Трансформатор параллельное соединение обмоток: Параллельное и последовательное соединение обмоток трансформатора

Последовательное соединение вторичных обмоток трансформатора

Мне часто задают вопрос: «Можно ли соединять параллельно одинаковые вторичные обмотки силовых трансформаторов?» Вопрос, безусловно, правильный, и на него нужно отвечать. Ныне в устаревшей аппаратуре можно найти большое количество готовых силовых трансформаторов заводского изготовления, которые радиолюбители приспосабливают под свои запросы. Очень часто эти трансформаторы не совсем подходят по параметрам, например, по требуемому току нагрузки.

Но если в трансформаторе имеется несколько одинаковых обмоток, возникает мысль увеличить выходной ток, соединив эти обмотки параллельно. Казалось бы, соединяй выводы одинаковых обмоток между собой и все! Но не все так просто. Во- первых, обмотки нужно соединить синфазно. Для проверки синфазности вторичных обмоток соединяем одни из выводов двух обмоток, включаем трансформатор в сеть и измеряем напряжение между оставшимися свободными концами. Если это напряжение близко к нулю, значит, обмотки соединены противофазно последовательно.

Когда на выводах удвоенное напряжение одной из обмоток, они соединены синфазно последовательно. В первом случае свободные концы обмоток можно соединить вместе и получить параллельное включение обмоток. Во втором случае концы одной из обмоток нужно поменять местами. Однако малейшая неидентичность обмоток способна повлиять на параметры силового трансформатора: его габаритная мощность и КПД при этом уменьшаются, а нагрев обмоток увеличивается.

Фактически соединять параллельно можно обмотки таких трансформаторов, при изготовлении которых специально принимаются меры для получения идентичности обмоток. Например, в паспортах на трансформаторы типа ТПП (трансформаторы питания полупроводниковой аппаратуры) указывается на допустимость параллельного соединения одинаковых обмоток.
Чаще всего радиолюбительские конструкции питаются постоянным током, поэтому проблему соединения обмоток параллельно лучше рассматривать в комплексе с выпрямителем.

Возьмем, скажем, унифицированный трансформатор ТН-60 (трансформатор накальный), имеющий 4 одинаковые вторичные обмотки по 6,3 В (две обмотки имеют еще и отводы на 5 В), рассчитанные каждая на ток 6 А. Для получения токов, вчетверо больших, необходимо соединить обмотки так, как показано на рис.1 (включение обмоток с однополупериодным выпрямлением). Поскольку из-за конструктивного разброса параметров обмотки могут иметь немного отличающиеся напряжения, большее потребление тока (при идентичных диодах) будет от той обмотки, напряжение которой выше.

Диоды позволяют развязать обмотки друг от друга, т.е. теперь каждая обмотка работает только на общую нагрузку, а не на другую обмотку. В результате, мы получили выпрямленное напряжение с четырех обмоток с максимальным током нагрузки 24 А (через каждый диод будет проходить только четвертая часть общего тока нагрузки). Схема двухполупериодного выпрямления приведена на рис.2. Такое соединение выводов обмоток также обеспечивает независимое питание нагрузки. В случае параллельного включения нечетного числа обмоток возможно лишь однополупериодное выпрямление.

Для питания различных конструкций часто применяется напряжение 12 В, поэтому соединение обмоток для такого применения можно выполнить согласно рис.3. В этом случае через каждый диод будет проходить половина тока нагрузки. Чтобы получить выходное стабилизированное напряжение около 13,8 В, принятое как стандарт в радиопередающей аппаратуре, необходимо применять стабилизаторы с низким падением напряжения на регулирующем элементе [1, 2].

Минимально необходимый перепад напряжений на регулирующем элементе таких стабилизаторов составляет около 0,5 В. Его устанавливают при максимальном токе нагрузки, подбирая емкость конденсатора фильтра после выпрямителя. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больший выходной ток можно «отобрать» от стабилизатора при заданном входном напряжении.

Бывает ситуация, когда у трансформатора нет обмотки на нужное напряжение или ток, зато есть много всяких разных обмоток. Что делать?

Для увеличения напряжения, обмотки можно соединять последовательно. При этом общее напряжение будет равно сумме напряжений всех обмоток. Максимальный ток будет равен наименьшему из номинальных токов всех этих обмоток.

Обмотки надо сфазировать, иначе напряжения в них могут не складываться, а вычитаться (можно ра-

ботать и в такой ситуации, но КПД трансформатора снизится). Делается это так: первая и вторая обмотки соединяются последовательно, а к их концам подключается вольтметр переменного тока (рис. 16).

Вольтметр должен показать сумму напряжений обмоток 1 и 2 (это синфазное, или согласное включение обмоток). Если показания вольтметра меньше (в случае противофазного, или встречного включения он покажет разность напряжений обмоток), выводы обмотки 2 надо поменять местами. В случае, когда последовательно соединяется большее количество обмоток, то все повторяется, при этом роль обмотки 1 выполняют уже соединенные обмотки, а роль обмотки 2 – вновь подключаемая обмотка.

На рис. 16 точкой возле обмотки обозначается ее условное начало. Оно имеет такой смысл: если на выводе с точкой первичной обмотки присутствует положительный полупериод напряжения (грубо говоря «плюс»), то и на выводах с точкой всех вторичных обмоток в этот момент также «плюс». Поэтому, зная условные начала обмоток, можно сразу соединить все обмотки синфазно. К сожалению, на самом трансформаторе начала обмоток обычно не обозначают.

Если в трансформаторе много одинаковых вторичных обмоток на маленький ток, то по идее их можно соединить параллельно, тогда общий их ток будет равен сумме токов отдельных обмоток.

На самом деле это очень «тонкий» вопрос. В жизни практически никогда не бывает, чтобы две обмотки были абсолютно одинаковыми. Хоть малюсенькая разница в их напряжениях, но есть. И внутри параллельных обмоток могут возникнуть уравнительные токи иногда маленькой, а иногда и большой величины. Может получиться, что трансформатор здорово греется, а наружу тока почти не выдает. Но бывает и так, что производители мотают трансформатор в несколько проводов одновременно. Тогда обмотки получаются практически совсем одинаковыми и такие обмотки параллельно соединять можно (хотя, ГОСТ 14233-84 «Трансформаторы питания для бытовой аппаратуры» дает допуск на асимметрию обмоток, включаемых параллельно, до 3% от напряжения обмотки – это довольно большое рассогласование!). При этом очень важно правильно сфазировать обмотки, иначе будет короткое замыкание. Только надо быть абсолютно уверенным в том, что обмотки одинаковы. Поэтому давайте для надежности пользоваться таким правилом:

Если производитель явно указывает, что обмотки трансформатора можно соединять параллельно, то можно. Если такого явного указания нет – то нельзя.

Как правильно сфазировать обмотки? Начала всех обмоток соединить вместе – это будет начало общей обмотки. Конец общей обмотки составят соединенные вместе концы всех обмоток.

Если неизвестны начала и концы обмоток, то сначала соедините между собой один провод от одной обмотки и один от другой. Подайте питание на трансформатор и измерьте напряжение между оставшимися концами этих обмоток (рис. 17).

Если между ними напряжение равное удвоенному напряжению каждой из обмоток, то концы одной из обмоток надо поменять местами. Снова подайте питание и снова измерьте напряжение. Если оно равно нулю, то все ОК, соединяете концы, между которыми измеряли напряжение и пользуетесь. Если же напряжение не равно нулю, то обмотки разные, и их паралле- лить нельзя!

А если напряжение на двух обмотках получилось не

ноль, но очень близкое к нулю? Давайте рассмотрим пример. Сопротивление вторичной обмотки тороидального трансформатора 75ВА 2×28В равно примерно 0,5 Ом. Допустим мы хотим получить такую обмотку из двух, каждая из которых рассчитана на вдвое меньший ток. Тогда сопротивление каждой обмотки вдвое выше и будет равно 1 Ом. С точки зрения уравнительных токов обмотки включены последовательно (значит, общее сопротивление удваивается) и к ним прикладывается разность напряжений между обмотками. Допустим, эта разность напряжений равна 0,5 вольт. Тогда уравнительный ток будет

2. Если вольтметр показывает разность напряжений обмоток в точности равную нулю, это означает, что и формы напряжений обмоток, и их величины одинаковы (что уже само по себе редкое явление). Но кто поручится, что при изменении напряжения в сети, или изменении тока, потребляемого нагрузкой, формы токов так одинаковыми и останутся? Это не всегда случается даже у однотипных трансформаторов (из-за разброса свойств стали они могут немного по-разному насыщаться), а для трансформаторов разных типов это вообще нереально.

Поэтому давайте не будем рисковать, и не будем создавать себе возможные проблемы, соединяя параллельно обмотки разных трансформаторов!

Бросок тока при включении трансформатора. При включении трансформатора в сеть даже на холостом ходу возникает всплеск тока (пусковой ток, являющийся следствием переходного процесса в трансформаторе), который может превышать номинальный в десятки раз. Длительность пускового тока обычно не превышает 0,02…0,03 секунды, поэтому он не приводит к перегреву обмоток. Однако в этот момент на проводники обмоток действуют значительные электромагнитные силы, которые могут сдвинуть плохо закрепленные витки. С течением времени витки разбалтываются, и акустический шум трансформатора растет.

Другим неприятным последствием пускового тока является перегорание предохранителя в цепи первичной обмотки.

Величина пускового тока определяется как моментом времени включения (по отношению к начальной фазе сетевого напряжения), так и параметрами трансформатора. В частности, повышение числа витков первичной обмотки снижает пусковой ток, что еще раз говорит в пользу применения трансформаторов с пониженной рабочей индукцией. И наоборот, у трансформатора, работающего близко к насыщению, бросок тока при включении может быть очень большим.

Трансформаторы с пониженной рабочей индукцией. Существует мнение (вполне оправданное), что хорошие результаты дает применение в усилителях трансформаторов с пониженной индукцией, работающих практически на линейном участке кривой намагничивания (конец участка А – начало участка В на рис. 9). Действительно, снижение индукции уменьшает потоки рассеяния, а значит и магнитные поля трансформатора, а также снижает пусковой ток. Это достигается увеличением числа витков в обмотках в 1,2…1,3 раза выше номинального. Уменьшение полей рассеяния снижает индуктивность обмоток, но из-за повышения длины провода, возрастает их активное сопротивление, поэтому просадки напряжения под нагрузкой практически не меняются, а вот нагрев обмоток растет. Для нормализации нагрева увеличивают мощность трансформатора, повышая диаметр проводов обмоток.

Таким образом, чтобы получить трансформатор с пониженной рабочей индукцией, необходимо изготовить трансформатор с мощностью в 1,3…1,5 раз больше требуемой, все обмотки которого рассчитаны на напряжение в 1,2…1,3 раза больше необходимого.

Необходимо отметить, что при этом улучшается только работа самого трансформатора, на усилитель это никак не сказывается (если только магнитные поля трансформатора не действуют на усилитель, но к этому необходимо стремиться в любом случае). Поэтому затраты на такой специальный трансформатор практически никогда не окупаются (кроме техники очень высокого качества, там применение подобного трансформатора не только оправдано, но и зачастую просто необходимо), а в конструкциях начинающих радиолюбителей – наверняка. Поэтому «низкоиндукционный» трансформатор имеет смысл применять, если он уже есть, а если его нет, то и не надо.

Подмагничивание сердечника постоянным током. Трансформатор – устройство, предназначенное для работы на переменном токе (причем только своей, или близкой к ней частоты – если частота тока сильно отличается от номинальной, он может работать хуже или не работать вообще). Постоянный ток он не преобразует, потому что ЭДС в обмотках наводится только изменяющимся магнитным полем, которое получается, если ток переменный. И на постоянный ток не влияет индуктивность обмоток. Поэтому если на трансформатор подать 220 вольт постоянного тока, трансформатор сгорит – активное сопротивление первичной обмотки маленькое, и ток будет огромным.

А что случится, если через обмотку все же протекает постоянный ток? На переменном токе даже очень большие токи обмоток практически не изменяют рабочий магнитный поток, так как влияния первичной и вторичной обмоток взаимно компенсируются. На постоянном токе взаимодействия обмоток и взаимной компенсации токов не происходит. Постоянный ток создаст ничем не компенсируемое магнитное поле, которое будет подмагничивать сердечник, изменяя индукцию в нем. Если это поле достаточно велико, то сердечник начнет насыщаться со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Так что появления постоянного тока (заметной величины) в трансформаторе следует избегать. Исключение составляют выходные трансформаторы ламповой техники – в них предусмотрен зазор в сердечнике для исключения насыщения. Но и в таком случае трансформатору работать не очень комфортно.

Источник: Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. – Москва: Инфра- Инженерия, 2011. – 160 с.

Трансформатор тока – важный элемент релейной защиты. Он питает цепи защиты током сети и выполняет роль датчика, через который поступает информация к измерительным органам устройств релейной защиты.

2.1. Принцип действия

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в силовую цепь. Вторичная обмотка замыкается на сопротивление нагрузки Z _Н – последовательно включенные реле и приборы.

Ток I ₁ , протекая по обмотке, создаёт магнитный поток Ф ₁ = I w ₁ , под воздействием этого потока во вторичной обмотке наводиться ЭДС Е₂. По обмотке протекает ток I ₂ .

Если не учитывать потерь то:

, (2.1)

где – витковый коэффициент трансформации.

В заводских материалах на трансформаторы тока указывают номинальный коэффициент трансформации . Если не учитывать потери, то n _в = n _т .

В действительности же I ₂ отличается от расчетного значения. Часть тока I ₁ тратиться на создание намагничивающего потока:

(2.2)

Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет. Магнитопровод быстро расплавится. Кроме того на вторичной разомкнутой обмотке появиться высокое напряжение, достигающие десятков киловольт. Вторичная обмотка обязательно должна быть заземлена – если произойдет пробой изоляции, то при заземленной вторичной обмотке получится короткое замыкание, защитная аппаратура отключит поврежденный трансформатор, заземление вторичной обмотке делается прежде всего для обеспечения техники безопасности.

Причиной погрешностей в работе трансформаторов тока является ток намагничивания. Чрезмерно большие погрешности могут вызвать неправильные действия релейной защиты, поэтому стараются уменьшить ток намагничивания.

2.2. Параметры, влияющие на уменьшение намагничивающего тока

Ток I _нам состоит из активной и реактивной составляющих.

I _а.нам – обусловлена активными потерями на гистерезис и от вихревых токов в магнитопроводе трансформатора тока.

I _р.нам – создает магнитный поток, который индуктирует во вторичной обмотке ЭДС Е₂.

Для уменьшения I _{а .н ам} магнитопровод выполняется из шихтованной стали.

При насыщении I _нам возрастает значительно быстрее, чем поток Ф_т , что вызывает резкое увеличение погрешностей. (см. рис. 2.2.1 – характеристика намагничивания трансформатора тока.)

Для ограничения погрешностей нужно уменьшить Ф_т :

Этого можно добиться, либо снизив ток I ₂ за счет подбора соответствующего коэффициента трансформации (повысить n _т для снижения кратности максимального первичного тока ), либо уменьшив сопротивление нагрузки вторичной обмотки Z _н .

Требования к точности трансформаторов тока, питающих релейную защиту

Погрешность трансформаторов тока по току ( D I ) не должна превышать 10%, а по углу ( d ) – 7 ° .

Эти требования обеспечиваются, если I _нам £ 0,1 I ₁ .

Для каждого типа трансформаторов тока имеются определённые значения К_1макс и Z _н , при которых погрешность e будет равна 10%. Поэтому исходными величинами для оценки погрешности являются I _1макс и Z _н :

где Z _п – сопротивление проводов,

Z _р – сопротивление реле.

Для упрощения в расчетах сопротивления суммируются арифметически.

Предельные значения К_1макс и Z _н из условия 10% погрешности дают заводы, изготавливающие трансформаторы тока.

Выпускаются трансформаторы тока следующих классов точности: 0,5;1;3;10 (для подсоединения к ним измерительных приборов) и Р (для релейной защиты).

Параллельная работа трансформаторов: 5 условий и схема

Параллельная работа трансформатора характеризуется особенной работой обмоток. К первичным контурам подводится питающая сеть. Подключение обмотки вторичного типа производится к общей сети. Исходящее электричество питает различных потребителей.

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.

Особенности

Параллельное соединение трансформаторов тока должно выполнять установленные правила и условия включения. Силовые агрегаты при включении должны характеризоваться определенным показателем полной мощности. Эта величина соответствует сумме мощностей соединенных приборов. При этом выполняется условие. Величины сопротивлений, коэффициент трансформации в процессе включения трансформаторов на параллельную работу, равны.

Если величины мощности неодинаковы, нагрузка делится в соответствии с номиналами. Это происходит при условии равенства коэффициента трансформации подключаемых объектов.

Существует правило. Разрешается допускать соединения параллельным включением установок с мощностью выше в 2 раза. В этом случае нужно следить за работой агрегатов. Трансформаторы не функционируют постоянно.

