Operarea paralelă a două sau mai multor transformatoare este lucrul cu conexiunea paralelă a înfășurărilor lor pe ambele părți primare și secundare. În cazul conexiunii paralele, clemele de transformare cu același nume sunt conectate la același fir de rețea (Figura 2.7, a).
Fig. 2.7. Comutarea transformatoarelor în funcționare paralelă
Utilizarea mai multor transformatoare conectate paralel în locul unui transformator unic de capacitate totală este necesară pentru a asigura alimentarea neîntreruptă în caz de accident într-un transformator sau pentru a le dezactiva pentru reparații. Acest lucru este, de asemenea, util atunci când se utilizează o stație de transformare cu un program de încărcare variabilă, de exemplu, atunci când puterea de încărcare variază semnificativ în momente diferite ale zilei. În acest caz, când puterea de încărcare este redusă, unul sau mai mulți transformatori pot fi opriți astfel încât sarcina transformatoarelor care rămân conectate să fie aproape de cea nominală. Ca urmare, performanța operațională a transformatoarelor (eficiența și cosul # 966; 2) va fi destul de mare.
Pentru ca sarcina dintre transformatoarele care funcționează paralel să fie distribuită proporțional cu capacitățile lor nominale, funcționarea paralelă a transformatoarelor cu două înfășurări este permisă în următoarele condiții:
1. Cu aceeași tensiune primară, tensiunile secundare trebuie să fie egale. Cu alte cuvinte, transformatoarele trebuie să aibă aceleași rapoarte de transformare: kI = kII = kIII = ... Dacă această condiție nu este îndeplinită, chiar și în modul x.x. între transformatoarele conectate paralel există un curent de egalizare datorită diferenței dintre tensiunile secundare ale transformatoarelor (figura 2.8, a):
unde ZkI și ZkII sunt rezistențele interne ale transformatoarelor.
Fig. 2.8. Apariția tensiunii # 8710; U dacă nu sunt îndeplinite condițiile pentru comutarea transformatoarelor în funcționare paralelă
La încărcarea transformatoarelor, curentul de egalizare este suprapus pe curentul de sarcină. În acest caz, un transformator cu tensiune secundară superioară, xh. (cu un coeficient de transformare mai mic) este supraîncărcat, și un transformator de putere egală, dar cu un coeficient mare de transformare - subîncărcat. Deoarece supraîncărcarea transformatoarelor este inacceptabilă, este necesar să se reducă sarcina totală. Cu o diferență semnificativă în rapoartele de transformare, funcționarea normală a transformatoarelor devine practic imposibilă. Cu toate acestea, GOST permite includerea transformatoarelor cu diferite rapoarte de transformare pentru funcționarea în paralel, în cazul în care diferența dintre coeficienții de transformare nu depășește ± 0,5% din valoarea medie a acestora:
unde este media geometrică a rapoartelor de transformare.
2. Transformatoarele trebuie să aparțină aceluiași grup de conexiuni. Dacă această condiție nu este îndeplinită, tensiunile secundare ale transformatoarelor vor fi deplasate în fază unul față de celălalt și apare o diferență de tensiune în circuitul transformatorului # 8710; U, sub influența căreia va exista un curent de egalizare semnificativ. Astfel, dacă includem paralleling două transformatoare cu coeficienți de transformare identice, dar unul dintre ele aparține la zero (Y / Y-0), iar cealaltă - a unsprezecea (/ A-11 Y) grup de compuși, tensiunea de linie U2I primul transformator va fi mai mare decât tensiunea de linie în a doua ori transformator U2II (U2I / U2II =). Mai mult, vectorii acestor tensiuni vor fi deplasate în fază una față de cealaltă, la un unghi de 30 ° (fig. 28b). În aceste condiții, apare o tensiune diferențială în circuitul secundar al transformatoarelor # 8710; U. Pentru a determina valoarea Vom folosi construcțiile din Fig. 28b: segmentul OA este egal cu U2II / 2 sau, având în vedere că U2II = U2I /. obținem OA = 0.5U2I. În consecință, triunghiul format de vectorii de stres U2I. U2II și # 8710; U - isoscele, și, prin urmare, diferența de tensiune # 8710; U = U2II. Apariția unei astfel de diferență de tensiune ar duce la circuitul secundar circulant transformatoare de curent de 15-20 de ori mai mare decât curentul de sarcină nominală, adică. E, ar fi o situație de urgență. valoare # 8710; U devine și mai mare dacă transformatoare aparțin zero și al șaselea grupe de compus (# 8710; U = 2U2), va fi fost în fază opusă (vezi figura 2.3, b ..) În cazul în care vectorii de tensiuni secundare liniare care.
3. Transformatoarele trebuie să aibă aceleași tensiuni. Respectarea acestei condiții este necesară pentru a asigura distribuirea sarcinii totale între transformatoare proporțional cu capacitățile lor nominale.
Cu aproximație, neglijând curenții de x.x. este posibilă înlocuirea transformatoarelor conectate paralel cu rezistența lor la o defecțiune. zkI și zkII și apoi din circuitul prezentat în Fig. 2.9, a, putem trece la o schemă echivalentă (Figura 2.9, b). Se știe că curenții în ramificații paralele sunt distribuite în proporție inversă rezistenței lor:
Înmulțim ambele părți ale egalității (2.7) cu cel de-al treilea / (I1nom Uom), partea stângă pe Uunom / Unom. iar partea dreaptă cu 100/100, ajungem
Fig. 2.9. La conceptul de distribuție a sarcinii în funcționarea paralelă a transformatoarelor.
Din relația (2.9) rezultă că puterile relative (sarcini) ale transformatoarelor de lucru paralele sunt invers proporționale cu tensiunile lor. Cu alte cuvinte, pentru inegalitatea de stres k. În paralel, transformatoarele de lucru sunt transformatoare mai încărcate cu o tensiune mai joasă kz. În cele din urmă, acest lucru duce la o suprasarcină a unui transformator (cu un UK mai mic) și a unei subîncărcări a celuilalt (cu o valoare mare de uK). Pentru a evita supraîncărcarea transformatorului este necesară reducerea sarcinii totale. Astfel, inegalitatea de stres k. nu permite utilizarea integrală a puterii transformatoarelor care funcționează paralel.
Ținând cont de faptul că este aproape imposibil să selectați transformatoare cu aceleași tensiuni de scurtcircuit. GOST permite includerea transformatoarelor pentru funcționarea în paralel cu o diferență în tensiunile de tensiune. nu mai mult de 10% din media lor aritmetică. Diferența în solicitări. transformatoare mai mult, cu atât mai mult aceste transformatoare diferă una de cealaltă în putere. Prin urmare, GOST recomandă ca raportul dintre puterile nominale ale transformatoarelor conectate în paralel să nu fie mai mare de 3: 1.
În plus față de respectarea celor trei condiții de mai sus, este necesar să se verifice ordinea rotației fazei înainte de pornirea transformatoarelor pentru funcționare paralelă, care trebuie să fie aceeași pentru toate transformatoarele.
Respectarea tuturor acestor condiții este verificată prin introducerea treptată a transformatoarelor. esența care constă în faptul că o pereche de fălci opuse tăietura (vezi. fig. 2.7, b) și conectați un fir și un V0 voltmetru (zero voltmetru) măsurarea tensiunii dintre perechile neconectate rămase ale terminalelor întreruptor. Dacă tensiunile secundare ale transformatoarelor sunt egale, grupurile lor de conectare sunt identice și secvența de faze este aceeași pentru ele, atunci valorile voltmetrului V0 sunt zero. În acest caz, transformatoarele pot fi conectate la funcționarea paralelă. Dacă voltajul VQ indică o anumită tensiune, atunci este necesar să aflați care dintre condițiile de funcționare paralelă este încălcată. Este necesar să se elimine această încălcare și, din nou, să se efectueze etapa de fazare a transformatoarelor. Trebuie remarcat faptul că, în cazul încălcării ordinii de fază, voltmetrul V0 va afișa o tensiune dublă. Acest aspect trebuie luat în considerare atunci când se selectează un voltmetru, limita de măsurare a căruia trebuie să fie cel puțin o tensiune cu două linii pe partea secundară a transformatoarelor.
Sarcina totală a tuturor transformatoarelor S conectate la funcționarea paralelă nu trebuie să depășească puterea nominală totală a acestor transformatoare: S≤ΣSHOΜX.
Distribuția sarcinii între transformatoarele paralele este definită după cum urmează:
unde Sx este sarcina unuia dintre transformatoarele paralele, kVA; S este sarcina totală a întregului grup paralel, kVA; S este tensiunea la scurtcircuit. din acest transformator,%; SHOM.X - puterea nominală a acestui transformator, kVA. În expresia (2.10)
Exemplul 2.1. transformator trifazat cu aceleași grupuri de compuși sunt conectate în paralel (vezi. fig. 2.7, a) sarcina totală de 5000 de transformatoare kVA au următoarele date Snom1 = 1000 kVA, ik1 = 6,5%, Snom11 = 1800 kVA, ik11 = 6,65%, SnIII = 2200 kVA și k1111 = 6,3%. Determinați sarcina fiecărui transformator
Remarcă. Prin (2.11), definim
Prin (2.10), definim sarcina fiecărui transformator:
S111 = 5000 · 2200 / (6,3 · 775) = 2250 kVA,
adică cel de-al treilea transformator a fost supraîncărcat cu [(2250 - 2200) / 2200] 100 = 2,3%.
Pentru a elimina această supraîncărcare ar trebui să reducă transformatoarele de sarcină externe 2,3%, pt. E. reduce la S „= S- 2,3S / 100 = 5000-2,3 5000/100 = 4885 kVA.
În acest caz, puterea totală a transformatoarelor va fi utilizată doar de 97,7%.
1. Ce este un grup de asociere și cum este indicat?
2. Ce grupuri de conectare sunt furnizate de GOST?
3. Cum poate fi obținut un derivat din grupul de bază al unui compus?
4. Cum se va schimba raportul dintre tensiunile de linie ale transformatorului dacă grupul de conexiune zero va fi schimbat la al 11-lea?
5. Ce condiții trebuie respectate atunci când transformatoarele sunt pornite pentru funcționare paralelă?
6. Care este faza transformatorului și cum se realizează acesta?
Capitolul 3. Transformatoare trifazate și autotransformatoare