Praca równoległa transformatorów
Praca równoległa transformatorów — połączenie transformatorów do pracy wspólnej, przy takim połączeniu zaciski o tej samej nazwie na uzwojeniach po stronie wysokiego napięcia i uzwojeniach po stronie niskiego napięcia są ze sobą połączone.
Podłączenia tylko uzwojeń pierwotnych lub tylko uzwojeń wtórnych nie należy mylić z pracą równoległą transformatorów. Takie połączenie określa się jako działanie dwóch transformatorów razem.
W przypadku konieczności podłączenia transformatorów do pracy równoległej w celu uniknięcia negatywnych konsekwencji dla urządzeń należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Rozważmy szczegółowo warunki włączania transformatorów mocy do pracy równoległej.
Równość grup połączeń cewek
Tam jest trochę grupy połączeń uzwojeń transformatora… Każda grupa różni się kątem fazowym napięcia pierwotnego i wtórnego.Dlatego podłączenie dwóch transformatorów z różnymi grupami połączeń uzwojeń do pracy równoległej doprowadzi do pojawienia się dużych prądów wyrównawczych w uzwojeniach, co spowoduje uszkodzenie transformatorów.
Dlatego pierwszym warunkiem łączenia transformatorów do pracy równoległej jest równość ich grup połączeń uzwojeń.
Moc znamionowa transformatorów
Drugim warunkiem koniecznym dla możliwości włączenia transformatorów do pracy równoległej jest stosunek ich mocy znamionowej nie większy niż 1 do 3. Np. jeśli moc znamionowa transformatora mocy 1000 kVA, można wtedy połączyć do pracy równoległej z innym transformatorem o mocy od 400 kVA do 2500 kVA — wszystkie wartości w tym zakresie mocy w stosunku 1000 kVA nie przekraczającym 1 do 3.
Praca równoległa transformatorów o różnych mocach:
Napięcie znamionowe uzwojeń, przekładnia transformatora
Trzecim warunkiem jest równość napięć znamionowych uzwojeń transformatorów połączonych do wspólnej pracy. Jeśli napięcia uzwojeń wtórnych transformatorów będą się różnić, spowoduje to wystąpienie prądów wyrównawczych, co z kolei prowadzi do spadków napięcia i niepożądanych strat.
Dopuszczalne jest niewielkie odchylenie napięcia - różnica współczynniki transformacji w przedziale do 0,5%.
W transformatorach, w których istnieje możliwość regulacji przekładni poprzez zwiększenie lub zmniejszenie liczby zwojów cewek, należy uwzględnić położenie urządzeń łączeniowych – wyłącznika lub wyłącznika obciążenia.W razie potrzeby za pomocą tych urządzeń można wyregulować napięcie transformatora do wymaganych wartości, a następnie podłączyć uzwojenia wtórne - włączyć transformatory do pracy równoległej.
Napięcie zwarciowe
Każdy transformator w paszporcie pokazuje taki parametr jak napięcie zwarciowe… Ta wartość wskazuje procent znamionowego napięcia pierwotnego transformatora mocy, który musi być przyłożony do pierwotnego, aby prąd znamionowy płynął przez uzwojenie, gdy zaciski wtórne są zwarte.
Napięcie zwarcia charakteryzuje rezystancję wewnętrzną uzwojeń transformatora mocy, dlatego jeśli transformatory o różnych wskaźnikach napięcia zwarcia zostaną połączone równolegle, wówczas rezystancje wewnętrzne transformatorów będą nieproporcjonalne, a po podłączeniu obciążenia transformatory będą obciążone nierównomiernie: jeden z transformatorów może być przeciążony, a inne niedociążone.
W takim przypadku obciążenie zostanie rozłożone odwrotnie proporcjonalnie do napięcia zwarcia - czyli transformator o niższej wartości napięcia zwarcia zostanie przeciążony.
Dlatego czwartym warunkiem łączenia transformatorów do pracy równoległej jest równość napięć zwarciowych. Różnica napięcia zwarcia wynosi 10%.
Rozkład obciążenia między transformatory o różnej mocy
W przypadku konieczności podłączenia transformatorów do pracy równoległej pojawia się pytanie: w jaki sposób zostanie rozłożone obciążenie między transformatory o różnej mocy znamionowej? Jeżeli powyższe warunki zostaną spełnione, obciążenie transformatorów zostanie rozłożone proporcjonalnie, zgodnie z ich mocami znamionowymi.
Jednak pomimo zgodności danych paszportowych z powyższymi warunkami rzeczywiste parametry transformatorów włączonych do pracy równoległej mogą się nieznacznie różnić.
Przede wszystkim jest to spowodowane stanem technicznym transformatora, możliwymi niezgodnościami w produkcji lub zmianami konstrukcyjnymi podczas prac remontowych i restauratorskich. W takim przypadku przy łączeniu transformatorów do pracy równoległej można zaobserwować nieproporcjonalny rozkład obciążenia.
Możliwym rozwiązaniem tego problemu jest zmiana przełożenia poprzez przełączenie przełącznika zaczepów pod obciążeniem lub przełącznika zaczepów pod obciążeniem. W takim przypadku konieczne jest eksperymentalne wyregulowanie napięcia na uzwojeniu wtórnym transformatorów tak, aby napięcie na uzwojeniu niedociążonego transformatora było wyższe niż na drugim transformatorze.
Po doborze transformatorów, biorąc pod uwagę powyższe warunki, należy spełnić jeszcze jeden ważny warunek — postępować stopniowo podczas łączenia zacisków uzwojeń wtórnych, aby uniknąć powstania sytuacji awaryjnej w sieci elektrycznej – zwarcie międzyfazowe.
Oznacza to, że przed podłączeniem zacisków uzwojeń wtórnych należy upewnić się, że zostaną podłączone te same zaciski - w tym celu przeprowadza się kontrolę krok po kroku za pomocą specjalnych wskaźników faz.
Przy podłączaniu transformatorów do pracy równoległej równie ważny jest dobór odpowiedniego sprzętu do ich podłączenia do sieci elektrycznej.
Dobór aparatury łączeniowej i przewodów przyłączeniowych po stronie nn i nn transformatorów odbywa się zgodnie z prądem znamionowym uzwojeń transformatora, z uwzględnieniem dopuszczalnych przeciążeń krótkotrwałych.
Urządzenia zabezpieczające - wyłączniki wysokiego napięcia, wyłączniki czy bezpieczniki muszą być tak dobrane, aby uzwojenia nie były narażone na przeciążenia przekraczające dopuszczalne wartości, były zabezpieczone przed ewentualnymi zwarciami w sieci elektrycznej.