Уравнительный ток при параллельной работе трансформаторов формулы

Недостатки параллельной работы трансформатора

  • Увеличение токов короткого замыкания, что увеличивает необходимую мощность выключателя.
  • Риск циркулирующих токов, работающих от одного трансформатора к другому трансформатору. Циркуляционные токи, которые уменьшают нагрузку и увеличивают потери.
  • Оценки шины могут быть слишком высокими.
  • Параллельные трансформаторы значительно уменьшают импеданс трансформатора, т. Е. Параллельные трансформаторы могут иметь очень низкий импеданс, что создает высокие токи короткого замыкания.Поэтому необходимы некоторые ограничители тока, например, реакторы, предохранители, шины с высоким импедансом и т. Д.
  • Контроль и защита трех блоков параллельно являются более сложными.
  • Это не обычная практика в этой отрасли, так как Main-tie-Main очень распространена в этой отрасли.

верхний

Невыполнение условий

Если не соблюдается хотя бы одно из условий, следует ожидать сбоев в работе оборудования. Нужно знать, в каком случае эксплуатация коммутированной установки будет небезопасной.

При использовании разных типов соединения появляется сдвиг фаз. При этом по контурам будет бежать ток, превышающий установленные производителем параметры. Максимальное увеличение значения появляется при возникновении короткого замыкания. Сдвиг фазы при этом составляет 180º для трансформаторов с группами обмоток 12 и 6.

Следующая небезопасная ситуация возможна при неравенстве коэффициентов трансформации. Во вторичной обмотке появится результирующее напряжение. Электричество будет протекать по цепи на холостом ходу.

При несовпадении показателей короткого замыкания будут неравны внутренние сопротивления. На холостом ходу электричество не появится, но нагрузка распределится в обратной зависимости от их сопротивления. Маломощный агрегат в такой ситуации будет перегружен.

Включение трансформаторов на параллельную работу

Параллельная работа трансформаторов, т. е. включение их на одни сборные шины ВН и НН, а также СН, возможна: а) при равенстве их первичных и их вторичных напряжений; б) при равенстве напряжений короткого замыкания; в) тождественности групп соединения обмоток. На этих же условиях возможна параллельная работа и автотрансформаторов, а также трансформаторов с автотрансформаторами.

У трансформаторов, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации, напряжения на зажимах вторичных обмоток неодинаковы. При включении таких трансформаторов на параллельную работу в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений.

Уравнительный ток равен:

где DU=U1-U2

— разность вторичных напряжений транс­фор­маторов;ZK1 и ZK2 — сопротивления первого и второго трансформаторов, определяемые по формуле

где uк%

— напряжение КЗ трансформатора.

Пример.

Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включаются на параллельную работу. Трансформаторы имеют следующие параметры:S1=S2=10000 кВ·А ;U1=6600 В ;U2=6300 В ;uk1=uк2=8% ; группы соединения обмоток U/D-11. Определить уравнительный ток после включения на параллельную работу.

Решение

. Номинальные токи трансформаторов

Сопротивления трансформаторов

Разность вторичных напряжений

Уравнительный ток

Из примера видно, что при неравенстве вторичных напряжений трансформаторы будут загружаться уравнительным током даже в режиме холостого хода. При работе под нагрузкой уравнительный ток налoжится на ток нагрузки. Уравнительный ток, загружая обмотки трансформаторов, увеличивает потери энергии в них и снижает суммарную мощность подстанции. Поэтому разность вторичных напряжений при включении трансформаторов на параллельную работу должна быть минимальной. Отклонения по коэффициенту трансформации допускаются в пределах ±0,5% номинального значения. Напряжение короткого замыкания ик

является постоянной для каждого трансформатора величиной, зависящей исключительно от его конструкции. При работе трансформатора под нагрузкой необходимо равенство ихик . Это объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально их мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. В общем случае неравенствоик приводит к недогрузке одного трансформатора и перегрузке другого. Если два трансформатора номинальной мощностиS1 иS2 имеют различные напряжения короткого замыканияuк1 иuк2 соответственно, то распределение общей нагрузкиS между ними определяется по формуле

где S’

иS» — реальные нагрузки первого и второго трансформаторов; u’к — некоторое эквивалентное напряжение короткого замыкания параллельно включенных трансформаторов.

Пример

. На параллельную работу включаются два трансформатора мощностьюS1=S2=10000 кВ·А , имеющих напряжения короткого замыканияuк1 =8%,uк2 =6,5%. Суммарная мощность нагрузки потребителейS =20000 кВ·А. Определить, как распределится нагрузка между трансформаторами.

Решение.

Эквивалентное напряжение короткого замыкания

Нагрузки трансформаторов

Таким образом, при включении на параллельную работу трансформаторов с различными напряжениями короткого замыкания трансформатор с меньшим Uk

примет на себя бόльшую нагрузку. Некоторое перераспределение (выравнивание) нагрузки в данном случае можно получить путем изменения коэффициента трансформации, т. е. повышением вторичного напряжения недогруженного трансформатора. Но пользоваться этим способом в эксплуатации не следует, так как при этом возрастают потери от уравнительного тока.

Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов возможно только при равенстве напряжений короткого замыкания. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонениями ик

на основном ответвлении не более чем на ± 10%. Такое допущение связано с технологией изготовления трансформаторов, т. е. с отступлениями в размерах обмоток, влияющих наик .

Рис. 1. 8. Разность напряжений ДU при сдвиге векторов вторичных напряжений U1 и U2 по фазе на угол d

Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении и, особенно в том случае, если они имеют меньшие ик

. Поэтому при отношении мощностей трансформаторов более 1: 3 целесообразно при возрастании нагрузок совсем отключить трансформатор меньшей мощности, чтобы не подвергать его недопустимой перегрузке.

Нагрузочная способность силовых трансформаторов

(в соответствии с ГОСТ, ПУЭ и ПТЭ)

Для трансформаторов, в зависимости от условий эксплуатации, определяемых графиком нагрузки и t° охлаждающей среды, допускаются аварийные и систематические перегрузки. В аварийных случаях масляные трансформаторы с системами охлаждения М и Д допускают одну из следующих кратковременных перегрузок сверх номинального тока (независимо от длительности предшествующей нагрузки, температуры охлаждающей среды и места установки)

30% — в течение 120 мин. 75% — в течение 20 мин. 45% — в течение 80 мин. 100% — в течение 10 мин. 60% в течение 45 мин.

В аварийных случаях, если коэффициент начальной нагрузки не более 0,93, масляные трансформаторы с системой охлаждения М и Д допускают в течение не более 5 суток перегрузку на 40% сверх номинального тока на время максимумов нагрузки общей продолжительностью не более 6 часов в сутки М — естественная циркуляция масла и воздуха Д — естественная циркуляция масла и принудительная циркуляция воздуха.

При номинальной нагрузке температура верхних слоев масла должна быть у масляных трансформаторов с системой охлаждения М или Д — не выше 95 С.

Для масляных трансформаторов допускается длительная перегрузка по току на 5% номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального.

В аварийных случаях сухие трансформаторы допускают следующие кратковременные перегрузки сверх номинального тока независимо от предшествующей нагрузки и t° охлаждающей среды

  • 20% — в течение 60 мин. 50% — в течение 18 мин.
  • 30% — в течение 45 мин. 60% — в течение 5 мин.
  • 40% — в течение 32 мин.

Допустимые продолжительные перегрузки сухих трансформаторов устанавливаются заводской инструкцией.

С учетом вышеприведенных значений кратковременных перегрузок масляных и сухих трансформаторов выбирается режим максимально допустимых (расчетных по проекту) перегрузок трансформаторов в 2-х лучевой схеме сети.

  • Для масляных трансформаторов — 140%
  • Для сухих трансформаторов — 120%

Вентиляция помещений трансформаторов должна обеспечить отвод выделяемого ими тепла в таких количествах, чтобы при их нагрузке, с учетом перегрузочной способности и максимальной расчетной температуре окружающей среды, нагрев трансформаторов не превышал максимально допустимых значений.

Вентиляция помещений трансформаторов должна быть выполнена таким образом, чтобы разность температур воздуха, выходящего из помещения и входящего в него, не превышала 15°С.

Обозначение группы соединений

состоит из двух частей: слева от черточки расположены знаки или буквы, характеризующие схему соединения обмоток, а справа – цифры, указывающие сдвиг в часовом обозначении.

Схемы соединений обозначают знаками и буквами. Приведем примеры буквенного обозначения: Y или У – звезда, Yн или Y0 или Ун или У0– звезда с выведенной нулевой точкой; Δ или Д или D – треугольник; Z – зигзаг, Zн или Z0 – зигзаг с выведенной нулевой точкой.

Рассмотрим один пример возможных обозначений группы соединения двухобмоточного трансформатора, у которого обмотка ВН соединена в треугольник, обмотка НН – в звезду с выведенной нулевой точкой и со сдвигом 11 ч (330°, так как 11 × 30° = 330°) между векторами первичного и вторичного напряжений одноименных фаз:

Δ / Yн — 11 или Д / Ун — 11 или Д / У0 — 11 или D / Yн — 11 или D / Y0 — 11.

Из приведенного примера легко понять систему построения обозначений групп соединения двухобмоточных трансформаторов. В левой части числитель дроби указывает схему соединения обмоток высшего напряжения, знаменатель – низшего напряжения. Цифры в правой части – это часовое обозначение группы соединений.

Трехобмоточные трансформаторы обозначаются, например, Ун / У / Д — 12 — 11 или Ун / У / Д — 0 — 11. Это значит, что обмотка ВН соединена в звезду с выведенной нулевой точкой. Обмотка среднего напряжения (СН) соединена в звезду. Соединение обмотки НН – треугольник. Первое число 12 или 0 указывает сдвиг в часовом обозначении между обмотками ВН и СН; второе число 11 – сдвиг между обмотками ВН и НН. Легко понять, что в данном примере сдвиг между СН и НН можно обозначить 11.

Количество групп соединений трансформаторов ограничено стандартами. Но в практике можно столкнуться со всеми 12 группами и даже с такими соединениями, когда направления вращения векторов ВН и НН не совпадают. Такие трансформаторы не имеют группы в часовом обозначении.

Ошибочно получить не ту группу, которая требуется, можно по многим причинам, например вследствие простой перемаркировки фаз, перекрещивания фаз и тому подобного. Поэтому всегда необходима проверка группы соединения, а это ответственная и сложная работа. У трансформаторов, как правило, имеется шесть (семь) выводов на крышке, а не двенадцать, то есть обмотки между собой соединены внутри трансформатора. В этих сложных условиях проверка группы соединения выполняется последовательными измерениями по определенной системе, которая достаточно полно описана в книге Алексенко Г.В. «Параллельная работа трансформаторов и автотрансформаторов», 1967г.

Пересоединениями на крышке трансформатора можно перевести группы одну в другую: либо группы 12, 4 и 8, либо 6, 10 и 2, либо все нечетные группы.

Приведенные здесь сведения имеют ограниченную цель – показать широкие возможности изменять группу соединения без вскрытия трансформатора. Техника пересоединений с подробными пояснениями для всех практически вероятных случаев подробно описана в вышеуказанной книге.

В каких случаях нужен параллельный режим работы трансформаторов

Включение нескольких устройств преобразования электрической энергии преследует несколько целей:

  1. Повышение мощности преобразования.
  2. Увеличение надежности.
  3. Увеличение перегрузочной способности.
  4. Более рациональное использование свободного места.
  5. Снижение потерь при работе в периоды малой нагрузки.

Увеличение мощности потребителей требует соответственного увеличения мощности трансформатора. Цель параллельного включения – возможность не выполнять демонтаж и замену более слабого оборудования. В данном случае применяют дополнительную установку параллельно подключенного трансформатора. В первом приближении можно считать, что допустимая мощность потребителей в таком случае удваивается.

Отдельная категория потребителей отличается высокими требования к надежности электропитания. В таком случае назначение дублирующих трансформаторов – возможность обеспечения питанием в случае выхода части преобразователей из строя.

Параллельное включение трансформаторов применяют также в том случае, когда установка одного более мощной конструкции не соответствует требованиям по габаритам. Часто проще установить несколько малогабаритных конструкций вместо одно более мощной.

https://youtube.com/watch?v=fO7olLfuvdM

Достоинства и недостатки

Среди достоинств рассматриваемого типа включения следует отметить следующие:

  • увеличение допустимой мощности потребителей;
  • возможность горячего резервирования питания особо требовательных групп потребителей;
  • улучшение условий охлаждения устройств;
  • возможность оперативного регулирования количества подключенных устройств в условиях значительного изменения мощности потребителей.

При проектировании питающих установок нужно учитывать, что параллельные схемы включения не лишены недостатков:

  • усложнение за счет установки коммутирующих и соединительных устройств;
  • необходимость установки однотипных устройств;
  • увеличение габаритов помещения;
  • сложность подключения.

2.1.34

Осмотр трансформаторов (реакторов) без их отключения должен производиться в следующие сроки:

главных понижающих трансформаторов подстанций с постоянным дежурством персонала — 1 раз в сутки;

остальных трансформаторов электроустановок с постоянным и без постоянного дежурства персонала — 1 раз в месяц;

на трансформаторных пунктах — не реже 1 раза в месяц.

В зависимости от местных условий и состояния трансформаторов (реакторов) указанные сроки могут быть изменены ответственным за электрохозяйство Потребителя.

Внеочередные осмотры трансформаторов (реакторов) производятся:

после неблагоприятных погодных воздействий (гроза, резкое изменение температуры, сильный ветер и др.);

при работе газовой защиты на сигнал, а также при отключении трансформатора (реактора) газовой или (и) дифференциальной защитой.

Как выполнить фазировку

Фазировку выполняют, в основном, для вторичных цепей. В зависимости от состояния нейтрали, измерения производят по двум методикам.

Заземленная нейтраль

  1. В сеть подключаются цепи первичных обмоток. Нейтраль заземляется.
  2. Измеряют напряжение относительно вывода а1 первого трансформатора и выводами а2, в2, с2 второго;
  3. Повторяют те же действия для выводов в1 и с1.

Изолированная нейтраль

  1. Подключаются первичные обмотки;
  2. Подключают перемычку между выводами а1 и а2;
  3. Измеряют напряжение в1-в2, с1-с2;
  4. Переставляют перемычку на выводы в1 и в2;
  5. Измеряют напряжение а1-а2, с1-с2;
  6. Повторяют действия, переставив перемычку на выводя с1 и с2.

При обоих способах измерений соединению подлежат выводы, между которыми отсутствует напряжение.

Для измерения используются такие приборы:

  • Для цепей 0.4 кВ и ниже – вольтметры;
  • От 0.4 до 10 кВ – указатели напряжения;
  • Свыше 10 кВ – трансформаторы напряжения.

Устройства для измерения должны быть рассчитаны на удвоенное линейное напряжение.

Выполнение фазировки

Чтобы избежать появления короткого замыкания, на низшем выводе напряжения проводится фазировка. Если этот показатель в указанной точке не превышает 1000 В, применяется вольтметр. Его настраивают на соответствующий уровень напряжения.

Фазируемые обмотки соединяют. Это позволит получить замкнутый контур. Обмотки могут иметь заземленную нейтраль или выпускаться без нее. В первом случае контур замыкается через землю. Сопротивление между выводами замеряется. Результат сопоставляется с указанными производителем значениями.

https://youtube.com/watch?v=FpKEfAJx_c8

Если нейтраль в конструкции не предусмотрена, потребуется ставить последовательно перемычку между соответствующими выводами двух трансформаторов. Между ними замеряют напряжение. Чтобы обеспечить безопасную работу агрегатов, соединяют те выводы, между которыми при замере не было напряжения.

Рассмотрев особенности параллельного соединения трансформаторных устройств, а также условия и рекомендации по проведению этого процесса, можно обеспечить стабильную и безопасную работу системы. Это предоставляет массу преимуществ в процессе энергоснабжения потребителей электричеством.

Источник

Преимущества параллельной работы трансформатора

Обычно электрический силовой трансформатор обеспечивает максимальную эффективность при полной нагрузке. Если мы параллельно запускаем количество трансформаторов, мы можем включить только те трансформаторы, которые будут давать общий спрос, приблизившись к его полной нагрузке за это время. При увеличении нагрузки мы можем переключать один другой трансформатор, подключенный параллельно, чтобы удовлетворить общий спрос. Таким образом, мы можем запустить систему с максимальной эффективностью.

Если числа трансформаторов работают параллельно, мы можем отключить любой из них для целей технического обслуживания. Другие параллельные трансформаторы в системе будут обслуживать нагрузку без полного прерывания питания.

3) Максимизировать надежность системы питания:

Если какой-либо из трансформаторов работает параллельно, срабатывает из-за неисправности, то другие параллельные трансформаторы будут разделять нагрузку, поэтому питание может не прерываться, если общие нагрузки не перегружают другие трансформаторы.

Существует вероятность увеличения или уменьшения будущей потребности в энергосистеме. Если прогнозируется, что потребность в мощности будет увеличена в будущем, должно быть предусмотрено подключение соединительных трансформаторов в системе параллельно, чтобы удовлетворить дополнительный спрос, поскольку с точки зрения бизнеса неэкономично устанавливать более мощный одиночный трансформатор, прогнозируя увеличился будущий спрос, поскольку это ненужные вложения денег.

Опять же, если будущий спрос будет снижен, параллельные трансформаторы могут быть удалены из системы, чтобы сбалансировать капиталовложения и их возврат.

верхний

2.1.16

При срабатывании газового реле на сигнал должен быть произведен наружный осмотр трансформатора (реактора) и отбор газа из реле для анализа и проверки на горючесть.

Для обеспечения безопасности персонала при отборе газа из газового реле и выявления причины его срабатывания трансформатор (реактор) должен быть разгружен и отключен в кратчайший срок.

Если газ в реле негорючий и признаки повреждения трансформатора отсутствуют, а его отключение вызвало недоотпуск электроэнергии, он может быть включен в работу до выяснения причины срабатывания газового реле на сигнал. Продолжительность работы трансформатора в этом случае устанавливает ответственный за электрохозяйство Потребителя. По результатам анализа газа из газового реле, анализа масла и других измерений и испытаний необходимо установить причину срабатывания газового реле на сигнал, определить техническое состояние трансформатора (реактора) и возможность его нормальной эксплуатации.

Другое необходимое условие для параллельной работы

  1. Все параллельные устройства должны поставляться из одной сети.
  2. Вторичная проводка от трансформаторов до точки сглаживания имеет приблизительно равную длину и характеристики.
  3. Разность напряжений между соответствующей фазой не должна превышать 0, 4%
  4. Когда трансформаторы работают параллельно, ток короткого замыкания будет очень высоким на вторичной стороне. Предполагая, что процентное сопротивление одного трансформатора составляет 6, 25%, короткое замыкание MVA будет 25, 6 МВА, а ток короткого замыкания — 35 кА.
  5. Если трансформаторы имеют одинаковый номинальный и одинаковый процентный импеданс, то ток короткого замыкания ниже по потоку будет 3 раза (поскольку 3 трансформатора находятся в параллельном режиме) приблизительно 105 кА. Это означает, что все устройства, такие как ACB, MCCB, коммутационные платы, должны выдерживать ток короткого замыкания 105 кА. Это максимальный ток. Этот ток будет уменьшаться в зависимости от расположения распределительных щитов, кабелей и длины кабеля и т. Д. Однако этот аспект необходимо учитывать.
  6. На вторичной стороне трансформаторов должны быть Направленные реле.
  7. Процентное сопротивление одного трансформатора должно составлять от 92, 5% до 107, 5% от другого. В противном случае циркулирующие токи между двумя трансформаторами будут чрезмерными.

верхний

Комбинации, которые будут работать параллельно

Следующая векторная группа Transformer будет работать параллельно.

Оперативная параллельная работа
Sr.No Трансформатор-1 Трансформатор-2
1 ΔΔ ΔΔ или Yy
2 Yy Yy или ΔΔ
3 Δy Δy или YΔ
4 YΔ YΔ или Δy

связи

  • Однофазные трансформаторы могут быть подключены для формирования трехфазных трансформаторных блоков для трехфазных систем питания.
  • Четыреми распространенными методами подключения трех трансформаторов для трехфазных схем являются соединения Δ-Δ, YY, Y-Δ и Δ-Y.
  • Преимущество соединения Δ-Δ состоит в том, что если один из трансформаторов выходит из строя или удаляется из схемы, оставшиеся два могут работать в открытом Δ или V соединении. Таким образом, банк по-прежнему обеспечивает трехфазные токи и напряжения в их правильной фазовой связи. Однако емкость банка уменьшается до 57, 7% (1 3) от его первоначальной стоимости.
  • В соединении YY для каждой обмотки применяется только 57, 7% линейного напряжения, но в каждой обмотке протекает ток полной линии. Соединение YY используется редко.
  • Соединение Δ-Y используется для повышения напряжения, поскольку напряжение увеличивается на коэффициент трансформатора, умноженный на 3.

Чтобы проверить синхронизацию трансформаторов

Синхронизация трансформатора может быть проверена с помощью следующих шагов:

Проверяется синхронизацией реле и синхронной области. Если Secondary of Transformer не является LT, тогда мы должны использовать контрольное реле синхронизации и правильно подключить систему. После подключения реле. Реле должно заряжаться только с 1 подачей и проверять правильность работы реле.

Синхронизация должна проверяться как от напряжения питания. Это можно проверить непосредственно с помощью миллиметра между фазами L1 трансформатора 1 и фазой L1 трансформатора 2. Затем фаза L2 трансформатора 1 и фазы L2 трансформатора 2. Затем фаза L3 трансформатора 1 и фазы L3 трансформатора 2. Во всех случаях Теоретически MultiMate должен показывать 0 напряжений. Эти проверки должны выполняться только при синхронизации размыкателей. Мы также должны проверить, что клеммы выхода выключателя подключены таким образом, что клеммы L1 обоих выключателей входят в ту же самую основную шину панели. То же самое для L2 и L3.

Лучший способ проверить синхронизацию на LT — это панель полного заряда с 1 источником до исходящих терминалов другого входящего терминала выключателя. Затем просто измерьте разность напряжений на входящих и исходящих терминалах входящего выключателя. Он должен быть близок к 0.

Проверка циркулирующего тока Синхронизируйте оба трансформатора без исходящей нагрузки. Затем проверьте ток. Это даст вам циркулирующий ток.

Требования сети

Включение трансформаторов на параллельную работу вызвано определенными особенностями эксплуатации электроустановок. Представленный подход позволяет решить проблемы электроснабжения.

При параллельном подключении силовых трансформаторов удается избежать увеличения токов основного устройства. Система менее подвержена перегрузкам. В процессе параллельного подключения обмоток трансформатора уменьшается показатель сбоев в работе электросети. Вероятность, что не будут работать сразу два трансформаторных устройства, крайне мала.

При эксплуатации силового оборудования высокой мощности необходимо обеспечить достаточное пространство (в высоту) для установки агрегата. В небольшом помещении допускается параллельная работа трансформаторов, согласно ПУЭ. На территории одной электроустановки со стандартными размерами пространства возможно использовать необходимое количество силовой аппаратуры. Для увеличения продуктивности, безопасности работающих от разных источников агрегатов, потребуется правильно создать параллельное соединение обмоток.

Онлайн журнал электрика

При параллельной работе трансформаторов первичные их обмотки присоединяют к общей питающей сети, а вторичные к общей сети, созданной для электроснабжения приемников электронной энергии.

Условия параллельной работы трансформаторов

Для наилучшего использования трансформаторов при параллельной работе нужно нагрузки распределять меж ними прямо пропорционально их номинальным мощностям. Это достигается тождественностью групп соединения обмоток, равенством в границах допусков соответственно номинальных первичных и вторичных напряжений, также равенством в границах допусков напряжений недлинного замыкания.

Нарушение первого условия вызывает возникновение огромных уравнительных токов меж обмотками трансформаторов, которые приводят к резвому чрезмерному их нагреву. Требование равенства соответственно номинальных первичных и вторичных напряжений сводится к установлению равенства коэффициентов трансформации, которые не должны отличаться друг от друга более чем на ±0,5 % их среднего значения во избежание недопустимых уравнительных токов обмоток трансформаторов.

Схема включения трехфазных трансформаторов для параллельной работы

Различие меж напряжениями недлинного замыкания трансформаторов при параллельной работе допускают до ±10 % их среднего значения, потому что неравенство этих величин вызывает перегрузку тех трансформаторов, у каких напряжение недлинного замыкания имеет наименьшее значение. Кроме этого, рекомендуется, чтоб отношение номинальных мощностей параллельно работающих трансформаторов не превышало 3 : 1.

При параллельном включении трехфазных трансформаторов необходимо, чтоб их одноименные зажимы были присоединены к одному и тому же проводу сети, а перед начальным включением проведена фазировка, т. е. проверка соответствия по фазе вторичных э. д. с. при подключении первичных обмоток к общей сети.

Фазировка трехфазных трансформаторов при включении их на параллельную работу

Фазировка предугадывает проверку симметрии вторичных э. д. с. каждого трансформатора в отдельности и измерение напряжений меж зажимами b и В2, c и С2, которые при закороченных зажимах а и А2 и правильном присоединении трансформатора должны быть равны нулю. Если напряжения меж нареченными зажимами отличны от нуля, это показывает на допущенную ошибку монтажа, исключающую, до ее устранения, возможность включения трансформаторов на параллельную работу. Для измерения напряжений при фазировке следует использовать электрический вольтметр на двойное линейное вторичное напряжение трансформаторов.

Схема фазировки трехфазных трансформаторов, включаемых на параллельную работу

Рассредотачивание нагрузок меж трансформаторами, включенными на параллельную работу

Рассредотачивание нагрузок S1 и S2 меж параллельно работающими трансформаторами подчинено уравнению

S1 / S2 = (S1ном / S2ном) х (Uк2* / Uк1*),

где S1ном, S2ном — номинальные мощности, Uк1*, Uк2* — напряжение недлинного замыкания трансформаторов, включаемых на параллельную работу.

Параллельная работа трансформаторов разной мощности

Некое перераспределение нагрузки меж параллельно работающими трансформаторами с разными напряжениями недлинного замыкания производят конфигурацией их коэффициентов трансформации методом переключения ответвлений первичных обмоток. Переключение нужно делать так, чтоб у недогруженных трансформаторов вторичное напряжение при холостом ходе было выше, чем у трансформаторов, работающих с перегрузкой. В виде исключения допустима параллельная работа трансформаторов с различными коэффициентами трансформации и неодинаковыми напряжениями недлинного замыкания при обязательном условии, чтоб ни один из трансформаторов не был перегружен сверх установленных норм.

Назначение трансформаторов тока

Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до 100 А. Использование приборов с большими токами затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели используются трансформаторы тока (ТТ).

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Для удобства выводы маркируются обозначениями. Для начала и, соответственно, конца первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2. Для вторичной обмотки — И1 и И2. При подключении необходимо строго соблюдать полярность первичной и вторичной обмоток ТТ.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Измерительные трансформаторы вносят свою погрешность в измерения

Здесь важно соблюдать правильную схему подключения с соблюдением обозначений. Например, если изменить местами выводы вторичных цепей И1 и И2, то за этим последует существенный недоучёт электроэнергии

Трансформаторы тока подключаются в трёхфазных цепях по схеме неполной звезды (сети с изолированной нейтралью). При наличии нулевого провода подключение осуществляется с помощью полной звезды. В дифференциальных защитах силовых трансформаторов ТТ подключаются по схеме «Треугольник».

https://youtube.com/watch?v=PWTUeMTlkLY

Если сеть имеет глухозаземлённую нейтраль (как правило, сети 110 кВ и выше), то обязательно подключение ТТ ко всем трём фазам. Соединение обмоток реле и трансформаторов тока в полную звезду. Эта схема соединения трансформаторов представлена в виде векторных диаграмм, которые иллюстрируют работу трансформатора на рис. 2.4.1 и на схемах 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4.

Представленная выше схема применяется против всех видов (междуфазных и однофазных) во время включения защиты. Трехфазное КЗ

Двухфазное КЗ


Однофазное КЗ


Отношение Iр/Iф (ток в реле)/ (ток в фазе) называется коэффициентом схемы, его можно определить для всех схем соединения. Для данной схемы коэффициент схемы kсх будет равен 1.

Трехфазное — когда токи могут идти в обратном проводе по обоим реле. Двухфазное — когда токи, могут протекать в одном или в двух реле в соответствии с повреждением тех или иных фаз.


КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты. Схему неполной звезды можно применять только в сетях с нулевыми изолированными точками при kсх=1 с целью защиты от междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи однофазного.

На рис. 2.4.8. можно изучить схему соединения в звезду и треугольник обмоток реле и трансформаторов соответственно.

Во время симметричных нагрузок в реле и в период возникновения трехфазного может проходить линейный ток, сдвинутый на 30* по фазе относительно тока фазы и в разы больше его.

Особенности схемы этого соединения:

  1. при разных всевозможных видах проходят токи в реле, при этом защита которая построена по такой схеме, будет реагировать на все виды КЗ;
  2. ток в реле относится к фазному току в зависимости от вида КЗ;
  3. ток нулевой последовательности, который не имеет путь через обмотки реле для замыкания, не может выйти за границы треугольника трансформаторов тока.

Выше приведенная схема применяется чаще всего для дистанционной или во время дифференциальной защиты трансформаторов.

Условия включения и работы по ПУЭ

В нормативно-технической документации, в частности Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) оговорены все допустимые условия проектирования, установки и эксплуатации трансформаторного оборудования.

Условия параллельной работы дополнительно сформулированы в Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). В частности, здесь сформулированы основные требования подключения:

  • соответствие групп соединения обмоток;
  • допустимое соотношение мощностей трансформаторов;
  • допустимые нормы отклонения коэффициентов трансформации;
  • нормы напряжения короткого замыкания;
  • фазировка.

Фазировка

Одно из важнейших требований к параллельному включению трансформаторов – выполнение фазировки обмоток.

Соблюдать правильность чередования фаз необходимо потому, что в противном случае произойдет короткое замыкание между обмотками трансформаторов. При смещении фаз в проводниках величина напряжения в каждый момент времени различна, поэтому между ними возникает электрический ток.

Особенно важна процедура фазировки в случаях использования устройств с разными группами включения обмоток.

Напряжение на обмотках

Параллельная работа допускается только в случае равенства напряжений на высокой и низкой сторонах. Данное требование вызвано тем, что при неодинаковых значениях напряжения через обмотки начнут протекать уравнительные токи.

В устройствах с возможностью регулировки коэффициента трансформации необходимо учитывать положение переключающих устройств. Допускается коррекция выходных значений до необходимых значений с учетом того, чтобы не возникло перегрузки одного из трансформаторов.

Особенности и схема работы параллельного соединения

Не следует путать совместную и параллельную работу силовых трансформаторов. В первом случае устройства подключены параллельно в питающую сеть, но работают на разные потребители или на одни, но в разное время путем установки переключателя. Таким образом, происходит распределение нагрузки между преобразователями электроэнергии.

Параллельная работа трансформирующих устройств требует выполнения нескольких условий. При не соблюдении хотя бы одного из них, по обмоткам трансформаторов начинает протекать уравнительный ток, который снижает допустимую мощность нагрузки, вызывает перегруз преобразователя и снижает общий КПД.

Похожие записи:

Программатор для прошивки стиральных машин своими руками Что такое люмены в светодиодных лампах и что они обозначают Особенности применения трехфазных розеток Топ-5 виртуальных генераторов звуковых частот для пк и смартфонов ⚡️ лучшие устройства защиты от импульсных перенапряжений на 2021 год Что такое нихром? свойства и применения нихрома. описание нихрома