напряжения — с часовой стрелкой, то номер группы выражается цифрами часового циферблата (один час на часовом циферблате соответствует углу в 30°).

В России стандартными группами являются группы Y/Y -12, Y/Y -6, Y/Δ — 11, Yo/Δ — 11. В этих группах обмотки ВН соединены по схеме «звезда» и фазная ЭДС в раз меньше, чем при соединений по схеме «треугольник», так как линейные напряжения для обоих схем одинаковы. Поэтому при соединении обмоток по схеме «звезда» проще, изоляция обмотки ВН и обмотки имеют меньшее число витков. Обмотки НН в стандартных группах преимущественно соединяются в треугольник, так как чувствительность к несимметрии нагрузок значительно меньше, чем при соединении по схеме «звезда». По схеме «звезда с нулем» (Y) можно получить два различных напряжения при четырехпроводной сети, например, 380/220 В или 220/127 В.

Параллельная работа трансформаторов целесообразна при переменном графике нагрузки трансформаторной подстанции. В этих случаях при наименьшей токовой нагрузке работает один трансформатор, с увеличением нагрузки число подключаемых трансформаторов увеличивается. При параллельной работе двух трансформаторов Tpl и Тр2 к общим шинам раздельно подключаются первичные и вторичные обмотки как показано на рис. 2.14 применительно к одной фазе. Параллельная работа позволяет повысить коэффициент полезного действия и упрощает обеспечение резерва.

Дня нормальной параллельной работы трансформаторов необходимо:

Равенство номинальных первичных и вторичных напряжений трансформаторов, т.е. коэффициентов трансформации.

Принадлежность трансформаторов к одинаковым группам.

Равенство напряжений короткого замыкания.

При невыполнении первых двух условий возникают уравнительная ЭДС ΔЕу и уравнительный ток Iу, показанный на рис. 2.14 стрелками.

При невыполнении первого условияΔЕу определяется из векторной диаграммы рис.2.15 а, а при невыполнении второго условия ( для случая соединения обмоток двух трансформаторов по схемам Y/Y — 12 и Y/Δ – 11, т.е. угла сдвига между вторичными напряжениями на 30°) из векторной диаграммы рис. 2.15 б.

Так как уравнительный ток замыкается по пути наименьшего сопротивления по вторичным обмоткам параллельно соединенных обмоток трансформаторов, минуя значительное сопротивление нагрузки Zн, то его величина может быть в несколько раз больше номинального, что выводит трансформаторы из строя.

Третье условие должно выполняться для того, чтобы токовая нагрузка распределялась между трансформаторами пропорционально их номинальной мощности. При его несоблюдении один из трансформаторов будет недогружен, а другой — перегружен.

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector