Материал: Лекция 07 Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов

Условия параллельной работы трансформаторов. На повы-

шающих и понижающих трансформаторных подстанциях обычно устанавливаются в зависимости от мощности подстанции два, три или более параллельно работающих трансформаторов (рис. 9.1).

Параллельная работа трансформаторов необходима последующим причинам:

1)обеспечение резервирования в энергоснабжении потребителей

вслучае аварии и необходимости ремонта трансформаторов;

2)уменьшениепотерь энергиив периоды малых нагрузок подстанции путем отключения части параллельно работающих трансформаторов.

Для достижения наилучших условий параллельной работы трансформаторов необходимо, чтобы общая нагрузка подстанции распределялась между параллельно работающими трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям. Такое распределение нагрузки достигается при условиях, когда параллельно работающие трансформаторы имеют: 1) одинаковые группы соединений обмоток; 2) равные первичные и вторичные номинальные напряжения или, что то же самое, равные коэффициенты трансформации; 3)

равные напряжения короткого замыкания.

Если первые два из этих условий соблюдены, то вторичные напряжения соответствую-

щих фаз параллельно включён-

ных трансформаторов на холо- однофазных a ) и трёхфазных б) стом ходу, когда вторичные об-

мотки разомкнуты, будут равны по величине и по фазе. По-

этому при включении вторичных обмоток на общие шины в этих обмотках при отсутствии нагрузки не возникает никаких токов. В противном случае уже на холостом ходу возникают уравнительные токи Iу , которые будут циркулировать по замкнутым контурам, образуе-

мым вторичными обмотками параллельно включенных трансформаторов, и трансформироваться также на первичные обмотки. На рис. 9.1, а такие токи показаны штриховыми стрелками. Уравнительные токи, если они даже и не очень велики и поэтому не приводят к аварии, складываясь при подключении потребителей с токами нагрузки, вызывают неравномерную нагрузку, а также излишние потери и нагрев трансформаторов.

Соблюдение третьего из указанных условий обеспечивает равномерное распределение нагрузки между трансформаторами.

Отметим, что при первом включении трансформаторов на параллельную работу необходимо проверить их фазировку, т. е. убедиться в том, что на одну и ту жешину включаются такие фазы отдельных трансформаторов, напряжения которых совпадают по фазе. Способы фазировки трансформаторов изложены в ГОСТ 3484–65.

а б Рис. 9.2, а – схема опыта фазировки, б – векторные диаграммы напряжений

а б Рис. 9.3, а – схема опыта фазировки при перепутанных обозначениях начала и

конца фазы b второго трансформатора, б – векторная диаграмма напряжений

Чтобы определить однопотенциальные зажимы вторичных обмоток трансформаторов, включаемых на параллельную работу, т.е. провести опыт "фазировки", необходимо сделать следующее: обозначить зажимы первичных обмоток обоих трансформаторов А1Х1, и А2Х2 и т.д., соединить их параллельно. Затем соединить один из зажимов вторичной обмотки первого трансформатора (например а1) слюбым зажимом втори-

чной обмотки второго трансформатора (например а2) и измерить разность потенциалов между оставшимися свободными зажимами (рис. 9.2, а). Если напряжение между соответствующими свободными зажимами Ub1b2 и Uc1c2 равно нулю, то это указывает на их один потенциал,

т.е. на одинаковость направления намотки, маркировки и схемы соединений. На рис. 9.2, б изображены векторные диаграммы напряжений вторичных обмоток первого и второго трансформаторов, соответствующих данному случаю. Из этих диаграмм видно, что линейное напряжение Ub1a1 включеновстречно линейному напряжению Ub2a2 .

Если у одного из трансформаторов перепутаны обозначения начала и конца фазы, например, фазы "b" второго трансформатора (рис. 9.3, а), то вольтметр покажет Ub1b2 = 2Uф . Соответствующая вектор-

ная диаграмма дана на рис. 9.3, б.

Возможен случай, что фазы «а» у обоих трансформаторов обозначены верно, а обозначение фаз «b» и «c» одного из трансформаторов, например второго, перепутаны. Тогда получится Ub1b2 =Uc1c2 =

Ua1b1 =Uл , Ub1c2 Ub2c1 0. Соответствующую схему и векторную диаграмму напряжений смотрите на рис. 9.4.

Рис. 9.4, а – схема опыта фазировки при перепутанных обозначениях начал фаз обмоток b и c , б – векторная диаграмма напряжений

Выясним влияние отклонений указанных выше условий на параллельную работу трансформаторов. При этом будем пренебрегать намагничивающим током трансформаторов и пользоваться упрощенной схемой замещения.

Параллельная работа трансформаторов с различными груп-

пами соединения обмоток. Допустим, что на параллельную работу включены два трансформатора – с соединениями обмоток Y/ 11 и Y /Y 0, имеющие одинаковые первичные и вторичные номинальные напряжения. Тогда вторичные ЭДС E2 соответствующих фаз этих

Значение этого тока оказывается весьма значительным. Так, в рассматриваемом случае, если принять uk1 uk2 0.05, уравнительный ток

0,518

Iy 2 0.05 5,18,

то есть в 5,18 раза больше номинального. Таким образом, параллельное включение трансформаторов с обмотками различных групп соединения недопустимо.

Однако возможны случаи, когда путем круговой перестановки обозначений выводов обмоток или соответствующим соединением зажимов двух трансформаторов удается добиться совпадения по фазе ЭДС параллельно включаемых фаз трансформаторов, имеющих разные группы соединений. Возможность этого в каждом конкретном случае можно проверить на основе рассмотрения векторных диаграмм напряжений трансформаторов.

Параллельная работа трансформаторов при неодинаковых коэффициентах трансформации. Холостой ход. Предположим, что два параллельно включенных трансформатора 1 и 2 удовлетворяют второму и третьему условиям, но не удовлетворяют первому условию, причем k1 < k2. Для выяснения сущности явления достаточно рассмотреть параллельную работу однофазных трансформаторов или соответствующих фаз двух трехфазных трансформаторов (рис. 9.1). Будем считать, что напряжение первичной сети равно номинальным первичным напряжениям каждого из парал-

лельно включенных трансформаторов. Тогда