Условия

Существуют определенные условия параллельной работы трансформаторов. Всего установлено 5 пунктов. Включенные приборы работают правильно при следующих условиях:

1. Фазировка. Выполнение этого условия трансформаторами является обязательным. Иначе будет наблюдаться короткое замыкание. Токи вторичных цепей позволяют выполнить фазировку. Фазы соединений согласовываются со стороны низкого, высокого напряжения.
2. Напряжение на обмотках вторичных и первичных катушек при соединении должно быть разным. Это условие выполняется с соблюдением особенностей изоляции. Коэффициент трансформации всех элементов системы должен быть идентичным. Соединить устройство допускается, если отклонение показателя не превышает 0,5 %.
3. Напряжение короткого замыкания равно для всех агрегатов. Это способствует выполнению обмотками установленных функций. Сопротивление контура возрастает при высоком напряжении короткого замыкания. Увеличивая его уровень для маломощного агрегата, можно получить перегрузку. Для нормальных условий функционирования системы при выполнении стандартов отклонение между показателями короткого замыкания устройств не превышает 10%.
4. Включить параллельным соединением допускается одинаковые обмотки, соответствующие друг другу. При несоблюдении этого условия работающими приборами вырабатываются уравнительные токи. Наблюдается сдвиг фазы.
5. Мощность аппаратуры не должна отличаться в 3 раза. Это является важным условием правильной работы системы. В противном случае мощный прибор увеличивает нагрузку на следующие приборы. Маломощные агрегаты будут перегружены. Соединять подобные устройства запрещается правилами безопасности.

Следуя перечисленным условиям, обеспечивается стабильная, эффективная работа силового оборудования. Безопасность и надежность функционирования системы повышается.

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.

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.

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.

Условия параллельной работы трансформаторов – в каких случая допускается?

Условия параллельной работы трансформаторов – когда соединение образуют одноименные контакты ВН и НН, подключенные к одноименным проводам или сборным шинам электрической сети. Такая работа трансформатора отличается удобством и экономичным потреблением электроэнергии.

Можно использовать трансформатор с большой мощностью, которой будет достаточно для требуемой нагрузки электросети. В этом случае трансформатор должен быть включённым постоянно, но на максимальной нагрузке он будет работать лишь часть времени. При этом он будет потреблять определенную часть электроэнергии впустую. Именно по этой причине мощный трансформатор заменяется на два, но с меньшей мощностью.

В статье будут рассмотрены основные технические характеристики и правила параллельного подключения трансформаторов.  Также бонусом к статье будет подробный видеоролик о трансформаторах и учебный материал “Параллельная работа трехфазных трансформаторов”.

Условия параллельной работы трансформаторов.

Технические особенности

Параллельная работа нескольких трансформаторов имеет ряд следующих технических и экономических преимуществ по сравнению с работой одного мощного трансформатора:

• надежность снабжения потребителей электроэнергией, так как выход из строя одного из трансформаторов не лишает потребителей энергии. Нагрузка выбывшего трансформатора может быть временно принята полностью или частично оставшимися трансформаторами;
• резервная мощность трансформаторов при их параллельном включении будет значительно меньшей, чем при питании потребителей от одного мощного трансформатора;
• в периоды снижения нагрузок (в течение суток или весеннего и летнего сезона) в энергетических системах — на повышающих, понижающих или на районных трансформаторных подстанциях — часть трансформаторов может быть отключена, что обеспечит более экономичный режим работы подстанции за счет уменьшения потерь холостого хода трансформаторов и их загрузки на максимальный к. п. д.;
• постепенное развитие подстанций. При подключении новых потребителей электрической энергии увеличение трансформаторной мощности может быть выполнено дополнительным включением одного или нескольких трансформаторов на параллельную работу.

Это особенно необходимо на районных понижающих подстанциях, снабжающих энергией большие промышленные районы.

Схема параллельного подключения трансформаторов.

Условия включения

Параллельная работа подразумевает обязательные и, несомненно, важные условия параллельной работы трансформаторов, всего существует 5 условий. Самое важное условие параллельной работы – сфазированность трансформаторов, в противном случае произойдет короткое замыкание.

Фазировка обмоток.

Фазировка выполняется при помощи цепей вторичного напряжения. Фазировка трансформатора обуславливает согласование фаз всех рабочих элементов электрической цепи со стороны высокого и низкого напряжения. Напряжения на первичных и вторичных обмотках обоих трансформаторов должны иметь равное значение. Напряжение трансформаторов должно соответствовать классу изоляции.

Из этого следует, что коэффициенты трансформации (Ктр) также должны быть равными, их различие не должно быть выше +-0.5%.. разница Ктр или даже несовпадение состояния РПН или ПБВ соответствующего положения отпаек, способствует возникновению результирующего напряжения, которое появляется во вторичной обмотке.

Напряжения короткого замыкания обоих трансформаторов должны быть также равны, это требование вытекает из того, что чем выше напряжение к. з. тем выше значение сопротивления обмотки, а значит, трансформатор с малым значением напряжения (Uк.з.) будет работать с постоянным перегрузом из-за потребления высокой нагрузки, максимальная разница в отношении Uк.з не должна превышать 10%.

Здесь можно почитать об устройстве силового трансформатора и сфере его применения.

Группы соединений обмоток должны соответствовать друг другу и быть одинаковыми. Разные группы соединений влекут сдвиг фазы, что способствует возникновению уравнительных токов. Мощность обоих трансформаторов не должна быть различной более чем в 3 раза, если это условие не выдержано трансформатор с меньшей мощностью будет перегружен. Соблюдая условия включения трансформаторов на параллельную работу, достигается надежность и безопасность работы электроустановки.

Условия параллельной работы трансформаторов.

Как рассчитать мощность

Под нормальной параллельной работой трансформаторов понимают работу, при которой в режиме холостого хода нет тока в цепи вторичных обмоток, а при питании потребителей (в режиме нагрузки) токи распределяются пропорционально номинальным мощностям трансформаторов. В режиме холостого хода в цепи вторичных обмоток может быть так называемый уравнительный ток.

Этот ток в цепи вторичных обмоток загружает трансформатор и вызывает неоправданный нагрев его обмоток и дополнительный расход энергии. В режиме нагрузки уравнительные токи накладываются на токи потребителей и создают неравномерную нагрузку трансформаторов.

Таким образом, первым необходимым условием нормальной параллельной работы трансформаторов является равенство номинальных вторичных напряжений. Из эквивалентной схемы параллельно работающих трансформаторов следует, что токи в двух параллельно включенных обмотках распределяются обратно пропорционально сопротивлениям короткого замыкания.

При соблюдении первых двух условий параллельной работы поменять местами концы одной из обмоток трансформатора, то в контуре вторичных обмоток ЭДС и будут направлены не встречно, а согласно, что равносильно короткому замыканию трансформатора. Для трехфазных трансформаторов также требуется идентичность групп соединения.

Если это условие не выполнено, ЭДС и соответствующей пары обмоток не совпадают по фазе и в результате появляется уравнительный ток, который может значительно превысить номинальное значение тока и даже быть близким к току короткого замыкания.

Интересный материал в тему: как собрать повышающий трансформатор самостоятельно.

Например, при соединении групп и угол сдвига фаз между одноименными ЭДС (напряжениями) составит 30° и, как показывают расчеты, уравнительный ток будет в 5 раз больше номинального. Следовательно, третьим условием нормальной параллельной работы трансформаторов является идентичность групп соединения обмоток.

Параллельная работа

Условия включения. При параллельной работе первичные обмотки трансформаторов присоединены к общим шинам питающей сети, вторичные — к общим шинам потребителя (рис. 3.22, а). Мощность всех параллельно работающих трансформаторов равна сумме их мощностей.

При включении на параллельную работу пользуются условным понятием начала и конца обмоток. На рис. 3.23 схематично изображена часть стержня магнитопровода, на который намотаны первичная и вторичная обмотки трансформатора. При изменении потока взаимоиндукции (например, при увеличении) в них индуктируются ЭДС. 

Если обмотки намотаны в одну сторону и имеют одинаковую маркировку, значит векторы ЭДС будут направлены в одну сторону. Если в одной из обмоток начало и конец поменять местами, вектор изменит направление на обратное, хотя физическая картина осталась такой же. Аналогичный сдвиг фазы ЭДС на векторной диаграмме можно получить изменяя направление намотки витков.

Параллельное подключение трансформаторов.

Для того чтобы охарактеризовать сдвиг фаз линейных э. д. с. первичной и вторичной обмоток с учетом обозначения зажимов, вводится понятие группы соединения трансформатора. В однофазном, трансформаторе может быть две группы соединения, в трехфазном — двенадцать.

При обозначении группы соединений пользуются аналогией с часовым циферблатом. При этом вектор линейной э. д. с. первичной обмотки мысленно совмещают с минутной стрелкой часов, расположенной на цифре 12, а с направлением вектора вторичной линейной э. д. с. совмещают часовую стрелку. Цифра, на которой она расположена, определяет группу соединения трансформатора.

Угловое расстояние между двумя соседними цифрами циферблата составляет 30°. Поэтому для определения угла сдвига линейных э. д. с. обмоток следует умножить номер группы на 30°. Например, число 6 обозначает, что сдвиг между линейными э. д. с. обмоток составляет 180° = 6×30°. Меняя маркировку выводов, можно изменить группу соединения трансформатора.

При нормальной параллельной работе между трансформаторами не должны проходить уравнительные токи. Уравнительные токи отсутствуют, если первичные э. д. с. всех трансформаторов одинаковы и вторичные э. д. с. также одинаковы и находятся в фазе. Это достигается при соблюдении следующих условий: равенство коэффициентов трансформации; равенство напряжений короткого замыкания; принадлежность трансформаторов к одной группе.

Стандарт допускает параллельную работу трансформаторов при условии, что коэффициенты трансформации отклоняются не более, чем на 0,5% от среднего арифметического значения, и напряжения короткого замыкания отклоняются не более чем на 10% от среднего арифметического значения. Перед включением на параллельную работу необходимо опытным путем проверить соблюдение первого и третьего условий. При их соблюдении напряжение между зажимами разомкнутого рубильника K (см. рис 2.22, а) равно нулю.

Равенство групп соединения обмоток

Существует несколько групп соединений обмоток трансформатора. Каждая группа отличается своим углом сдвига фаз первичного и вторичного напряжений. Поэтому если включить два трансформатора с разными группами соединения обмоток на параллельную работу, то это приведет к возникновению больших уравнительных токов в обмотках, которые приведут к выходу из строя трансформаторы. Поэтому важным условием включения трансформаторов на параллельную работу является равенство их групп соединений обмоток.

Проверка схем и групп соединения обмоток

На практике проверку схем и групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов выполняют по методу двух вольтметров, который основан на измерении напряжений между соответствующими выводами обмоток трансформатора с последующим их сравнением с расчетными значениями. Измеренные напряжения должны быть равны расчетным для заданной группы соединений.

 

Схема параллельного подключения трансформаторов

 

Чтобы исключить ошибки при параллельном включении трансформаторов, стандартами установлено для каждого трансформатора определенной мощности и напряжения обмотки ВН определенное значение напряжения короткого замыкания. Так, ГОСТ 12022—76 для трансформаторов мощностью 400 кВА и напряжением 10 кВ установил u_к равным 4,5%, а напряжением 35 кВ — 6,5%.

Интересный материал для прочтения: факты о понижающих трансформаторах.

ГОСТ 11920—73 для трансформаторов мощностью 2500 кВА и напряжением 10 кВ установил u_к равным 5,5%, а напряжением 35 кВ – 6,5%. Однако при практическом исполнении трансформаторов всегда возможны некоторые отступления в размерах обмоток или каналов между ними, что, как известно, влияет на величину u_к. Поэтому ГОСТ 11677—75 разрешает включать на параллельную работу трансформаторы с некоторым отступлением от номинальных значений u_к (в пределах ±10%). Третье условие параллельной работы заключается в том, чтобы все предназначенные для нее трансформаторы имели одинаковые группы соединения.

Определение напряжения между обмотками.

Другими словами, необходимо при равенстве напряжений ВН иметь еще и одинаковые углы между векторами линейных напряжений обмоток ВН и НН. Чтобы убедиться в необходимости одинаковых групп соединения, рассмотрим простой пример. Пусть два трансформатора имеют схемы и группы соединения Y/Δ — 11 и Y/Δ — 1.

На рисунке показаны совмещенные векторы линейных напряжений обмоток ВН и НН первого и второго трансформаторов. Если первичные напряжения (ВН) у них одинаковы, то при параллельном соединении между вторичными напряжениями a₁b₁ и a₂b₂ появится сдвиг 60°. Вследствие этого получится геометрическая разность напряжений a₁b₁ и a₂b₂, показанная на рисунке отрезком b₁b₂. Треугольник a₁b₁b₂ равносторонний, поэтому отрезок b₁b₂ = a₂b₁ = a₂b₂, т. е. равен по величине линейному напряжению обмотки НН.

Номинальная мощность трансформаторов

Условие, необходимое для возможности включения трансформаторов на параллельную работу – соотношение их номинальной мощности не более 1 к 3. Например, если номинальная мощность одного силового трансформатора 1000 кВА, то он может быть включен на параллельную работу с другим трансформатором, мощностью от 400 кВА до 2500 кВА – все величины из данного диапазона мощности в соотношении с мощностью 1000 кВА не более 1 к 3.

Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединения, невозможна, так как между их обмотками проходит недопустимо большой уравнительный ток.

Коэффициент трансформации

Определение коэффициентов трансформации.

Равенство номинальных напряжений обмоток подключаемых на совместную работу трансформаторов обязательно для параллельной работы. Если напряжение на вторичных обмотках трансформаторов будет отличаться.

Это приведет к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь приводят к падениям напряжения и нежелательным потерям. Допускается незначительное отклонение напряжений – разница коэффициентов трансформации в пределах до 0,5%.

На трансформаторах, где предусмотрена возможность регулировки коэффициента трансформации путем увеличения или уменьшения количества витков обмотки, нужно учитывать положение переключающих устройств – ПБВ или РПН.

При необходимости посредством применения данных устройств можно откорректировать напряжение на трансформаторе до требуемых значений, после чего можно соединять вторичные обмотки – включать трансформаторы на параллельную работу.

В данной статье были рассмотрены основные факты о параллельной работе трансформаторов. Больше по этой теме можно узнать из учебного материала Параллельная работа трехфазных трансформаторов.

Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.forca.com

www.silovoytransformator.ru

www.zei.narod.ru

www.enargys.ru

www.electrono.ru

www.servomotors.ru

Предыдущая

ТрансформаторыМасляные трансформаторы – что это такое, устройство и принцип работы

Следующая

ТрансформаторыРежим холостого хода для трансформаторов

Схемы соединений трансформаторов тока: схем, звезда, треугольник, параллель

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.

Чаще всего величина вторичного тока равна 5 А, иногда применяются ТТ со вторичным током 1 А. Для измерения же напряжения в высоковольтных сетях используется подключение через трансформатор напряжения, который понижает напряжение до 100 или 57.7 вольт.

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».

Это позволяет скомпенсировать сдвиг фаз вторичных токов, что уменьшит ток небаланса. В трёхфазных сетях без нулевого провода обычно трансформаторы тока подключаются только на две ведущие линии, поскольку измерив ток в двух фазах, можно легко рассчитать величину тока в третьей фазе.

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.

Если трансформатор работает в нормальном режиме, или если он симметричный, то будет проходить ток небаланса или небольшой ток, который появляется из–за разных погрешностей трансформаторов тока.

Представленная выше схема применяется против всех видов КЗ (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.

На рис. 2.4.5 предоставлена схема соединения обмоток реле и трансформаторов тока в неполную звезду, а на рис. 2.4.6, 2.4.7. ее векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Трехфазное КЗ — когда токи могут идти в обратном проводе по обоим реле.
Двухфазное КЗ — 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 КЗ междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи КЗ 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 КЗ 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 КЗ 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.

Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз.

На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.

Двухфазное КЗ Двухфазно КЗ АВ или ВС
При разных видах КЗ, ток в реле и его чувствительность будут разными. Ток в реле будет равен нулю во время однофазного КЗ фазы В. Эту схему можно применять, тогда, когда не требуется действий трансформатора для защиты от разных междуфазных КЗ с соединением обмоток Y/* – 11 группа, и когда эта защита обеспечивает необходимую чувствительность.

Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

На рис. 2.4.12. можно изучить схему соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности. Только во время однофазных или двуфазных КЗ на землю появляется ток в реле. Эту схему можно применять во время защиты от КЗ на землю. КЗ IN=0 при двухфазных и трехфазных нагрузках. Но часто ток небаланса Iнб появляется из–за погрешности трансформаторов тока в реле.

Последовательное соединение трансформаторов тока

На рис. 2.4.13. представлена схема последовательного соединения трансформаторов тока. Подключенная к трансформаторам тока, нагрузка, распределяется поровну. Напряжение, которое приходится на любой трансформатор тока и на вторичный ток остается неизменным.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Во время использования трансформаторов тока малой мощности применяется эта схема.

Параллельное соединение трансформаторов тока

На рис. 2.4.14. представлена схема параллельного соединения трансформаторов тока. Эту схему можно использовать с целью получения разных нестандартных коэффициентов трансформации. Схемы подключения счетчиков электроэнегии, как однофазных, так и 3-х фазных Вы можете найти тут.

Последовательное соединение — вторичная обмотка

Последовательное соединение — вторичная обмотка

Cтраница 1

Последовательное соединение вторичных обмоток двух трансформаторов тока одной фазы позволяет получить от них большую мощность, а параллельное их соединение дает возможность уменьшить коэффициент трансформации, а следовательно, увеличить ток во вторичной цепи при данном токе в линии.  [1]

При последовательном соединении вторичных обмоток результирующий коэффициент трансформации не изменяется, а полная мощность примерно равна сумме мощностей каждого из трансформаторов тока независимо от величины этих мощностей.  [3]

Таким образом, последовательное соединение вторичных обмоток обеспечивает увеличение уровней выходного напряжения и мощности при сохранении номинального выходного тока. В самом деле, если вторичные обмотки каждого из трансформаторов рассчитаны, например, на 6 В выходного напряжения при номинальном токе 1 А, то при их последовательном соединении значение номинального тока сохраняется, а мощность увеличивается вдвое, так как в 2 раза возрастает выходное напряжение. При параллельном соединении вторичных обмоток в указанном выше примере выходное напряжение было бы равно 6 В, но выходной ток при этом вырос бы в 2 раза.  [4]

Погрешности ИТПТ с последовательным соединением вторичных обмоток главным образом обусловлены отличием реальной петли перемагничивания сердечников от идеальной прямоугольной петли и в меньшей степени конечным значением сопротивления вторичной цепи ИТПТ.  [5]

В результате проведенной работы по исследованию схем с последовательным соединением вторичных обмоток была предложена новая схема. Окончательная отработка основных параметров этой схемы производилась на ряде опытных образцов, изготовленных как НИИПТ, так и позднее Электрозаводом.  [6]

Защиту кабельных линий с числом кабелей два и более рекомендуется производить с последовательным соединением вторичных обмоток трансформаторов тока нулевой последовательности ТЗЛ и ТЗРЛ. Защита с трансформаторами тока типа ТИП может быть рекомендована для мощных двигателей ( при двух и более кабелях) при сравнительно небольших величинах токов однофазного замыкания на землю.  [7]

Для повышения класса точности или для повышения вторичной нагрузки при неизменном классе точности часто практикуют последовательное соединение вторичных обмоток двух втулочных трансформаторов тока одной и той же фазы.  [8]

Последовательное соединение вторичных обмоток в этом случае позволяет получить напряжение 1100 В, что вполне пригодно для рассмотренного источника питания.  [9]

Такая схема не реагирует на междуфазовые короткие замыкания, но чувствительна ко всем видам повреждений, связанных с замыканием элементов электрической сети на землю. Последовательное соединение вторичных обмоток двух трансформаторов тока одной фазы ( рис. 39, е) позволяет получить от них большую мощность, а параллельное ( рис. 39, ж) — уменьшить коэффициент трансформации, увеличивая ток во вторичной цепи при данном токе в линии.  [11]

ТТ, вторичные обмотки которых можно соединять последовательно или параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, так как удваивается число первичных и вторичных витков. Вторичный ток сохраняется неизменным, а вторичная ЭДС удваивается, что позволяет увеличить в 2 раза вторичную мощность. Для встроенных ТТ это очень важно, так как они удалены от реле и измерительных приборов, благодаря чему сопротивление соединяющих проводов получается большим. При параллельном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации уменьшается, так как первичные обмотки включаются последовательно. При этом вторичный ток двух ТТ увеличивается.  [12]

Допустимую нагрузку одноамперных ТТ следует проверять также по условию допустимого напряжения во вторичной обмотке при сквозных токах к. Допустимые вторичные нагрузки ТТ в одном и том же классе точности при последовательном соединении вторичных обмоток увеличиваются вдвое, а при параллельном соединении уменьшаются вдвое. Встроенные во втулки выключателей ТТ с номинальным первичным током 50, 75, 100 ц вторичным током 2 5 А могут включаться только параллельно для получения вторичного тока 5 А. Внутренние п внешние параметры соединяемых параллельно ТТ должны быть одинаковы.  [13]

ТТ может выполняться с двумя магнитопроводами, как это показано на рис. 12 — 2, а. Первичные обмотки здесь всегда соединены последовательно, а вторичные можно соединить последовательно или параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, здесь суммируются вторичные ЭДС, что позволяет соответственно увеличить сопротивление нагрузки.  [15]

Страницы:      1    2

Трехфазные трансформаторы. Группы соединения обмоток. Параллельная работа трансформаторов

Преобразование трехфазного тока можно осуществлять или тремя однозфазными или одним трехстержневым трехфазным трансформатором.

Трехфазная группа – группа из 3-х однофазных трансформаторов, включенная в трехфазную цепь.

Т.к. первичные обмотки трансформаторов включены “Y” следовательно обмотка каждого трансформатора включена на фазное напряжение. Если имеется “0” провод, то работа трансформаторов не отличается от работы однофазного трансформатора, и все рассмотренные управления и диаграммы для 1-фазного применимы к группе. При симметричной нагрузке “0” провод становится ненужным, а работа группы такая же как для однофазного.

Векторная диаграмма потоков и напряжения в отдельных фазах.

Схемы соединений. Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены по схемам “Y”(звезда), “Δ” (треугольник), “Z_H” (зигзаг), “Y_H”. Если нулевая точка выведена из трансформатора то у букв обозначения ставят “н”. Начала и концы обмотки ВН обозначаются А, В, С; Х, У, Z; а для обмотки НН – a, b, с и х, у, z. Вывод нулевой точки – О (для ВН) и о (для НН).

Трехфазные трансформаторы характеризуется фазным и линейным коэффициент трансформации:

Фазный коэффициент

Линейный коэффициент

Для схемы Y/Y, Δ /Δ K_Л= K_Ф для схем:

Y/Δ

Δ/Y

Схема Zн имеет применение только в трансформаторах для выпрямителей, т.к. эта схема неэкономична, потому что при одинаковом U_Ф со схемами треугольник или звезда, требует большего количества обмоточного провода.

Особенности режима х.х. (по Кацману ξ 1,9; 1.10 стр 39-43)

Группы соединений обмоток трансформаторов – делят на группы в зависимости от сдвига по фазе между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах.

Трехфазные трансформаторы: В них фазные ЭДС двух обмоток, расположенные на одном и том же стержне могут совпадать и быть противоположными по фазе. В зависимости от схемы соединения обмоток (Δ или Y) и порядка соединения их начал и концов получается различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями.

Для схемы соединения обмоток Y /Y

Изменяя маркировку выводов обмоток можно получить и другие группы соединения обмоток:

При схеме Y /Y — четные: 2, 4 и т.д.

При схеме Y/Δ — нечетные: 1, 3 и др.

По существующим ГОСТам промышленность выпускает трехфазные силовые трансформаторы двух групп: 0 и 11, что облегчает практическое включение трансформаторов на параллельную работу.

Параллельная работа трансформаторов

Часто при значительной мощности электрические участки используют не один, а несколько трансформаторов меньшей мощности, включенных параллельно на общую нагрузку, что позволяет эффективно решать проблемы электроснабжения, отключать часть трансформаторов при пониженной нагрузки, проще проводить проф.ремонт и т.д.

Условия включения на параллельную работу. Для включения трансформаторов Тр1 и Тр2 на параллельную работу необходимо, чтобы при х.х. в их обмотках не возникали уравнительные токи и чтобы нагрузка распределялась между обоими трансформаторами в соответствии с их номинальной мощностью.

Схема включения трансформаторов при параллельной работе.

При неравенстве ЭДС Е_20I Е_20II параллельная работа трансформаторов (их вторичных напряжений при х.х.) возникает уравнительный ток. Этот ток вызывает циркуляцию мощности от одного трансформатора к другому, а следовательно неравномерную нагрузку трансформаторов, сопровождающуюся увеличением потерь и нагрева. Уравнительный ток:

первое необходимое условие: из уравнения – равенство их вторичных ЭДС, т.е. вторичных напряжений х.х.

в торое необходимое условие: совпадение по фазе ЭДС для того чтобы их векторная разность равнялась нулю. Для этого параллельно работающие трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединений.

**: трансформаторы принадлежат к ближайшим группам (11 и 0) сдвиг по фазе между их вторичными ЭДС составляет 30⁰, и в контуре параллельно соединенных вторичных обмоток возникает большая разность ЭДС =. При этом уравнительный ток становится в несколько раз больше номинального.

Третье условие: Для того, чтобы нагрузки распределились между параллельно включенными трансформаторами прямо пропорционально их номинальным мощностям, они должны иметь одинаковое напряжение короткого замыкания U_KI=U_KII

Если U_KI≠U_KII, то относительная нагрузка будет больше у того трансформатора, у которого Uк меньше. ГОСТами допускается различие между Uкз трансформаторов включенных параллельно на ± 10% от их среднего значения, т.к. не всегда есть возможность подобрать трансформаторы с одинаковыми Uкз. Кроме соблюдения этих трех правил для включения любого количества трансформаторов на параллельную работу необходимо соблюдение порядка чередования фаз, которое должно быть одинаковым у всех трансформаторов.

Соблюдение всех перечисленных условий проверяется фазировкой трансформаторов.

Принципы трансформаторов в параллельном соединении

Введение

Для подачи нагрузки, превышающей номинал существующего трансформатора, два или более трансформатора могут быть подключены параллельно с существующим трансформатором. Трансформаторы подключаются параллельно, когда нагрузка на один из трансформаторов больше, чем его емкость.

Принципы трансформаторов в параллельном соединении (часть 1)

Надежность увеличивается при параллельной работе, а не на одном большом блоке.

Стоимость, связанная с поддержанием запасных частей, меньше, когда два трансформатора соединены параллельно. Обычно экономично устанавливать другой трансформатор параллельно вместо замены существующего трансформатора на один большой блок.

Стоимость запасного устройства в случае двух параллельных трансформаторов (одинакового номинала) также ниже стоимости одного большого трансформатора. Кроме того, предпочтительнее иметь параллельный трансформатор по причине надежности.

При этом по меньшей мере половина нагрузки может быть поставлена ​​с отключенным одним трансформатором .

Условие параллельной работы трансформатора

Для параллельного подключения трансформаторов первичные обмотки трансформаторов подключаются к шинам источника, а вторичные обмотки подключаются к шинам нагрузки.

Различные условия, которые должны быть выполнены для успешной параллельной работы трансформаторов:

1. То же напряжение и коэффициент поворота (как первичное, так и вторичное напряжение одинаково)
2. То же процентное сопротивление и отношение X / R
3. Идентичное положение переключателя
4. Те же рейтинги KVA
5. Такой же сдвиг угла фазы (группа векторов одинакова)
6. Точная частота
7. Одинаковая полярность
8. Одинарная фазовая последовательность

Некоторые из этих условий являются удобными, а некоторые являются обязательными.

Удобными условиями являются: одинаковое отношение напряжения и коэффициент поворота, одинаковый процентный импеданс, одинаковый рейтинг KVA, одинаковое положение переключателя переплета.

Условиями обязательных условий являются: одинаковый сдвиг по углу фазы, одна и та же полярность, одна и та же фазовая последовательность и одинаковая частота. Когда удобные условия не выполняются, возможна параллельная работа, но не оптимальная.

1. То же соотношение между коэффициентом пропорциональности и коэффициентом поворота (на каждом кране)

Если параллельно подключенные трансформаторы имеют несколько разные отношения напряжения, то из-за неравенства индуцированных э.д.с. во вторичных обмотках циркулирующий ток будет протекать в контуре, образованном вторичными обмотками в состоянии без нагрузки, что может быть намного больше чем нормальный ток холостого хода.

Ток будет довольно высоким, так как импеданс утечки низкий. Когда загружаются вторичные обмотки, этот циркулирующий ток будет иметь тенденцию приводить к неравномерной нагрузке на два трансформатора, и может быть невозможно взять полную нагрузку от этой группы из двух параллельных трансформаторов (один из трансформаторов может перегрузить).

Если два трансформатора с разным отношением напряжения соединены параллельно с одним и тем же основным напряжением питания, будет разница во вторичных напряжениях.

Теперь, когда вторичный из этих трансформаторов подключен к одной шине, будет циркулирующий ток между вторичными и, следовательно, между праймериями. Поскольку внутренний импеданс трансформатора мал, небольшая разность напряжений может вызвать достаточно высокий циркулирующий ток, вызывая ненужную дополнительную потерю I ² R.

Оценки как первичных, так и вторичных должны быть одинаковыми. Другими словами, трансформаторы должны иметь одинаковый коэффициент поворота, т. Е. Коэффициент трансформации.

2. То же процентное сопротивление и отношение X / R

Если два трансформатора соединены параллельно с одинаковыми импедансами на единицу, они будут в основном разделять нагрузку в рационе своих рейтингов KVA. Здесь Нагрузка в основном равна, потому что возможно иметь два трансформатора с равными импедансами на единицу измерения, но разные отношения X / R. В этом случае ток линии будет меньше суммы токов трансформатора, и объединенная мощность будет соответственно уменьшена.

Разница в соотношении величины реактивного сопротивления с сопротивлением на единицу полного сопротивления приводит к другому фазовому углу токов, переносимых двумя параллельными трансформаторами; один трансформатор будет работать с более высоким коэффициентом мощности, а другой с более низким коэффициентом мощности, чем у комбинированного выхода. Следовательно, реальная мощность не будет пропорционально распределена трансформаторами.

Ток, совместно используемый двумя трансформаторами, работающими параллельно, должен быть пропорционален их рейтингам MVA.

Ток, переносимый этими трансформаторами, обратно пропорционален их внутреннему импедансу.

Из приведенных выше двух утверждений можно сказать, что импеданс параллельных трансформаторов обратно пропорционален их рейтингам MVA. Другими словами, процентное сопротивление или единичные значения импеданса должны быть одинаковыми для всех трансформаторов, работающих параллельно.

При подключении однофазных трансформаторов в трехфазных банках правильное согласование импеданса становится еще более критичным. В дополнение к следующему трем правилам для параллельной работы, также является хорошей практикой попытаться сопоставить отношения X / R трех импедансов трех уровней, чтобы сбалансировать трехфазные выходные напряжения.

Когда однофазные трансформаторы с одинаковыми значениями KVA подключены в банке Y-Δ, несоответствия импеданса могут вызвать значительный дисбаланс нагрузки между трансформаторами

Давайте рассмотрим различные типы корпусов между импедансом, коэффициентом и KVA.

Если однофазные трансформаторы подключены в YY-блоке с изолированной нейтралью, то импеданс намагничивания также должен быть равен омическому основанию.

В противном случае трансформатор, имеющий наибольший импеданс намагничивания, будет иметь самый высокий процент возбуждающего напряжения, увеличивая потери в сердечнике этого трансформатора и, возможно, приводя его в насыщение.

Случай 1: равный импеданс, коэффициенты и одинаковый кВА

Стандартный метод параллельного подключения трансформаторов должен иметь одинаковые коэффициенты поворота, проценты импедансов и значения кВА. Соединительные трансформаторы параллельно с одними и теми же параметрами приводят к равному распределению нагрузки и не имеют циркуляционных токов в обмотках трансформатора.

Пример Подключение параллельных двухпортовых трансформаторов 2000 кВА, 5.75%, каждый с одинаковыми коэффициентами поворота до нагрузки 4000 кВА.

• Загрузка на трансформаторы-1 = KVA1 = ((KVA1 /% Z) / ((KVA1 /% Z1) + (KVA2 /% Z2))) X KVAl
• кВA1 = 348 / (348 + 348) x 4000 кВА = 2000 кВА.
• Загрузка на трансформаторы-2 = KVA1 = ((KVA2 /% Z) / ((KVA1 /% Z1) + (KVA2 /% Z2))) X KVAl
• kVA2 = 348 / (348 + 348) x 4000 кВА = 2000 кВА
• Следовательно, KVA1 = KVA2 = 2000KVA

Случай 2: равные импедансы, коэффициенты и разные кВА

Этот параметр не является общепринятой практикой для новых установок, иногда к одной общей шине подключаются два трансформатора с разными КВА и те же процентные сопротивления. В этой ситуации текущее деление заставляет каждый трансформатор нести свою номинальную нагрузку. Токов циркуляции не будет, потому что напряжения (коэффициенты поворота) одинаковы.

Пример: Подключение трансформаторов 3000 кВА и 1000 кВА параллельно, каждый с сопротивлением 5, 75%, каждый с одинаковыми коэффициентами поворота, подключенный к общей нагрузке 4000 кВА.

• Загрузка на трансформатор-1 = kVA1 = 522 / (522 + 174) x 4000 = 3000 кВА
• Погрузка на трансформатор-1 = kVA2 = 174 / (522 + 174) x 4000 = 1000 кВА

Из приведенного выше расчета видно, что разные значения КВА на трансформаторах, соединенных с одной общей нагрузкой, что токовое деление заставляет каждый трансформатор загружаться только до его значения кВА. Ключ здесь в том, что процентное сопротивление одинаково.

Случай 3: Неравный импеданс, но одинаковые коэффициенты и кВА

В основном используется этот параметр для повышения мощности мощности установки путем параллельного подключения существующих трансформаторов, имеющих одинаковый рейтинг кВА, но с разным процентным сопротивлением.

Это обычное явление, когда бюджетные ограничения ограничивают покупку нового трансформатора с теми же параметрами.

Нам нужно понять, что ток делит обратные пропорции на импедансы, а больший ток течет через меньший импеданс. Таким образом, трансформатор с более низким процентом импеданса может быть перегружен при большой нагрузке, в то время как другой более высокопроцентный импедансный трансформатор будет слегка загружен.

Пример Два трансформатора 2000 кВА параллельно, один с сопротивлением 5, 75%, а другой с импедансом 4%, каждый с одинаковыми коэффициентами поворота, подключенный к общей нагрузке 3500 кВА.

• Загрузка на трансформатор-1 = kVA1 = 348 / (348 + 500) x 3500 = 1436 кВА
• Загрузка на трансформатор-2 = кВА2 = 500 / (348 + 500) x 3500 = 2064 кВА

Можно видеть, что, поскольку импедансы трансформатора не совпадают, они не могут быть загружены в их комбинированный рейтинг кВА. Разделение нагрузки между трансформаторами не равно. При нагрузке ниже номинальной нагрузки кВА 4% -ный импедансный трансформатор перегружен на 3, 2%, а трансформатор импеданса 5, 75% — на 72%.

Случай 4: Неравный импеданс и одинаковые коэффициенты KVA

Эта особенность трансформаторов редко использовалась в промышленных и коммерческих объектах, соединенных с одной общей шиной с разным кВА и неравномерным сопротивлением. Однако может быть, что одна ситуация, когда две односторонние подстанции могут быть связаны друг с другом посредством шины или кабелей, чтобы обеспечить лучшую поддержку напряжения при запуске большой нагрузки.

Если процентное сопротивление и значения kVA различны, следует соблюдать осторожность при загрузке этих трансформаторов.

Пример Два трансформатора параллельно с одним 3000 кВА (кВА1) с импедансом 5, 75%, а другой 1000 кВА (кВА2) с импедансом 4%, каждый с одинаковыми коэффициентами поворота, соединенный с общей нагрузкой 3500 кВА.

• Загрузка на трансформатор-1 = kVA1 = 522 / (522 + 250) x 3500 = 2366 кВА
• Погрузка на трансформатор-2 = kVA2 = 250 / (522 + 250) x 3500 = 1134 кВА

Поскольку процентное сопротивление меньше в трансформаторе 1000 кВА, оно перегружено с меньшей суммой номинальной нагрузки.

Случай 5: равный импеданс и неодинаковые коэффициенты KVA

Небольшие различия в напряжении вызывают большое количество тока для циркуляции. Важно отметить, что параллельные трансформаторы всегда должны находиться на одном и том же контакте. Циркуляционный ток полностью не зависит от нагрузки и нагрузки. Если трансформаторы будут полностью загружены, произойдет значительный перегрев из-за циркулирующих токов.

Точка, которая должна быть Помните, что циркулирующие токи не текут на линии, они не могут быть измерены, если оборудование мониторинга находится выше или ниже по течению от общих точек соединения.

Пример Два трансформатора мощностью 2000 кВА, соединенные параллельно, каждый с сопротивлением 5, 75%, одно и то же отношение X / R (8), трансформатор 1 с отводом регулируется на 2, 5% от номинала, а трансформатор 2 — с номинальным. Каков процентный циркулирующий ток (% IC)

• % Z1 = 5, 75, поэтому% R ‘=% Z1 / √ ((X / R) 2 + 1)) = 5, 75 / √ ((8) 2 + 1) = 0, 713
• % R1 =% R2 = 0, 713
• % X1 =% R x (X / R) =% X1 =% X2 = 0, 713 x 8 = 5, 7
• Пусть% e = разность в отношении напряжения, выраженная в процентах от нормали и k = kVA1 / kVA2
• Циркулирующий ток% IC =% eX100 / √ (% R1 + k% R2) 2 + (% Z1 + k% Z2) 2.
• % IC = 2, 5X100 / √ (0, 713 + (2000/2000) X0, 713) 2 + (5, 7 + (2000/2000) X5, 7) 2
• % IC = 250 / 11, 7 = 21, 7

Ток циркуляции составляет 21, 7% от тока полной нагрузки .

Случай 6: Неравный импеданс, KVA и различные коэффициенты

Этот тип параметров вряд ли будет практически осуществим. Если оба отношения и импеданс различны, то циркулирующий ток (из-за неравного отношения) должен сочетаться с долей каждого трансформатора тока нагрузки для получения фактического общего тока в каждом блоке.

Для единичного коэффициента мощности 10% оборотов (из-за неравных коэффициентов поворота) приводит к полному проценту от общего тока. При меньших коэффициентах мощности циркулирующий ток резко изменится.

Пример Два трансформатора, подключенных параллельно, 2000 кВА с импедансом 5, 75%, отношение X / R 8, 1000 кВА2 с импедансом 4%, отношение X / R 5, 2000 кВА1 с отводом, отрегулированным на 2, 5% от номинала и 1000 кВА2,,

• % Z1 = 5, 75, поэтому% R ‘=% Z1 / √ ((X / R) 2 + 1)) = 5, 75 / √ ((8) 2 + 1) = 0, 713
• % X1 =% R x (X / R) = 0, 713 x 8 = 5, 7
• % Z2 = 4, поэтому% R2 =% Z2 / √ ((X / R) 2 + 1)) = 4 / √ ((5) 2 + 1) = 0, 784
• % X2 =% R x (X / R) = 0, 784 x 5 = 3, 92
• Пусть% e = разность в отношении напряжения, выраженная в процентах от нормали и k = kVA1 / kVA2
• Циркулирующий ток% IC =% eX100 / √ (% R1 + k% R2) 2 + (% Z1 + k% Z2) 2.
• % IC = 2, 5X100 / √ (0, 713 + (2000/2000) X0, 713) 2 + (5, 7 + (2000/2000) X5, 7) 2
• % IC = 250 / 13, 73 = 18, 21.

Циркуляционный ток составляет 18, 21% от тока полной нагрузки .

3. Одинаковая полярность

Полярность трансформатора означает мгновенное направление индуцированной э.д.с. вторичной. Если мгновенные направления индуцированной вторичной э.д.с. в двух трансформаторах противоположны друг другу, когда одна и та же входная мощность подается на оба трансформатора, считается, что трансформаторы находятся в противоположной полярности.

Трансформаторы должны быть надлежащим образом связаны с их полярностью. Если они связаны с неправильной полярностью, то два ЭДС, вызванные во вторичных обмотках, которые находятся параллельно, будут действовать вместе в локальной вторичной цепи и создавать короткое замыкание.

Полярность всех трансформаторов, работающих параллельно, должна быть одинаковой, в противном случае, огромным потоком циркулирующего тока в трансформаторе, но от этих трансформаторов не будет загружаться никакая нагрузка.

Если мгновенные направления индуцированной вторичной ЭДС в двух трансформаторах одинаковы, когда одна и та же входная мощность подается на оба трансформатора, считается, что трансформаторы имеют одинаковую полярность.

4. Одинаковая последовательность фаз

Последовательность фаз линейных напряжений обоих трансформаторов должна быть одинаковой для параллельной работы трехфазных трансформаторов. Если последовательность фаз неверна, в каждом цикле каждая пара фаз будет закорочена.

Это условие должно строго соблюдаться для параллельной работы трансформаторов.

5. Такой же сдвиг фазового угла (нулевое смещение по фазе между напряжениями вторичной линии)

Обмотки трансформатора могут быть соединены различными способами, которые создают разные величины и фазовые смещения вторичного напряжения. Все трансформаторные соединения могут быть разделены на отдельные группы векторов.

Группа 1: смещение нулевой фазы (Yy0, Dd0, Dz0)
Группа 2: смещение фазы на 180 ° (Yy6, Dd6, Dz6)
Группа 3: фазовое смещение -30 ° (Yd1, Dy1, Yz1)
Группа 4: фазовое смещение + 30 ° (Yd11, Dy11, Yz11)

Для того чтобы иметь нулевое относительное смещение фаз вторичных напряжений боковой линии, трансформаторы, принадлежащие к одной и той же группе, могут быть параллельны. Например, два трансформатора с соединениями Yd1 и Dy1 могут быть параллельны.

Трансформаторы групп 1 и 2 могут быть соединены только с трансформаторами собственной группы. Однако трансформаторы групп 3 и 4 могут быть параллельны обращением фазовой последовательности одного из них. Например, трансформатор с соединением Yd1 1 (группа 4) может быть параллелен тому, что имеет соединение Dy1 (группа 3) путем изменения последовательности фаз как первичных, так и вторичных клемм трансформатора Dy1.

Мы можем только параллельны Dy1 и Dy11, пересекая две входящие фазы и те же две исходящие фазы на одном из трансформаторов, поэтому, если у нас есть трансформатор DY11, мы можем пересечь фазы B & C на первичной и вторичной основе, чтобы изменить фазовый сдвиг +30 градусов в сдвиг -30 градусов, который будет параллелен Dy1, при условии, что все остальные точки выше выполнены.

6. Те же рейтинги KVA

Если два или более трансформатора подключены параллельно, то распределение нагрузки% между ними соответствует их рейтингу. Если все имеют одинаковый рейтинг, они будут иметь равные нагрузки

Трансформаторы с неравными значениями кВА будут обладать нагрузкой практически (но не точно) пропорционально их номинальным значениям, при условии, что отношения напряжения идентичны, а процентные импедансы (по их собственному значению кВА) идентичны или почти в этом случае обычно доступно 90% от суммы двух рейтингов.

Рекомендуется, чтобы трансформаторы, номинальные кВА которых отличаются более чем на 2: 1, не должны работать постоянно параллельно.

Трансформаторы, имеющие разные номиналы kva, могут работать параллельно, с распределением нагрузки, так что каждый трансформатор несет пропорциональную долю от общей нагрузки. Для достижения точного разделения нагрузки необходимо, чтобы трансформаторы были намотаны с одинаковым коэффициентом поворота и что процентное сопротивление всех трансформаторов равны, когда каждый процент выражается на основании kva соответствующего трансформатора. Также необходимо, чтобы отношение сопротивления к реагенту во всех трансформаторах было равным.

Для удовлетворительной работы оборотный ток для любых комбинаций отношений и импеданса, вероятно, не должен превышать десяти процентов от номинального тока полной нагрузки меньшего блока.

7. Идентичный переключатель и его работа

Единственный важный момент, который следует помнить, это переключатели смены переключателей, которые должны быть в одинаковом положении для всех трех трансформаторов, и должны проверить и подтвердить, что вторичные напряжения одинаковы.

Когда необходимо заменить напряжение, все три переключателя переключения должны работать одинаково для всех трансформаторов. Настройки OL SF6 также должны быть идентичными. Если подстанция работает в режиме полной нагрузки, отключение одного трансформатора может вызвать каскадное отключение всех трех трансформаторов.

В трансформаторах Выходное напряжение может управляться либо с помощью переключателя отключения цепи (ручное изменение направления), либо с помощью переключателя Tap-переключателя нагрузки (OLTC) (автоматическое изменение).

В трансформаторе с OLTC это замкнутая система со следующими компонентами:

1. AVR (автоматический регулятор напряжения) — электронное программируемое устройство). С помощью этого AVR мы можем установить выходное напряжение трансформаторов. Выходное напряжение трансформатора подается в AVR через панель LT. AVR сравнивает напряжение SET и выходное напряжение и подает сигналы ошибки, если они есть, в OLTC через панель RTCC для переключения контактов. Этот AVR монтируется в RTCC.

2. RTCC (Remote Tap Changing Cubicle) — это панель, состоящая из AVR, дисплея для позиции Tap, напряжения и светодиодов для реле Raise и Lower of Taps, селекторных переключателей для автоматического выбора вручную

,

В AUTO MODE напряжение контролируется AVR. В ручном режиме оператор может увеличивать / уменьшать напряжение, вручную изменяя краны через кнопку в RTCC.

3. OLTC монтируется на трансформаторе. Он состоит из двигателя, управляемого RTCC, который изменяет краны в трансформаторах.

Оба трансформатора должны иметь одинаковое соотношение напряжения на всех кранах, и когда вы параллельно управляете трансформаторами, он должен работать как одно и то же положение крана. Если у нас есть OLTC с панелью RTCC, один RTCC должен работать как главный, а другой должен работать как последователь, чтобы поддерживать одинаковые позиции крана трансформатора.

Тем не менее, циркулирующий ток может проходить между этими двумя резервуарами, если импедансы двух трансформаторов различны или если краны устройства переключения РПН (OLTC) временно не согласованы из-за механической задержки. Ток циркуляции может привести к неисправности реле защиты.

Рекомендации

• Скажем, М.Г. Производительность и проектирование машин переменного тока.
• Руководство по применению, загрузка трансформатора, Нэшвилл, TN, США.
• Торо, В. Д. Принципы электротехники.
• Стивенсон, WD Элементы анализа энергетической системы.
• MIT Press, магнитные цепи и трансформаторы, John Wiley and Sons.

Связанные электрические направляющие и изделия

Индуктор

— Различные параллельные обмотки в трансформаторе

Если вы подключите обмотки параллельно с разным числом витков, то это создаст ситуацию «закороченных витков», что, как правило, плохо.

Вы можете рассматривать параллельное соединение витка N и обмотки витка M как состоящее из нескольких последовательно соединенных элементов
(a) Обмотка (NM) витков с напряжением, соответствующим
(b) A там и обратно. 2 * мин (N, M) витков, без индуктивности
(c) Общее сопротивление, составленное из (N + M) витков провода

Почему нет индуктивности в поворотах туда и обратно? Они связаны, и индуктивность одного компенсирует индуктивность другого (почти полностью, есть некоторая индуктивность рассеяния, которой обычно можно пренебречь).

Насколько плохо, зависит от того, сколько ходов. Если у вас были подключены 1 виток и 2 витка обмотки, то очень плохо. По обмоткам будет проходить большой ток. Трансформатор, вероятно, перегреется и умрет. Не намного лучше параллельное соединение 0 витков и 1 витков, а этот — это , очевидно, «закороченный виток».

Если у вас есть параллельная обмотка на 1000 витков и 1001 виток, тогда в обмотках может быть достаточное сопротивление, чтобы ограничить протекающий ток настолько малым, что вы могли бы даже не заметить, кроме, возможно, подумав, что трансформатор был немного с потерями ».

Напряжение на параллельной обмотке представляет собой средневзвешенное значение напряжения каждой отдельной обмотки (взвешенное по остаточному сопротивлению обмоток). Но есть способы лучше контролировать коэффициент трансформации трансформатора.

Интересно, что — это тип трансформатора , в котором мы делаем это, регулируемый автотрансформатор. Выходная щетка, которая контактирует с обмоткой, контактирует с несколькими разными соседними проводами, поэтому щетка замыкает несколько витков вместе.Это одна из причин, по которой регулируемый трансформатор имеет угольную щетку, поэтому ее сопротивление помогает ограничивать протекающий ток. В результате регулируемый трансформатор не такой эффективный или идеальный, как обычный трансформатор, но он используется для удобства, а не для повышения эффективности.

Принципы параллельного подключения трансформаторов (1)

Введение

Для питания нагрузки, превышающей номинальную мощность существующего трансформатора, два или более трансформатора могут быть подключены параллельно к существующему трансформатору.Трансформаторы включаются параллельно, когда нагрузка на один из трансформаторов превышает его мощность.

Принципы параллельного подключения трансформаторов (часть 1)

При параллельной работе повышается надежность, чем при использовании одного более крупного блока.

Стоимость обслуживания запасных частей меньше, если два трансформатора подключены параллельно. Обычно экономически выгоднее установить другой трансформатор параллельно вместо замены существующего трансформатора одним более мощным блоком.

Стоимость запасного блока в случае двух параллельных трансформаторов (равных номиналов) также ниже, чем у одного большого трансформатора. Кроме того, из соображений надежности желательно иметь параллельный трансформатор.

С этим , по крайней мере, половина нагрузки может быть обеспечена с одним неработающим трансформатором .

Условия параллельной работы трансформатора

При параллельном соединении трансформаторов первичные обмотки трансформаторов подключаются к шинам источника, а вторичные обмотки подключаются к шинам нагрузки.

Различные условия, которые должны быть выполнены для успешной параллельной работы трансформаторов:

1. Одно и то же напряжение и коэффициент трансформации (номинальное первичное и вторичное напряжение одинаковы)
2. Одинаковое процентное сопротивление и соотношение X / R
3. Идентичное положение устройства РПН
4. Одинаковые номинальные значения в кВА
5. Одинаковый сдвиг фазового угла (одинаковая векторная группа)
6. Одинаковый рейтинг частоты
7. Одинаковая полярность
8. Одинаковая последовательность фаз

Некоторые из этих условий удобны, а некоторые являются обязательными.

Удобные условия для : Одинаковое соотношение напряжений и оборотов, одинаковый импеданс в процентах, одинаковый номинал в кВА, одинаковое положение переключателя ответвлений.

Обязательные условия Условиями являются: одинаковый сдвиг фазового угла, одинаковая полярность, одинаковая последовательность фаз и одинаковая частота. Когда не соблюдаются удобные условия, параллельная работа возможна, но не оптимальна.

1. Одинаковый коэффициент напряжения и коэффициент трансформации (на каждом ответвлении)

Если трансформаторы, подключенные параллельно, имеют несколько разные отношения напряжений, то из-за неравенства наведенных ЭДС во вторичных обмотках в петля, образованная вторичными обмотками в условиях холостого хода, которая может быть намного больше, чем нормальный ток холостого хода.

Ток будет довольно высоким, поскольку полное сопротивление утечки низкое. Когда вторичные обмотки нагружены, этот циркулирующий ток будет иметь тенденцию создавать неравную нагрузку на два трансформатора, и может оказаться невозможным принять полную нагрузку от этой группы из двух параллельных трансформаторов (один из трансформаторов может быть перегружен).

Если два трансформатора с разным соотношением напряжений подключены параллельно с одинаковым первичным напряжением питания, будет разница во вторичных напряжениях.

Теперь, когда вторичная обмотка этих трансформаторов подключена к той же шине, между вторичными обмотками и, следовательно, также будет циркулирующий ток. Поскольку внутренний импеданс трансформатора невелик, небольшая разница напряжений может вызвать достаточно высокий циркулирующий ток, вызывая ненужные дополнительные потери I ² R.

Рейтинги как первичных, так и вторичных должны быть идентичны. Другими словами, трансформаторы должны иметь одинаковое передаточное число i.е. коэффициент трансформации.

2. Одинаковое процентное сопротивление и соотношение X / R

Если два трансформатора подключены параллельно с одинаковыми импедансами на единицу , они будут в основном разделять нагрузку в соотношении их номинальных значений кВА. Здесь нагрузка в основном одинакова, потому что можно иметь два трансформатора с одинаковым импедансом на единицу, но с разными отношениями X / R. В этом случае линейный ток будет меньше суммы токов трансформатора, и суммарная мощность будет соответственно уменьшена.

Разница в отношении значения реактивного сопротивления к значению сопротивления на единицу импеданса приводит к разному фазовому углу токов, переносимых двумя параллельно включенными трансформаторами; один трансформатор будет работать с более высоким коэффициентом мощности, а другой — с более низким коэффициентом мощности, чем у комбинированного выхода. Следовательно, реальная мощность не будет пропорционально распределяться между трансформаторами.

Ток, разделяемый двумя параллельно работающими трансформаторами, должен быть пропорционален их номинальным значениям МВА.

Ток, передаваемый этими трансформаторами, обратно пропорционален их внутреннему сопротивлению.

Из двух приведенных выше утверждений можно сказать, что полное сопротивление трансформаторов, работающих параллельно, обратно пропорционально их номинальным значениям МВА. Другими словами, импеданс в процентах или значения на единицу импеданса должны быть одинаковыми для всех трансформаторов, работающих параллельно.

При подключении однофазных трансформаторов к трехфазным батареям правильное согласование импеданса становится еще более важным.Помимо следования трем правилам параллельной работы, хорошей практикой является попытка согласовать отношения X / R трех последовательных импедансов, чтобы сбалансировать трехфазные выходные напряжения.

Когда однофазные трансформаторы с одинаковыми номиналами кВА подключены в группу Y-∆, несоответствие импеданса может вызвать значительный дисбаланс нагрузки между трансформаторами.

Давайте рассмотрим следующие случаи различных типов для импеданса, отношения и кВА.

Если однофазные трансформаторы подключены в группу Y-Y с изолированной нейтралью, то полное сопротивление намагничивания также должно быть одинаковым по омической схеме.

В противном случае трансформатор, имеющий наибольшее сопротивление намагничивания, будет иметь самый высокий процент возбуждающего напряжения, увеличивая потери в сердечнике этого трансформатора и, возможно, приводя его сердечник к насыщению.

Случай 1: Равное полное сопротивление, передаточные числа и одинаковые кВА

Стандартный метод параллельного подключения трансформаторов заключается в том, чтобы иметь одинаковые передаточные числа, процентные сопротивления и номинальные значения кВА. Параллельное подключение трансформаторов с одинаковыми параметрами приводит к равному распределению нагрузки и отсутствию циркулирующих токов в обмотках трансформатора.

Пример Параллельное подключение двух трансформаторов 2000 кВА, полное сопротивление 5,75%, каждый с одинаковым коэффициентом поворота, к нагрузке 4000 кВА.

• Нагрузка на трансформаторы-1 = кВА1 = [(кВА1 /% Z) / ((кВА1 /% Z1) + (кВА2 /% Z2))] X кВАл
• кВА1 = 348 / (348 + 348) x 4000 кВА = 2000 кВА.
• Нагрузка на трансформаторы-2 = кВА1 = [(кВА2 /% Z) / ((кВА1 /% Z1) + (кВА2 /% Z2))] X кВАл
• кВА2 = 348 / (348 + 348) x 4000 кВА = 2000 кВА
• Следовательно, кВА1 = кВА2 = 2000 кВА

Случай 2: одинаковые импедансы, отношения и разные кВА

Этот параметр не является обычной практикой для новых установок, иногда два трансформатора с разными кВА и одинаковым процентом импедансы подключены к одной общей шине.В этой ситуации разделение тока заставляет каждый трансформатор выдерживать свою номинальную нагрузку. Циркулирующих токов не будет, потому что напряжения (коэффициенты поворотов) одинаковы.

Пример Параллельное соединение трансформаторов 3000 кВА и 1000 кВА, каждый с импедансом 5,75%, каждый с одинаковым коэффициентом поворота, подключенных к общей нагрузке 4000 кВА.

• Нагрузка на трансформаторе-1 = кВА1 = 522 / (522 + 174) x 4000 = 3000 кВА
• Нагрузка на трансформаторе-1 = кВА2 = 174 / (522 + 174) x 4000 = 1000 кВА

Сверху При расчетах видно, что разные номинальные значения кВА на трансформаторах, подключенных к одной общей нагрузке, это деление тока приводит к тому, что каждый трансформатор нагружается только до своей номинальной мощности.Ключевым моментом здесь является то, что процентное сопротивление одинаковое.

Случай 3: Неравный импеданс, но одинаковые соотношения и кВА

В основном этот параметр используется для увеличения мощности электростанции путем параллельного подключения существующих трансформаторов с одинаковым номиналом кВА, но с разным импедансом в процентах.

Это обычное явление, когда бюджетные ограничения ограничивают покупку нового трансформатора с такими же параметрами.

Нам нужно понять, что ток делится обратно пропорционально импедансу, и больший ток протекает через меньший импеданс.Таким образом, трансформатор с более низким процентным сопротивлением может быть перегружен при большой нагрузке, в то время как другой трансформатор с более высоким импедансом будет слегка нагружен.

Пример Два трансформатора по 2000 кВА, подключенные параллельно, один с импедансом 5,75%, а другой с импедансом 4%, каждый с одинаковым передаточным числом, подключенных к общей нагрузке 3500 кВА.

• Нагрузка на трансформатор-1 = кВА1 = 348 / (348 + 500) x 3500 = 1436 кВА
• Нагрузка на трансформатор-2 = кВА2 = 500 / (348 + 500) x 3500 = 2064 кВА

Можно увидеть, что из-за несоответствия процентного сопротивления трансформатора, они не могут быть нагружены до их комбинированного номинального значения в кВА.Распределение нагрузки между трансформаторами неравномерно. При нагрузке ниже комбинированной номинальной кВА трансформатор с полным сопротивлением 4% перегружается на 3,2%, а трансформатор с полным сопротивлением 5,75% нагружается на 72%.

Случай 4: Неравный импеданс и одинаковые коэффициенты кВА

Этот тип трансформаторов, редко используемых в промышленных и коммерческих объектах, подключенных к одной общей шине с разными кВА и разными импедансами в процентах. Однако может возникнуть ситуация, когда две несимметричные подстанции могут быть связаны вместе с помощью шин или кабелей, чтобы обеспечить лучшую поддержку напряжения при запуске большой нагрузки.

Если импеданс в процентах и ​​номинальные значения кВА отличаются, следует соблюдать осторожность при загрузке этих трансформаторов.

Пример Два трансформатора, подключенных параллельно: один 3000 кВА (кВА1) с импедансом 5,75%, а другой — 1000 кВА (кВА2) с полным сопротивлением 4%, каждый с одинаковым коэффициентом поворота, подключенный к общей нагрузке 3500 кВА.

• Нагрузка на трансформатор-1 = кВА1 = 522 / (522 + 250) x 3500 = 2366 кВА
• Нагрузка на трансформатор-2 = кВА2 = 250 / (522 + 250) x 3500 = 1134 кВА

Поскольку процентное сопротивление трансформатора на 1000 кВА меньше, он перегружен меньшей, чем комбинированная номинальная нагрузка.

Случай 5: Равный импеданс и неравные отношения кВА

Небольшие различия в напряжении вызывают циркуляцию большого количества тока. Важно отметить, что параллельно включенные трансформаторы всегда должны подключаться к одному ответвлению. Циркулирующий ток полностью не зависит от нагрузки и разделения нагрузки. Если трансформаторы полностью загружены, это может привести к значительному перегреву из-за циркулирующих токов.

Точка, которую следует соблюдать Помните, что циркулирующие токи не протекают по линии, их нельзя измерить, если контрольное оборудование установлено выше или ниже по потоку от общих точек подключения.

Пример Два трансформатора 2000 кВА, подключенных параллельно, каждый с импедансом 5,75%, одинаковым отношением X / R (8), трансформатор 1 с отводом отрегулирован на 2,5% от номинала, а трансформатор 2 отводится на номинал. Каков процент циркулирующего тока (% IC)

• % Z1 = 5,75, Итак,% R ‘=% Z1 / √ [(X / R) 2 + 1)] = 5,75 / √ ((8) 2 + 1) = 0,713
• % R1 =% R2 = 0,713
• % X1 =% R x (X / R) =% X1 =% X2 = 0,713 x 8 = 5,7
• Пусть% e = разница в соотношении напряжений, выраженная в процентах от нормальный и k = кВА1 / кВА2
• Циркуляционный ток% IC =% eX100 / √ (% R1 + k% R2) 2 + (% Z1 + k% Z2) 2.
• % IC = 2,5X100 / √ (0,713 + (2000/2000) X0,713) 2 + (5,7 + (2000/2000) X5,7) 2
• % IC = 250 / 11,7 = 21,7

Циркуляционный ток 21,7% от тока полной нагрузки .

Случай 6: Неравный импеданс, кВА и разные отношения

Параметр такого типа на практике маловероятен. Если оба отношения и импеданс различны, циркулирующий ток (из-за неравного отношения) должен быть объединен с долей каждого трансформатора в токе нагрузки, чтобы получить фактический общий ток в каждом блоке.

При единичном коэффициенте мощности 10% -ный циркулирующий ток (из-за неравных соотношений поворотов) дает только половину процента от общего тока. При более низких коэффициентах мощности циркулирующий ток резко изменится.

Пример Два трансформатора, подключенных параллельно, 2000 кВА1 с импедансом 5,75%, отношением X / R 8, 1000 кВА2 с импедансом 4%, отношением X / R 5, 2000 кВА1 с отводом, отрегулированным на 2,5% от номинала и 1000 кВА2 отводится при номинальном значении.

• % Z1 = 5,75, поэтому% R ’=% Z1 / √ [(X / R) 2 + 1)] = 5.75 / √ ((8) 2 + 1) = 0,713
• % X1 =% R x (X / R) = 0,713 x 8 = 5,7
• % Z2 = 4, поэтому% R2 =% Z2 / √ [(X / R) 2 + 1)] = 4 / √ ((5) 2 + 1) = 0,784
• % X2 =% R x (X / R) = 0,784 x 5 = 3,92
• Пусть% e = разность напряжений отношение, выраженное в процентах от нормы, и k = кВА1 / кВА2
• Циркуляционный ток% IC =% eX100 / √ (% R1 + k% R2) 2 + (% Z1 + k% Z2) 2.
• % IC = 2,5X100 / √ (0,713 + (2000/2000) X0,713) 2 + (5,7 + (2000/2000) X5,7) 2
• % IC = 250 / 13,73 = 18.21.

Циркуляционный ток 18,21% от тока полной нагрузки .

3. Та же полярность

Полярность трансформатора означает мгновенное направление наведенной ЭДС во вторичной обмотке. Если мгновенные направления наведенной вторичной ЭДС в двух трансформаторах противоположны друг другу, когда на оба трансформатора подается одинаковая входная мощность, то говорят, что трансформаторы имеют противоположную полярность.

Трансформаторы должны быть правильно подключены с учетом их полярности.Если они подключены с неправильной полярностью, то две ЭДС, индуцированные во вторичных обмотках, которые параллельны, будут действовать вместе в локальной вторичной цепи и вызвать короткое замыкание.

Полярность всех параллельно работающих трансформаторов должна быть одинаковой, в противном случае в трансформаторе течет большой циркулирующий ток, но от этих трансформаторов не будет подаваться нагрузка.

Если мгновенные направления наведенной вторичной ЭДС в двух трансформаторах одинаковы, когда на оба трансформатора подается одинаковая входная мощность, то считается, что трансформаторы имеют одинаковую полярность.

4. Одинаковая последовательность фаз

Последовательность фаз линейных напряжений обоих трансформаторов должна быть одинаковой для параллельной работы трехфазных трансформаторов. Если последовательность фаз неправильная, в каждом цикле каждая пара фаз будет закорочена.

Это условие необходимо строго соблюдать при параллельной работе трансформаторов.

5. Одинаковый сдвиг фаз (нулевой относительный сдвиг фаз между напряжениями вторичной линии)

Обмотки трансформатора можно соединять различными способами, которые создают разные величины и фазовые сдвиги вторичного напряжения.Все соединения трансформатора можно разделить на отдельные векторные группы.

Группа 1: Смещение нулевой фазы (Yy0, Dd0, Dz0)
Группа 2: Смещение фазы на 180 ° (Yy6, Dd6, Dz6)
Группа 3: Смещение фазы на 30 ° (Yd1, Dy1, Yz1)
Группа 4: + 30 ° сдвиг фаз (Yd11, Dy11, Yz11)

Чтобы иметь нулевой относительный фазовый сдвиг вторичных линейных напряжений, трансформаторы, принадлежащие к той же группе, можно подключать параллельно.Например, два трансформатора с подключениями Yd1 и Dy1 могут быть подключены параллельно.

Трансформаторы групп 1 и 2 можно подключать параллельно только с трансформаторами их собственной группы. Однако трансформаторы групп 3 и 4 можно подключить параллельно, изменив последовательность фаз одного из них. Например, трансформатор с подключением Yd1 1 (группа 4) можно подключить параллельно к трансформатору с подключением Dy1 (группа 3) путем изменения чередования фаз как на первичных, так и на вторичных клеммах трансформатора Dy1.

Мы можем только параллельно Dy1 и Dy11 пересекать две входящие фазы и те же две исходящие фазы на одном из трансформаторов, поэтому, если у нас есть трансформатор DY11, мы можем пересекать фазы B&C на первичной и вторичной обмотках, чтобы изменить Фазовый сдвиг +30 градусов в сдвиг -30 градусов, который будет параллелен Dy1, при условии, что все остальные пункты выше удовлетворены.

6. Одинаковые номиналы в кВА

Если два или более трансформатора подключены параллельно, то процент распределения нагрузки между ними зависит от их номинальных значений.Если все имеют одинаковый рейтинг, они будут разделять равные нагрузки

Трансформаторы с разными номинальными значениями кВА будут делить нагрузку практически (но не точно) пропорционально своим номинальным значениям, при условии, что отношения напряжений идентичны, а процентные импедансы (по своему усмотрению) кВА) идентичны или почти идентичны, в этих случаях обычно доступно более 90% суммы двух номиналов.

Не рекомендуется, чтобы трансформаторы, номинальные значения кВА которых различаются более чем на 2: 1, не работали постоянно параллельно.

Трансформаторы, имеющие разные номинальные значения кВА, могут работать параллельно с разделением нагрузки таким образом, чтобы каждый трансформатор нес свою пропорциональную долю от общей нагрузки. процентное сопротивление всех трансформаторов будет одинаковым, если каждый процент выражается на базе в кВА соответствующего трансформатора. Также необходимо, чтобы отношение сопротивления к реагенту во всех трансформаторах было одинаковым.

Для удовлетворительной работы циркулирующий ток для любых комбинаций соотношений и импеданса, вероятно, не должен превышать десяти процентов номинального тока полной нагрузки меньшего блока.

7. Идентичное устройство РПН и его работа

Единственный важный момент, о котором следует помнить, это то, что переключатели РПН должны находиться в одинаковом положении для всех трех трансформаторов и должны проверять и подтверждать, что вторичные напряжения одинаковы.

Когда необходимо изменить ответвление напряжения, все три переключателя ответвлений должны работать одинаково для всех трансформаторов.Настройки OL SF6 также должны быть идентичными. Если подстанция работает с полной нагрузкой, отключение одного трансформатора может вызвать каскадное отключение всех трех трансформаторов.

В трансформаторах Выходное напряжение может регулироваться либо переключателем ответвлений выключенной цепи (ручное переключение ответвлений), либо устройством РПН под нагрузкой (автоматическое переключение).

В трансформаторе с РПН это замкнутая система со следующими компонентами:

1. АРН (автоматический регулятор напряжения) — электронное программируемое устройство).С помощью этого AVR мы можем установить выходное напряжение трансформаторов. Выходное напряжение трансформатора подается в АРН через панель LT. AVR сравнивает установленное напряжение и выходное напряжение и выдает сигналы об ошибках, если таковые имеются, на РПН через панель RTCC для переключения ответвлений. Этот AVR установлен в RTCC.

