Параллельная работа трансформаторов
15 мар 2019 в 14:02
Параллельная работа силовых трансформаторов широко применяется в системах электроснабжения промышленных объектов, подстанций и крупных распределительных пунктов. Она позволяет повысить надежность питания, гибкость схемы и обеспечить возможность вывода оборудования в ремонт без отключения нагрузки. Однако совместная работа трансформаторов допустима только при выполнении ряда строгих условий, нарушение которых приводит к появлению уравнительных токов, перегрузке и неэффективной работе сети.
Основные условия параллельной работы
Параллельная работа трансформаторов считается корректной, если соблюдены следующие требования:
1. Одинаковая группа соединения обмоток
Группы соединения должны полностью совпадать (например, Y/Δ у обоих трансформаторов).
Несовпадение групп приводит к сдвигу фаз на вторичных клеммах, что вызывает опасные токи, не связанные с нагрузкой.
2. Одинаковые коэффициенты трансформации
Напряжения первичной и вторичной обмоток должны быть одинаковы. Допустимая разница — не более ±0,5%.
Даже небольшое расхождение напряжений вызывает перераспределение токов между трансформаторами, причём более высоким напряжением «подталкивает» ток в соседний трансформатор, что приводит к уравнительным токам.
3. Схожие напряжения короткого замыкания (Uk)
Различие не должно превышать ±10%.
Если один трансформатор имеет низкое напряжение КЗ, а другой высокое — первый возьмёт на себя большую часть нагрузки, что приведёт к неравномерной загрузке и перегрузке по току.
4. Корректно выполненная фазировка
Фазировка – обязательная процедура перед включением в параллель.
Она подтверждает одинаковость фаз и чередования, и обеспечивает совпадение мгновенных значений напряжений на вторичных выводах.
Нарушение фазировки создаёт аварийный режим с большими уравнительными токами, сопоставимыми с токами КЗ.
Почему параллельная работа востребована
На промышленных объектах она используется для:
- увеличения надежности электроснабжения (резервирование);
- гибкого распределения нагрузки;
- возможности поэтапного расширения сети;
- вывода одного трансформатора в ремонт без отключения потребителей;
- оптимизации потерь и повышения энергоэффективности.
Особенно важна параллельная работа в энергоснабжении крупных вентиляционных систем, технологического оборудования, электродвигателей большой мощности и систем автоматизации.
Возможные комбинации трансформаторов
Допускается параллельная работа:
- двух двухобмоточных трансформаторов между собой;
- двух трёхобмоточных — по всем трём обмоткам;
- смешанная работа двухобмоточного с трёхобмоточным.
Главное — предварительно убедиться, что ни одна из обмоток не будет перегружена, учитывая коэффициенты нагрузки и распределение токов между ветвями.
Различие по мощности трансформаторов
Если параллельно работают трансформаторы разной мощности, то:
- более мощный будет принимать на себя основную часть нагрузки,
- менее мощный будет работать «в хвосте», на низкой загрузке,
- эффективность системы ухудшится,
- суммарные потери будут выше,
- возрастают требования к расчету распределения нагрузок.
Допускается параллельная работа разномощных трансформаторов, но только при грамотной настройке и анализе токораспределения.
Различие вторичных напряжений приводит к появлению уравнительных токов
Значение уравнительного тока можно рассчитать по следующей формуле:
Если мощности трансформаторов существенно отличаются, то более мощный трансформатор будет в основном обеспечивать нагрузку, в то время как менее мощный будет работать с меньшей эффективностью. Это приводит к неэкономичной работе системы и неэффективному использованию ресурсов.
Параллельная работа силовых трансформаторов широко применяется в системах электроснабжения промышленных объектов, подстанций и крупных распределительных пунктов. Она позволяет повысить надежность питания, гибкость схемы и обеспечить возможность вывода оборудования в ремонт без отключения нагрузки. Однако совместная работа трансформаторов допустима только при выполнении ряда строгих условий, нарушение которых приводит к появлению уравнительных токов, перегрузке и неэффективной работе сети.
Основные условия параллельной работы
Параллельная работа трансформаторов считается корректной, если соблюдены следующие требования:
1. Одинаковая группа соединения обмоток
Группы соединения должны полностью совпадать (например, Y/Δ у обоих трансформаторов).
Несовпадение групп приводит к сдвигу фаз на вторичных клеммах, что вызывает опасные токи, не связанные с нагрузкой.
2. Одинаковые коэффициенты трансформации
Напряжения первичной и вторичной обмоток должны быть одинаковы. Допустимая разница — не более ±0,5%.
Даже небольшое расхождение напряжений вызывает перераспределение токов между трансформаторами, причём более высоким напряжением «подталкивает» ток в соседний трансформатор, что приводит к уравнительным токам.
3. Схожие напряжения короткого замыкания (Uk)
Различие не должно превышать ±10%.
Если один трансформатор имеет низкое напряжение КЗ, а другой высокое — первый возьмёт на себя большую часть нагрузки, что приведёт к неравномерной загрузке и перегрузке по току.
4. Корректно выполненная фазировка
Фазировка – обязательная процедура перед включением в параллель.
Она подтверждает одинаковость фаз и чередования, и обеспечивает совпадение мгновенных значений напряжений на вторичных выводах.
Нарушение фазировки создаёт аварийный режим с большими уравнительными токами, сопоставимыми с токами КЗ.
Почему параллельная работа востребована
На промышленных объектах она используется для:
- увеличения надежности электроснабжения (резервирование);
- гибкого распределения нагрузки;
- возможности поэтапного расширения сети;
- вывода одного трансформатора в ремонт без отключения потребителей;
- оптимизации потерь и повышения энергоэффективности.
Особенно важна параллельная работа в энергоснабжении крупных вентиляционных систем, технологического оборудования, электродвигателей большой мощности и систем автоматизации.
Возможные комбинации трансформаторов
Допускается параллельная работа:
- двух двухобмоточных трансформаторов между собой;
- двух трёхобмоточных — по всем трём обмоткам;
- смешанная работа двухобмоточного с трёхобмоточным.
Главное — предварительно убедиться, что ни одна из обмоток не будет перегружена, учитывая коэффициенты нагрузки и распределение токов между ветвями.
Различие по мощности трансформаторов
Если параллельно работают трансформаторы разной мощности, то:
- более мощный будет принимать на себя основную часть нагрузки,
- менее мощный будет работать «в хвосте», на низкой загрузке,
- эффективность системы ухудшится,
- суммарные потери будут выше,
- возрастают требования к расчету распределения нагрузок.
Допускается параллельная работа разномощных трансформаторов, но только при грамотной настройке и анализе токораспределения.
Различие вторичных напряжений приводит к появлению уравнительных токов
Значение уравнительного тока можно рассчитать по следующей формуле:
Если мощности трансформаторов существенно отличаются, то более мощный трансформатор будет в основном обеспечивать нагрузку, в то время как менее мощный будет работать с меньшей эффективностью. Это приводит к неэкономичной работе системы и неэффективному использованию ресурсов.
Раздел: Электрика
Случайная статья: Промышленные котельные установки