2. RTCC (шкаф дистанционного переключения ответвлений) — Это панель, состоящая из АРН, дисплея для положения ответвлений, напряжения и светодиодов для реле подъема и опускания ответвлений, переключателей для автоматического ручного выбора… В АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ напряжение контролируется АРН.В ручном режиме оператор может увеличивать / уменьшать напряжение, изменяя ответвители вручную с помощью кнопки в RTCC.

3. Устройство РПН установлено на трансформаторе. — Он состоит из двигателя, управляемого RTCC, который меняет ответвления в трансформаторах.

Оба трансформатора должны иметь одинаковое соотношение напряжений на всех ответвлениях, и при параллельном подключении трансформаторов оно должно работать с одинаковым положением ответвлений. Если у нас есть устройство OLTC с панелью RTCC, один RTCC должен работать как ведущий, а другой должен работать как ведомый, чтобы поддерживать те же положения ответвлений трансформатора.

Однако циркулирующий ток может протекать между двумя резервуарами, если импедансы двух трансформаторов различны или если отводы устройства РПН (РПН) временно не совпадают из-за механической задержки. Циркулирующий ток может вызвать неисправность реле защиты.

Список литературы

• Say, M.G. Производительность и конструкция машин переменного тока.
• Руководство по применению, Нагрузка трансформатора, Нэшвилл, Теннесси, США.
• Торо, В.Д. Принципы электротехники.
• Стивенсон, У. Д. Элементы анализа энергосистемы.
• MIT Press, Магнитные цепи и трансформаторы, John Wiley and Sons.

Параллельная работа трансформаторов — javatpoint

Когда мы подключаем первичные обмотки двух трансформаторов к общему напряжению питания, а вторичные обмотки обоих трансформаторов — к общей нагрузке, этот тип соединения трансформатора называется параллельной работой трансформаторов .

Причины параллельной работы

Причины для параллельной работы трансформаторов следующие:

1. Это экономичный метод, потому что один большой трансформатор неэкономичен для большой нагрузки.
2. Если трансформаторы подключены параллельно, нам потребуется дополнительная нагрузка, тогда мы сможем расширить систему, добавив дополнительные трансформаторы в будущем.
3. Параллельная работа снижает объем подстанции при подключении трансформаторов стандартных размеров.
4. Параллельное соединение максимизирует доступность системы электроснабжения, поскольку мы можем отключить любую систему для обслуживания, не влияя на производительность других систем.

Однофазные трансформаторы, включенные параллельно:

На приведенной ниже схеме показана принципиальная электрическая схема двух трансформаторов A и B, соединенных параллельно.

Лет,

a ₁ = коэффициент трансформации трансформатора A
a ₂ = коэффициент трансформации трансформатора B
Z _A = эквивалентное полное сопротивление трансформатора A относительно вторичной обмотки.
Z _B = эквивалентное полное сопротивление трансформатора B относительно вторичной обмотки.
Z _L = сопротивление нагрузки на вторичной стороне.
I _A = ток, подаваемый на нагрузку вторичной обмоткой трансформатора A.
I _B = ток, подаваемый на нагрузку вторичной обмоткой трансформатора B.
V _L = вторичное напряжение нагрузки.
I _L = ток нагрузки

Рис. Два однофазных трансформатора, включенных параллельно.

KCL,

I _A + I _B = I _L

ПО КВЛ,

Решая два приведенных выше уравнения, мы получаем

Каждый из этих токов имеет две составляющие; первая составляющая представляет долю трансформатора в токе нагрузки, а вторая составляющая — это циркулирующий ток во вторичных обмотках.

Циркуляционные токи вызывают следующие нежелательные эффекты:

• Увеличивают потери в меди.
• Перегружают один трансформатор и снижают допустимую нагрузку кВА.

Условия для параллельной работы однофазных трансформаторов:

Необходимые условия

1. Трансформаторы должны иметь одинаковую полярность.
2. Трансформаторы должны иметь равные передаточные числа.

Желательные условия

1. Напряжения при полной нагрузке на внутреннем импедансе трансформаторов должны быть одинаковыми.
2. Отношение сопротивлений их обмоток к реактивным сопротивлениям должно быть одинаковым для обоих трансформаторов. Это условие гарантирует, что оба трансформатора работают с одинаковым коэффициентом мощности, таким образом, разделяя активную мощность и реактивное напряжение тока в соответствии с их номинальными параметрами.

Трехфазные трансформаторы, включенные параллельно

Условия для правильной параллельной работы однофазных трансформаторов следующие:

1. Полярность трансформаторов должна быть одинаковой.
2. Одинаковые номинальные значения первичного и вторичного напряжения.
3. Полное сопротивление обратно пропорционально номинальной мощности в кВА.
4. Идентичные отношения X / R в импедансах трансформатора.

Условие параллельной работы однофазного и трехфазного трансформаторов такое же, но со следующими дополнениями:

1. Чередование фаз трансформаторов должно быть идентичным.
2. Первичное и вторичное напряжения всех параллельно включенных трансформаторов должны иметь одинаковый фазовый сдвиг.

ПРИМЕЧАНИЕ: В условиях сбалансированной нагрузки расчеты трехфазного трансформатора выполняются для каждой фазы. Однако предпочтительнее выполнять расчеты на единичной основе, особенно в случаях, когда первичные и вторичные соединения различны.

Промышленные силовые трансформаторы — Эксплуатация и техническое обслуживание [часть 4]

---

---

4. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА

Параллельная работа трансформаторов осуществляется, когда обмотки ВН и НН двух (или более) трансформаторов подключены к одному набору шин ВН и НН, соответственно.Поскольку параллельное соединение двух импедансов приведет к комбинированный импеданс, который намного меньше, чем у любого из компонентов (параллельное соединение два одинаковых трансформатора приводят к комбинации, имеющей сопротивление вдвое меньше, чем у каждого в отдельности), основным результатом этого является увеличение уровень неисправности сборной шины низкого напряжения. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы отказоустойчивость распределительного устройства низкого напряжения не превышена. Если предохранитель не предохраняет при условии, что каждая из исходящих цепей также должна быть спроектирована и кабелем, чтобы выдерживать полный уровень неисправности параллельно включенных трансформаторов.

При исследовании параллельной работы трансформаторов полярности и фазы последовательность играет важную роль, поэтому важно учитывать эти характеристики более подробно, прежде чем перейти к более общему рассмотрению параллельных операция. Следует учитывать относительные направления обмоток, напряжения в обмотках и взаимное расположение выводов от катушек к терминалам. Чтобы понять, как взаимодействует каждый из этих факторов, лучше всего рассматривать работу трансформатора с точки зрения мгновенного напряжения, относящуюся непосредственно к к векторной диаграмме, то есть путем изучения диаграмм полярности трансформаторов на основе объяснение мгновенных напряжений, индуцированных в обеих обмотках, как в этой процедуре не упоминаются первичные и вторичные обмотки.Этот можно рассматривать как логичный, поскольку полярность трансформатора и последовательность фаз независимы такого различия.

Как обсуждалось в разделе 2, напряжения, индуцированные в первичной и вторичной обмотках. обмотки связаны с общим магнитным потоком. Наведенные напряжения в каждом витке каждого обмоток должны быть в одном направлении, так как любой отдельный виток может нельзя сказать, что они обладают одним конкретным направлением вокруг ядра более чем он обладает противоположным. Однако направление задается всей обмотке. когда несколько из этих отдельных витков соединены последовательно, один конец обмотка помечена как «старт», а другая — «финиш» или одна называется, скажем, A1, а другой конец A2.Направления полных наведенных напряжений в первичной и вторичной обмотках будет зависеть от относительной направления соответствующих обмоток между соответствующими клеммами. В с учетом направления обмоток необходимо делать это из обозначенных аналогично или предполагаемые аналогичные терминалы; то есть как первичная, так и вторичная обмотки следует рассматривать в направлении от начала до конца терминалов (или даже при желании наоборот), но их не следует рассматривать как единое целое от начала до конца. финиш, а другой — от финиша до старта.Где начало и конец обмотки неизвестны, можно предположить соседние первичные и вторичные выводы изначально соответствовать аналогичным концам соответствующих обмоток, но это должны быть проверены путем проведения испытания наведенным напряжением при пониженном напряжении. как описано ниже.

Маркировка клемм трансформатора, расположение клемм и вектор схемы

Маркировка клемм

Маркировка трансформатора

стандартизирована в различных национальных спецификациях.В течение многих лет британский стандарт BS 171 (теперь замененный EN 60076) оставался неизменным. использовали ABCN, abcn в качестве символов фазы в отличие от многих других частей мира, где буквы UVW, uvw использовались для обозначения фаз. Несколько лет назад было некоторые в Великобритании продвигаются к принятию международной системы UVW, uvw. Дальнейшие изменения были внесены в EN 60076-1: 1997, в котором используются римские цифры. I, II, III и i, ii, iii. Однако такие изменения всегда должны происходить медленно. эффект из-за количества существующих заводов, использующих более ранние системы.Немного импульса к изменениям сейчас, похоже, утеряны, так что все системы используются в Великобритании. В этом тексте используется номенклатура ABCYN и abcyn. так как это считается самым четким.

Индивидуально-фазные обмотки имеют описательные буквы и те же буквы. в сочетании с суффиксными номерами используется для всех обмоток одной фазы.

Обмотке ВН присвоена заглавная буква, а обмотке НН на В той же фазе соответствующая строчная буква.Следующие обозначения использовал. Для однофазных трансформаторов:

A: для обмотки ВН 3A: для третьей обмотки (если есть) a: для обмотки НН

Для двухфазных обмоток на общем сердечнике или отдельных сердечниках в общем резервуаре:

A B: для обмоток ВН a b: для обмоток НН

Для трехфазных трансформаторов:

A B C: для обмоток ВН 3A 3B 3C: для третьих обмоток (если есть) a b c: для обмоток НН

ИНЖИР. 27 показан пример стандартной маркировки однофазного трансформатора.

РИС. 27 Маркировка выводов однофазного трансформатора с третьим обмотка

Расположение клемм

Для трехфазных трансформаторов со стороны ВН расположены клеммы слева направо NABC, а если смотреть в сторону cban LV. Нейтральный терминал может быть на любом конце, но если предпочтения не указаны, он должен быть слева конец, если смотреть со стороны ВН, и нейтраль НН соответственно будет на правый конец, если смотреть со стороны НН.Примеры как одно-, так и маркировка трехфазных клемм показана на фиг. 28.

РИС. 28 Взаимное расположение выводов двухобмоточных трансформаторов.

Помимо буквенной маркировки клемм, даются суффиксные номера все точки подключения и к концам обмотки. Эти номера суффиксов начинаются на единицу, а затем с возрастающими числами приписываются всем точкам касания, таким образом, что последовательность представляет направление наведенной ЭДС. некоторые момент времени.Для трехфазных обмоток, соединенных звездой, нижний индекс номера соединения выводятся на нейтраль, самые высокие номера выводятся на линию терминалы. В случае обмотки ВН без ответвлений, для которой фаза Маркировка — A, концы обмотки должны иметь маркировку A1, A2. Если бы это было Фаза A трехфазного трансформатора, соединенного звездой, A1 будет подключена к точке звезды, A2 будет линейным терминалом. Аналогично обмотка НН будет отмечен a1, a2. Как описано далее в этом разделе, это несложный вопрос. для проверки маркировки клемм (см. РИС.35). Типичные примеры маркировки отводов показаны на фиг. 29.

Нейтральное соединение, когда выведено в виде внешней клеммы, обозначается YN в случае обмотки высокого напряжения и yn в случае обмотки низкого напряжения. Номер суффикса не требуется.

Маркировка клемм автотрансформатора включает соответствующую фазу и суффикс. номер и следует отметить, что для ответвлений более высокие номера суффикса соответствуют к более высоким напряжениям. ИНЖИР. 29 (d) показана типичная маркировка клемм для автотрансформатор.

РИС. 29 Маркировка отводов на фазных обмотках.

Фазорные диаграммы

Фазоры на векторных диаграммах трансформатора представляют наведенные э.д.с. и Используется направление вращения вектора против часовой стрелки. Вектор представляющее любое фазное напряжение обмотки низкого напряжения показано параллельно этому представляющее соответствующее фазное напряжение обмотки ВН.

Различные типы межфазных соединений для трехфазных трансформаторов, имеющих одинаковый сдвиг фаз между обмотками ВН и НН можно сгруппировать вместе и четыре группы показаны в таблице 3.

Таблица 3 Номера групп

Из таблицы 3 видно, что фазовый сдвиг имеет соответствующий часы номер часа. Сдвиг фазы — это угол сдвига фазы. проходит через вектор, представляющий наведенную ЭДС. между высоковольтной клеммой и нейтральная точка, которая в некоторых случаях может быть воображаемой, а вектор представляющая наведенную э.д.с. между выводами LV, имеющими одинаковую букву и нейтральная точка. Международная конвенция для обозначения фазовый сдвиг — использовать цифру, которая представляет час, обозначенный часы, в которых минутная стрелка заменяет линию на вектор напряжения нейтрали для обмотка HV и установлена ​​в положение «12 часов», где часовая стрелка представляет вектор напряжения между фазой и нейтралью обмотки НН.Отсюда следует Часовой номер часов получается путем деления угла сдвига фаз в градусах на 30. Фазовые углы различных обмоток трехфазных трансформаторов определяются с учетом максимального напряжения, взятого в качестве вектора происхождения.

Векторная диаграмма, фазовый сдвиг и маркировка клемм — все идентифицируемый с помощью символов, которые обозначают трансформаторы с двумя обмотками, если брать по порядку, имеют следующее значение:

Первый символ: подключение обмотки ВН.

Второй символ: подключение обмотки НН.

Третий символ: сдвиг фаз, выраженный числом часов (см. Таблицу). 3, столбец 3) Указаны межфазные соединения обмоток ВН и НН. за счет использования начальных букв, как указано в Таблице 4, и терминов высокий и низкое напряжение, используемое в этой таблице, используются только в относительном смысле.

Трансформатор, имеющий обмотку ВН, соединенную треугольником, обмотку НН, соединенную звездой и сдвиг фазы на плюс 30º (соответствует часовому номеру на часах). из 11), поэтому имеет символ Dy11.

Таблица 4 Обозначения подключения обмотки.

Следующие стандартные векторные диаграммы, которые часто встречаются в практики включены для одно-, двух- и трехфазных трансформаторов.

Трехфазные трансформаторы, сдвиг фаз 0º см. РИС. 30 Трехфазный трансформаторы, фазовый сдвиг 180º см. РИС. 31 Трехфазные трансформаторы, фазовый сдвиг -30º см. РИС. 32 Трехфазные трансформаторы, сдвиг фаз _30º см. РИС. 33 Одно-, двух-, трех- и двухфазные трансформаторы см. РИС.34

Различные другие комбинации межфазных соединений, имеющие другие векторные соотношения встречаются, но производятся они нечасто, и это предоставляется читателю. для развития векторной диаграммы и символа.

Полярность

В более общем смысле термин полярность, когда он используется в отношении параллельная работа электрического оборудования, понимается как относящаяся к определенному отношения, существующие между двумя или более единицами, но этот термин также может применяться к двум отдельным обмоткам любого отдельного устройства.То есть пока два отдельных трансформатора могут при определенных условиях внутреннего и внешнего соединения, имеют одинаковую или противоположную полярность, первичная и вторичная обмотки любого отдельного трансформатора может при определенных условиях намотки катушки, внутренние соединения и соединения с клеммами имеют одинаковые или противоположные полярность. В случае первичной и вторичной обмоток индивидуального трансформатор, когда соответствующие индуцированные напряжения на клеммах имеют одинаковое направление, то есть, когда полярность двух обмоток одинакова, эта полярность обычно называется вычитающим; в то время как индуцированный терминал напряжения обратного направления, обмотки противоположной полярности, обычно называется аддитивным.

РИС. 30 Диаграммы трехфазных трансформаторов. Группа № I: сдвиг фаз _ 0_

РИС. 31 Диаграммы трехфазных трансформаторов. Группа № II: сдвиг фаз _ 180 градусов.

Эта проблема полярности, которая была кратко объяснена в Разделе 2, может вызвать большая путаница, поэтому стоит подумать над этим немного подробнее полностью, чтобы получить полное понимание. Полезно учитывать, в качестве примера простая винтовая намотка, хотя, конечно, принцип применяется к любому типу обмотки, будь то спиральная, дисковая или перекрестная.

РИС. 32 Диаграммы трехфазных трансформаторов.

Группа № III: сдвиг фаз _ _30 град.

РИС. 33 Диаграммы трехфазных трансформаторов.

Группа № IV: сдвиг фаз _ _30 град.

РИС. 34 Диаграммы для одно-, двух- и трех- и двухфазных трансформаторов.

Начиная с одного конца цилиндрического каркаса, предназначенного для рисунок должен быть горизонтальным, чтобы создать спиральную намотку, это удобнее всего для намоточного устройства закрепить проводник на верхней части бывшего и поверните это от него, то есть так, чтобы верхняя поверхность отодвинулась от него.Если он начнет с левого конца, то проводник будет проложен как обычная правая резьба и если он начинается справа Со стороны стороны проводник примет форму левой винтовой резьбы. Если, по завершении слоя намотчик хочет продолжить со вторым слоем теперь он должен начинать с противоположного конца, чтобы, если первый слой был намотан слева направо, второй слой будет наматываться справа налево. Два слоя таким образом, намотка будет иметь аддитивную полярность, то есть выходное напряжение из этого двухслойная обмотка будет суммой напряжений, создаваемых каждым из слоев.

Если, однако, по завершении первого слоя намотчик прекратил проводник, а затем снова начали наматывать второй слой с того же конца, что и он начал первый слой, а затем соединил два конца, затем выходное напряжение с этой двухслойной обмотки будет нулевым. Эти два слоя таким образом были намотаны с вычитающей полярностью. Приведенное выше описание может в равной степени применимы как к отдельным обмоткам, так и к отдельным слоям внутри многослойная обмотка, так что термины аддитивная и вычитающая полярность могут использоваться для описания способа изготовления обмоток полного трансформатора.Таким образом, обмотки ВН и НН двухобмоточного трансформатора могут иметь добавочные или вычитающая полярность.

Из рисунка выше видно, что когда обе обмотки намотаны в том же смысле в результате их полярности вычитаются.

Чтобы определить полярность трансформатора путем тестирования, метод заключается в подключении вместе соответствующие выводы обмоток ВН и НН, фиг. 35, что эквивалентна моталке, соединяющей соответствующие концы слои двухслойных обмоток в приведенном выше примере.Если обмотка ВН клеммы A1 и A2 и обмотка низкого напряжения a1 и a2, тогда, если клеммы A2 и a2 соединены вместе с напряжением, приложенным к A1-A2, затем напряжение измеренное на A1-a1 будет меньше, чем на A1-A2, если полярность является вычитающим и больше, чем применяемое к A1-A2, если полярность аддитивная.

Изготовители обычно указывают особый метод намотки, который это начало слева или начало справа, как описано в приведенном выше примере, в качестве стандартного метод намотки.У них также будет стандартный метод обозначения клемм, скажем, «начинает» становится терминалом с наименьшим номером, «заканчивается», чтобы иметь терминал с самым высоким номером. Тогда они предпочтут намотать и подключить трансформаторы. в соответствии с этими стандартами, другими словами, они обычно наматывают все обмотки в том же смысле, так что большинство трансформаторов обычно имеют вычитающий полярность.

Для трехфазных трансформаторов процедура испытаний аналогична, за исключением того, что обмотки, конечно, должны быть возбуждены от трехфазного источника питания, и учитывать необходимо провести больше измерений напряжения до точной полярности и последовательность фаз может быть определена.ИНЖИР. 36 показаны тестовые соединения и результаты для трансформатора, соединенного звездой / звездой, с вычитающей полярностью.

РИС. 36 Контрольные соединения для определения обмотки трехфазного трансформатора полярность

РИС. 35 Контрольные соединения для определения однофазного трансформатора полярность обмотки

Последовательность фаз

Последовательность фаз — это термин, обозначающий угловое направление, в котором векторы напряжения и тока многофазной системы достигают своих соответствующих максимальные значения в течение определенного периода времени.Это угловое направление может быть часами по часовой стрелке или против часовой стрелки, но для удовлетворительной работы двух трансформаторов параллельно он должен быть одинаковым для обоих. Последовательность фаз многофазных трансформаторов однако тесно связано с вопросом полярности.

Следует помнить, что последовательность фаз на самом деле является вопросом последовательности напряжений на линейных клеммах, и не обязательно напряжений на отдельных обмотки. В то время как фактическая последовательность фаз питания фиксируется системой конфигурация и поддерживается электростанцией, последовательность, в которой вторичные напряжения трансформатора достигают своих максимальных значений, могут быть в том или ином направлении, в зависимости от того, в каком порядке клеммы трансформатора поставляются.

РИС. 37 Схемы, показывающие четыре примера трехфазного соединения треугольником / звездой трансформатор разной полярности и чередования фаз

РИС. 37 показаны четыре примера трансформатора, соединенного треугольником / звездой под различные условия полярности и чередования фаз, и сравнение этих диаграммы показывают, что замена любой пары соединений питания на первичные клеммы меняют последовательность фаз на обратную. Однако если внутреннее соединения на вторичной стороне трансформатора поменяны местами, любых двух подключений первичного источника питания приведет к обратному чередованию фаз и нестандартная полярность.Если с обратными внутренними соединениями на одной стороне первичные соединения не меняются местами, результирующая последовательность фаз будет будет такой же и полярность будет нестандартной. Приведенные выше замечания применимы строго к трансформаторам, у которых первичная и вторичная обмотки имеют разные соединения, такие как треугольник / звезда, но если они одинаковы, например звезда / звезда, Полярность можно изменить только поменяв местами внутренние соединения на одном сторона трансформатора. Однако последовательность фаз может быть изменена на обратную. поменяв местами два основных провода питания.

Если испытания показывают, что два трансформатора имеют одинаковую полярность и перевернуты чередование фаз, они могут быть подключены параллельно на вторичной стороне просто поменяв местами определенную пару выводов на шины одного из трансформаторов. Обращаясь к фиг. 37, например, трансформаторы на схемы (а) и (г) можно подключать параллельно, если вторичные выводы от a1 и c1 к шинам меняются местами.

Удовлетворительная параллельная работа трансформаторов зависит от пяти основные характеристики; то есть любые два или более трансформаторов, которые желающие работать параллельно должны иметь:

(1) Одинаковая внутренняя разность фазовых углов между первичной и вторичной обмотками. терминалы.

(2) Такое же соотношение напряжений.

(3) Тот же импеданс в процентах.

(4) Такой же полярности.

(5) Такая же последовательность фаз.

В гораздо меньшей степени на параллельную работу влияют относительные выходы. трансформаторов, но на самом деле этот аспект отражен в третьей характеристике так как, если разница в выходах любых двух трансформаторов превышает три к один может быть трудно включить достаточный импеданс в меньший трансформатор для создания правильных условий нагрузки для каждого отдельного блока.

Характеристики 1 и 5 применимы только к многофазным трансформаторам. Очень маленький степень широты может быть разрешена в отношении второй характеристики упомянутого выше, в то время как несколько больший допуск может быть допущен с в-третьих, полярность и последовательность фаз, если применимо, всех трансформаторов. работающие параллельно должны быть одинаковыми.

Трансформаторы однофазные

Теория параллельной работы однофазных трансформаторов по существу то же, что и для трех фаз, но на практике для получения подходящего соединения между любыми двумя однофазными трансформаторами значительно проще чем определение правильных соединений для любых двух трехфазных трансформаторов.

Разность фаз между клеммами первичной и вторичной обмоток

В однофазных трансформаторах этого момента не возникает, так как при правильном выборе внешних выводов любые два однофазных трансформатора могут быть подключены так, чтобы разность фаз между первичными и вторичными клеммами одинакова для каждого. Следовательно, вопрос действительно становится вопросом полярности.

Коэффициент напряжения

Очень желательно, чтобы отношения напряжений любых двух или более трансформаторов параллельная работа должна быть такой же, потому что если есть какая-то разница во вторичных обмотках трансформаторов будет течь циркулирующий ток. когда они подключены параллельно, и даже до того, как они подключены к любая внешняя нагрузка.Такой циркулирующий ток может быть допустимым, а может и недопустимым. Это зависит, во-первых, от его реальной величины и, во-вторых, от того, подаваемая нагрузка меньше или равна сумме номинальных выходов трансформаторов, работающих параллельно. Однако, как правило, все усилия должны быть сделаны для получения идентичных соотношений, и особое внимание следует при любых соотношениях, когда трансформаторы оснащены отводы. Попутно отметим, что когда производитель попросили разработать трансформатор для работы параллельно с существующими трансформаторами, должно быть указано фактическое соотношение первичной и вторичной обмоток, так как это соотношение легко получить точно.

Такие цифры, конечно, можно получить из сертификата заводских испытаний. для существующих трансформаторов.

Уравнения (уравнение 8) — (уравнение 26) включительно показывают, как значения этих циркулирующих токи могут быть рассчитаны при определенных характеристиках трансформатора. различаются. Уравнения (уравнение 8) — (уравнение 12) показывают, как получить циркулирующие токи при работе двух одно- или трехфазных трансформаторов, имеющих разные отношения параллельно, в то время как уравнения (уравнение 13) — (уравнение 17) применимы к случаю трех одиночных или трехфазные трансформаторы.

Следует отметить, что этот протекание циркулирующего тока происходит до трансформаторы подключаются к любой внешней нагрузке. Циркулирующий ток в обмотках трансформатора порядка, скажем, 5% полной нагрузки ток, как правило, допускается для современных трансформаторов без любой страх серьезного перегрева. Иногда бывает очень сложно спроектировать новые трансформаторы так, чтобы коэффициент трансформации, скажем, четырех отводов был идентичен к тому, чем может обладать существующий, и хотя желательно, чтобы соотношения должны быть одинаковыми, нет необходимости настаивать на их идентичности.

Уравнение (Уравнение 8): Циркуляционный ток в амперах без нагрузки в двух одиночных или трехфазные трансформаторы A и B, соединенные параллельно, имеющие разные соотношения напряжений, одинаковые или разные выходы, одинаковые или разные импедансы, а полное сопротивление, имеющее такое же отношение сопротивления к реактивному сопротивлению, равно к

(уравнение 8)

, где VA — напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора A, имеющего более низкий коэффициент, то есть более высокое вторичное напряжение

VB — напряжение на клеммах вторичной линии для трансформатора B, имеющего более высокое коэффициент, то есть нижнее вторичное напряжение

* ZA, ZB — омические сопротивления трансформаторов A и B соответственно, а получаются из уравнений:

(Ур.9) где VZA, VZB — процентное сопротивление падения напряжения при полной нагрузке. номиналы трансформаторов А и В соответственно

IA, IB — линейные токи полной нагрузки в амперах трансформаторов A и B, соответственно.

В случае некоторых системных трансформаторов, работающих параллельно, это относительно общепринятой практикой установки переключателей ответвлений под нагрузкой на «смещение ответвлений», чтобы профиль напряжения системы в точке, где расположены трансформаторы можно изменять, регулируя потоки реактивной нагрузки в этой точке.Такая практика приводит к возникновению локальных циркулирующих токов между трансформаторами независимо от их пропускной способности нагрузки.

Уравнение (Уравнение 10): Циркуляционный ток в амперах без нагрузки в двух или трехфазные трансформаторы A и B, соединенные параллельно, имеющие разные соотношения напряжений, одинаковые или разные выходы, одинаковые или разные импедансы, но импедансы, имеющие разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению, равны к

(уравнение 10), где VA — вторичное напряжение на клеммах трансформатора A, имеющего чем ниже коэффициент, тем выше вторичное напряжение

VB — напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора B, имеющее более высокое коэффициент, то есть нижнее вторичное напряжение

* Z — векторная сумма омических сопротивлений трансформаторов A и B, а получается из уравнения

(Ур.11)

* Эти величины представляют собой сопротивления трансформатора и реактивные сопротивления между двумя клеммы вторичной линии.

(уравнение 12)

VRA, VRB — процентное сопротивление падения напряжения при нормальной полной нагрузке. трансформаторов A и B, соответственно VXA, VXB — реактивное сопротивление в процентах падение напряжения при нормальной полной нагрузке трансформаторов A и B соответственно IA, IB — нормальные линейные токи полной нагрузки в амперах трансформаторов A и B, соответственно, Уравнения (Ур.13) — (Уравнение 15): циркулирующие токи в амперах. без нагрузки в трех подключенных одно- или трехфазных трансформаторах A, B и C параллельно, каждый из которых имеет разные отношения напряжений, одинаковые или разные импедансы, одинаковые или разные выходы, и импедансы, имеющие одинаковое соотношение сопротивление реактивному сопротивлению, определяется по формуле:

В трансформаторе А

(уравнение 13)

(уравнение 14)

(уравнение 15)

, где VA — напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора A, имеющего наименьшее отношение, то есть наибольшее вторичное напряжение

VB — напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора B, имеющего следующий более высокое отношение, то есть следующее более низкое вторичное напряжение

VC — напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора C, имеющее наивысшее коэффициент, то есть самое низкое вторичное напряжение А, где для трансформаторов A, B и C соответственно, * ZA, ZB, ZC — омические импедансы и получаются из уравнений:

(Ур.16)

, где VZA, VZB, VZC — процентное значение падения напряжения на импедансе при полной нагрузке. рейтинги

IA, IB, IC — линейные токи полной нагрузки в амперах

(уравнение 17)

Уравнения (Уравнение 18) — (Уравнение 20): циркулирующие токи в амперах без нагрузки в три одно- или трехфазных трансформатора A, B и C, соединенных параллельно, имеющие разные соотношения напряжений, одинаковые или разные выходы, одинаковые или разные импедансы, но импедансы с разным соотношением сопротивлений к реактивному сопротивлению, даются по формуле:

В трансформаторе A В трансформаторе B и в трансформаторе C

(Ур.18)

(уравнение 19)

(уравнение 20)

(уравнение 21)

(уравнение 22)

Символ «S» имеет обычное математическое значение, то есть:

(уравнение 23)

Угол лаг2

между циркулирующим током и нормальным напряжением на клеммах вторичной линии трансформаторов A, B и C соответственно равно:

(уравнение 24)

(уравнение 25)

(уравнение 26)

, где T и S имеют те же значения, что и раньше.Остальные используемые символы имеют следующие значения для трансформаторов A, B и C, соответственно,

VA, VB, VC — напряжения на клеммах вторичной линии

IA, IB, IC — нормальные линейные токи полной нагрузки

VZA, VZB, VZC — процентное сопротивление импедансного падения напряжения при полной нагрузке

VRA, VRB, VRC — процентное сопротивление падению напряжения при полной нагрузке

VXA, VXB, VXC — падение реактивного напряжения в процентах при полной нагрузке.

[2 Угол запаздывания считается положительным. Если признак любого из этих выражение отрицательное, угол впереди.]

Падение напряжения в импедансе в процентах

Падение напряжения в импедансе в процентах является фактором, заложенным в конструкции любой трансформатор, и это характеристика, на которую следует обратить особое внимание. платить при проектировании для параллельной работы. Падение импеданса в процентах определяется по формуле:

(Ур.27)

где VZ — процентное падение импеданса, VR — процентное сопротивление. падение, а VX — падение реактивного сопротивления в процентах, соответствующее полной нагрузке. рейтинг трансформатора. Предполагая, что все остальные характеристики являются То же самое, падение импеданса в процентах определяет нагрузку, которую несет каждый трансформатор, и в простейшем случае, когда два трансформатора с одинаковой мощностью работают параллельно, процентные импедансы также должны быть идентичны, если трансформаторы распределяют общую нагрузку поровну.Если, например, из двух трансформаторов подключенные параллельно с одинаковым выходом, соотношением напряжений и т. д. импеданс 4 процента, а другой импеданс 2 процента, трансформатор имеющий больший импеданс обеспечит треть всей выходной мощности банка и другой трансформатор будет обеспечивать две трети, так что трансформатор, имеющий более высокий импеданс будет нести только 66 процентов своей нормальной нагрузки, в то время как другой трансформатор будет выдерживать 33-процентную перегрузку.

Уравнения (уравнение 28) — (уравнение 48) включительно показывают, как разделение токов нагрузки можно рассчитать, если некоторые характеристики трансформатора различаются.

Уравнения (уравнение 28) — (уравнение 36) показывают, как рассчитать токи нагрузки трансформатора, когда работают два одно- или трехфазных трансформатора с разным импедансом параллельно, в то время как уравнения (37) — (48) применимы к случаю трех одиночных или трехфазные трансформаторы.

Когда есть фазовый сдвиг между трансформатором и полной нагрузкой cur рент, фазовые углы также могут быть рассчитаны из уравнений.

Уравнения (Уравнение 28) и (Уравнение 29): Деление общего тока нагрузки IL в амперах между двумя одно- или трехфазными трансформаторами A и B, включенными параллельно, имеющие одинаковые или разные выходы, одинаковые отношения напряжений, одинаковые или разные импедансы и одинаковые отношения сопротивления к реактивному сопротивлению. по:

(уравнение 28)

(уравнение 29)

где для трансформаторов A и B соответственно IA, IB — линейные токи в амперах.

(Ур.30)

и KA, KB — нормальные номинальные мощности в кВА

VZA, VZB — это процентное значение падения напряжения на импедансе при полной нагрузке. Примечание. Токи нагрузки в трансформаторах A и B синфазны друг с другом и с полным током нагрузки.

Уравнения (Уравнение 31) и (Уравнение 32): Деление общего тока нагрузки IL в амперах между двумя одно- или трехфазными трансформаторами A и B, включенными параллельно, имеющие одинаковые или разные выходы, одинаковые отношения напряжений, одинаковые или разные импедансы, но разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению. по:

(Ур.31)

(уравнение 32)

(уравнение 33)

(уравнение 34)

(уравнение 35)

(уравнение 36)

и где для трансформаторов A и B соответственно IA, IB — линейные токи в амперах KA, KB — номинальная мощность в кВА VZA, VZB — процентное соотношение падение напряжения при полной нагрузке

VXA, VXB — падение напряжения реактивного сопротивления в процентах при номинальных значениях полной нагрузки VRA, VRB — процентное сопротивление падению напряжения при полной нагрузке

.

? представляет собой разность фаз между токами нагрузки IA и IB (см. фиг.38)

ß — разность фаз между IL и IB (см. Фиг. 38). разность фаз между IL и IA (см. фиг.38)

РИС. 38 Векторная диаграмма, показывающая распределение тока с тремя трансформаторами параллельно с разными отношениями сопротивления к реактивному сопротивлению

Для диаграммы на фиг. 38:

? положительный.

IA — лидирует IL.

IB отстает от IL.

Трансформатор A имеет меньшее значение VX / VR.

Трансформатор B имеет большее значение VX / VR.

Когда? отрицательно:

IA отстает от IL.

IB лидирует в IL.

Трансформатор A имеет большее значение VX / VR.

Трансформатор B имеет меньшее значение VX / VR.

Уравнения (Уравнение 37) — (Уравнение 39): Деление общего тока нагрузки IL между тремя одно- или трехфазные трансформаторы A, B и C, соединенные параллельно, имеющие одинаковые или разные выходы, одинаковое соотношение напряжений, одинаковые или разные полное сопротивление и такое же отношение сопротивления к реактивному сопротивлению определяется по формуле:

(Ур.37)

(уравнение 38)

(уравнение 39)

(уравнение 40)

, где KA, KB, KC — номинальные выходы в кВА.

VZA, VZB, VZC — это процентное значение падения напряжения импеданса при полной нагрузке. Уравнения (Уравнение 41) — (Уравнение 43): разделение общего тока нагрузки IL между тремя одно- или трехфазные трансформаторы A, B и C, соединенные параллельно, имеющие одинаковые или разные выходы, одинаковые соотношения напряжений, одинаковые или разные полное сопротивление, но разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению, определяется по формуле:

(Ур.41)

(уравнение 42)

(уравнение 43)

где IA, IB, IC — линейные токи в амперах

k1 — постоянная величина, равная:

(уравнение 44)

(уравнение 45)

(уравнение 46)

(уравнение 47)

(уравнение 48)

РИС. 39 Векторная диаграмма, показывающая распределение тока с тремя трансформаторами параллельно имея разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению.

и где для трансформаторов A, B и C, соответственно, KA, KB, KC являются нормальными номинальные выходы в кВА VZA, VZB, VZC — это процентное значение падения напряжения на импедансе при номинальной полной нагрузке VXA, VXB, VXC — процент падения реактивного напряжения при полной нагрузке VRA, VRB, VRC — процентное сопротивление падению напряжения при полной нагрузке

? 1 — разность фаз между токами нагрузки IA и IB

? 2 — разность фаз между токами нагрузки IB и IC От геометрия фигуры:

и разность фаз между током нагрузки IA в трансформаторе A, а общий ток нагрузки IL равен (? 1 — ß _ a).Установив фазовое соотношение Отнесение полного тока нагрузки к току нагрузки в одном трансформаторе составляет несложно определить углы между полным током нагрузки и токи нагрузки в оставшихся двух трансформаторах. Если ß больше, чем а, ток нагрузки IB в трансформаторе B отстает от IL: если ß равен меньше a, IB лидирует по IL.

Для диаграммы на фиг. 39:

? 1 и? 2 положительны.

IA — лидирует IL.

IC отстает от IL.

Трансформатор A имеет наименьшее соотношение VX / VR.

Трансформатор C имеет наибольшее соотношение VX / VR.

IB может опережать или отставать от IL, в зависимости от взаимосвязи его стоимости VX / VR со значениями VX / VR двух других трансформаторов.

Когда? 1 и? 2 отрицательны:

IA отстает от IL.

IC опережает IL.

Трансформатор A имеет наибольшее соотношение VX / VR.

Трансформатор C имеет наименьшее соотношение VX / VR.

Как и раньше, IB может опережать или отставать от IL, в зависимости от различных значений VX / VR.

При работе с трансформаторами с разными выходами и разным сопротивлением которые должны работать параллельно, следует помнить, что сопротивление падение одиночного трансформатора основано на его собственном номинальном токе полной нагрузки, и этот момент не следует упускать из виду при определении текущего распределения двух таких трансформаторов, работающих параллельно. Если омические значения импедансы отдельных трансформаторов рассчитываются из падения импеданса. и нормальный ток полной нагрузки каждого и результаты вставлены в обычный формула для параллельных сопротивлений, те же окончательные результаты для распределения тока получаются уже известными и простыми методами.При использовании этого омического Следует внимательно следить за тем, чтобы отношение сопротивления к реактивному сопротивлению одинаково для всех трансформаторов, поскольку, если это не так, значение импеданса падение напряжения как таковое не может быть напрямую использовано для определения распределения тока, но он должен быть разделен на его силовую и реактивную составляющие.

При параллельной работе трансформаторов вывод наименьшего трансформатора не должно быть меньше одной трети объема производства самого крупного, поскольку в противном случае как упоминалось выше, чрезвычайно сложно включить необходимые сопротивление в самом маленьком трансформаторе.

Полярность

Термин полярность, когда он используется в отношении параллельной работы электрических машины обычно понимаются как относящиеся к определенным существующим отношениям между двумя или более единицами, хотя, как указывалось ранее, он может применяться так, чтобы указать направленное отношение первичного и вторичного терминала напряжения единичного блока. Любые два однофазных трансформатора имеют одинаковые полярность, когда их мгновенные напряжения на клеммах совпадают по фазе.С этим состояние вольтметр, подключенный к аналогичным клеммам, будет показывать ноль.

Однофазные трансформаторы по существу просто включить, как и любой другой пара трансформаторов есть только два возможных набора внешних подключений, один из которых должен быть правильным. Если два однофазных трансформатора, скажем X и Y, должны быть включены для параллельной работы, первая процедура заключается в подключении как первичные, так и вторичные выводы, например, трансформатора X, к их соответствующим шин, а затем подключить первичные выводы трансформатора Y к их сборные шины.Если два трансформатора имеют одинаковую полярность, соответствующая вторичная обмотка клеммы будут иметь одинаковый потенциал, но чтобы убедиться, что это Это значит, что необходимо подключить одну вторичную клемму трансформатора Y к то, что считается соответствующей шиной. Необходимо сделать подключение от одной вторичной клеммы трансформатора Y, чтобы при показания напряжения есть обратный путь для тока, протекающего через вольтметр. Напряжение на отключенной вторичной клемме трансформатора Затем измеряется Y и другая шина, и если получено нулевое показание трансформаторы имеют одинаковую полярность, и постоянные соединения могут соответственно быть сделано.Если, однако, измеренное напряжение в два раза превышает нормальное вторичное напряжение, тогда два трансформатора имеют противоположную полярность. Исправить это можно только необходимо для перекрестного соединения вторичных клемм трансформатора Y с сборные шины. Если, однако, первичные клеммы удобнее соединить перекрестным соединением, такая процедура даст точно такие же результаты.

Последовательность фаз

В однофазных трансформаторах этот момент не возникает, так как чередование фаз является характеристикой многофазных трансформаторов.

Трансформаторы многофазные

Разница фазового угла между первичной и вторичной клеммами Определение подходящих внешних подключений, которые позволят использовать два или более многофазных трансформаторов удовлетворительно работать в параллельном режиме сложнее, чем аналогичный определение для однофазных трансформаторов, в основном, по фазе разность углов между первичными и вторичными клеммами различных соединений. Поэтому необходимо внимательно изучить внутренние связи. многофазных трансформаторов, которые должны работать параллельно, прежде чем пытаться чтобы ввести их в действие.

Трансформаторы, изготовленные в соответствии с той же спецификацией и имеющие аналогичные характеристики и фазовый угол могут работать параллельно, подключив вместе клеммы с одним и тем же символом. Со ссылкой на рис. 30-33 трансформаторы. принадлежащие к одному номеру группы могут работать параллельно; Кроме того можно организовать внешние подключения трансформатора из группы номер 3, чтобы он мог работать параллельно с другим подключенным трансформатором. в группу номер 4 без изменения каких-либо внутренних соединений.ИНЖИР. 40 указывает как это может быть достигнуто, и будет видно, что два высоковольтных соединения и соответствующие низковольтные соединения меняются местами.

РИС. 40 Пример параллельной работы трансформаторов групп 3 и 4. Векторная диаграмма трансформатора Dy1 идентична фиг. 32, но что для трансформаторов Yd11, для которых последовательность фаз была обратной от A-B-C до A-C-B отличается от фиг. 33.

РИС. 41 Схема, показывающая пары трехфазного трансформатора соединения, которые будут и которые не будут работать вместе параллельно.

Трансформаторы, подключенные по группам векторов 1 и 2 соответственно нельзя работать параллельно друг с другом без изменения внутренних соединения одного из них и, таким образом, преобразование трансформатора внутри другая группа подключений.

РИС. 41 показан диапазон трех- и трехфазных соединений, встречающихся в практики, и можно заметить, что диаграмма разделена на четыре основных разделы. Пары соединений в группах верхней левой секции могут быть подключены параллельно друг другу, а те, что в правом нижнем углу секции также могут быть подключены параллельно друг другу, но оставшиеся пары в двух других группах не могут быть соединены таким образом, так как имеется фаза 30º. смещение между соответствующими вторичными выводами.Это смещение обозначены пунктирными линиями, соединяющими пары вторичных обмоток.

Следует отметить, что этот вопрос фазового смещения является вопросом смещения между линейными выводами, и не обязательно какого-либо внутреннего смещения которые могут возникать между векторами, представляющими напряжения на индивидуальном фазные обмотки.

Коэффициент напряжения

Для многофазных трансформаторов действуют те же примечания, что и для однофазные трансформаторы.Уравнения (8) — (26) включительно также применяются в таким же образом, но все токи, напряжения и импедансы должны быть основаны на на строковых значениях.

Полное сопротивление в процентах

Обработка, приведенная в уравнениях (28) — (48) включительно, применима именно к поли фазные трансформаторы, токи, напряжения и импедансы, основанные на сети значения.

Полярность и последовательность фаз

При фазировке любых двух или более трансформаторов важно, чтобы оба их полярность и последовательность фаз должны быть одинаковыми.Чередование фаз может быть по часовой стрелке. или против часовой стрелки, но если это то же самое с обоими трансформаторами, направление не имеет значения. Обычно рекомендуется при установке двух или несколько трансформаторов для параллельной работы, чтобы проверить соответствующую вторичную клеммы имеют одинаковое мгновенное напряжение как по величине, так и по фазе.

Что касается фактической процедуры, которой необходимо следовать для определения правильного внешних подключений, это можно сделать двумя способами.

Первый — разместить два трансформатора параллельно на первичной обмотке. стороне и измерьте напряжение на вторичных обмотках, в то время как другая относится к схеме производителя. ИНЖИР. 42 показаны примеры двух типовые схемы паспортных табличек, показанные на фиг. 42 (а) для трансформатора, имеющего довольно простые соединения и ответвления вне цепи, в то время как на фиг. 42 (б) показывает более сложную схему, в которой отводы выбираются под нагрузкой с помощью 19-позиционного переключателя ответвлений и расположение звеньев, позволяющее использовать альтернативные необходимо получить соединения для схем обмотки YNd1 и YNd11.Из диаграммы такого типа вместе, при необходимости, с ключевыми диаграммами, которые приведенный на фиг. 43, легко получить точно правильный внешний соединения, которые позволят трансформаторам работать параллельно.

РИС. 42 (a) Схема соединений на паспортной табличке производителя

ИНЖИР. 42 (b) Схема соединений на паспортной табличке производителя

РИС. 43 Основные схемы включения трехфазных трансформаторов в трехфазные.

РИС.44 Включение трехфазного трансформатора.

Сначала рассматривается метод снятия серии показаний напряжения. с целью определения того, как трансформаторы должны быть подключены, предположим, что два трансформатора X и Y, имеющие одинаковые отношения напряжений и импедансы, и с их внутренними связями, соответствующими любой одной паре допустимых комбинации, представленные на фиг. 41. Первая процедура — подключить все первичные выводы обоих трансформаторов к соответствующим шинам, и для подключения всех вторичных клемм одного трансформатора, скажем X, к его шинам.Предполагая, что обе вторичные обмотки незаземлены, необходимо установить связь между вторичными обмотками двух трансформаторов, и для этого должен быть подключен любой из выводов трансформатора Y, через шины к тому, что считается соответствующим выводом другой трансформатор. Эти соединения показаны на фиг. 44. Измерения напряжения. теперь должны проходить через терминалы aa_ и bb_, и если в обоих случаях указаны нулевые показания, трансформаторы одинаковой полярности и чередование фаз, и к шинам могут быть сделаны постоянные соединения.Если, однако, такие измерения не дают нулевых показаний, иногда полезно провести, кроме того, дальнейшие измерения, то есть между клеммами ab_ и ba_, так как такие измерения облегчат наложение точного вектора соотношение напряжений на двух вторичных обмотках трансформатора ИНЖИР. 43 дает ключевые диаграммы различных позиций, которые вторичный Векторы напряжения одного трансформатора могут принимать по отношению к другому трансформатору в зависимости от их относительного подключения, полярности, чередования фаз и схожесть или нет тех выводов, которые образуют общий стык, и это послужит руководством для определения, каким условиям тестирования соответствуют на любых двух трансформаторах.

В случае трансформаторов, первичные и вторичные соединения которых разные, например, треугольник / звезда, это необходимо только тогда, когда один из трансформаторов имеет противоположную полярность, чтобы переключить любые две из первичной или вторичной подключения любого трансформатора. Поскольку такая процедура также меняет фазу последовательность, необходимо проявить осторожность, чтобы наконец соединить эти пары вторичных выводов при котором получаются нулевые показания. Однако когда соединения на первичная и вторичная стороны одинаковы, например, дельта / дельта, трансформаторы противоположной полярности не могут быть включены по фазе, если только их внутренняя соединения поменялись местами.Когда чередование фаз противоположное, это только вопрос о смене буквенного обозначения выводов одного трансформатора, и, при соблюдении полярности, соединить вместе с одинаковыми буквами терминалы; другими словами, два вторичных соединения одного трансформатора к сборным шинам необходимо поменять местами. С двумя трансформаторами, оба со звездой подключенных вторичных обмоток, предварительная общая связь между ними может быть сделана соединяя точки звезды вместе, если они доступны для этой цели, и это оставляет все клеммы свободными для измерения напряжения.В результате эта процедура делает результат намного более очевидным с первого взгляда. за счет увеличения количества полученных измерений напряжения.

Далее рассматривается метод, применяемый на диаграмме изготовителя трансформатора. используется для получения правильных внешних подключений, РИС. 45 показывает шесть наиболее распространенных комбинаций подключения трех- и трехфазных трансформаторов. Эта диаграмма иллюстрирует стандартные внутренние связи между фазами трансформаторов, а также дает соответствующие векторные диаграммы полярности.Следует отметить, что векторы указывают мгновенные наведенные напряжения, поскольку, располагая их таким образом, векторные диаграммы одинаково хорошо работают независимо от из которых обмотка является первичной, а какая вторичной.

Первичная и вторичная обмотки трансформаторов намотаны одинаково. направление, и диаграммы одинаково хорошо применимы независимо от того, что на самом деле направление есть. При стандартной полярности, показанной на фиг. 45, нужно только соединить вместе аналогично размещенные клеммы тех трансформаторов, которые имеют соединения, допускающие параллельную работу, чтобы обеспечить выбор правильного внешние подключения.То есть есть только две основные группы, первая из которых включает соединение звезда / звезда и треугольник / треугольник, в то время как другой состоит из звезда / треугольник, треугольник / звезда, взаимосвязанная звезда / звезда и звезда / взаимосвязанная звезда.

При фазировке любых двух трансформаторов, имеющих соединения, отличные от звезда или треугольник, такие как, например, две группы трансформаторов, соединенных Скоттом чтобы обеспечить трехфазное преобразование в двухфазное, необходимо соблюдать особую осторожность. для симметричного подключения трехфазных обмоток к соответствующим шинам.Если этого не сделать, двухфазные обмотки будут сдвинуты по фазе на 30º, и РИС. 46 показаны правильные и неправильные соединения вместе с соответствующими векторные диаграммы.

РИС. 45 Стандартные соединения и полярность для трехфазных трансформаторов.

Примечание: первичная и вторичная катушки намотаны в одном направлении;

• указывает начало обмоток, _ указывает конец обмоток

РИС. 46 Правильный и неправильный метод параллельного подключения двух подключенных по Скотту группы для трехфазного превращения в двухфазный.

Еще один момент, который следует учитывать при фазировке трансформатора, подключенного по Скотту. банки для двух- и трехфазного преобразования — вот в чем сходные концовки тизера. обмотки на первичной и вторичной сторонах должны быть соединены вместе. Этот применяется с особой силой, когда должны быть подключены трехфазные нейтрали. вместе для заземления. Если связь между тизер-трансформатором и главный трансформатор одной банки взят не с того конца тизера обмотки, нейтральная точка на трехфазной стороне этой группы будет потенциал над землей, равный половине фазного напряжения относительно нейтрали, когда распределение напряжения на зажимах трехфазной сети симметрично относительно уважение к земле.

Другие особенности, которые следует учитывать при параллельном подключении трансформаторов можно кратко называть следующим образом:

(1) Следует выбирать длину кабелей по обе стороны от основного соединения, насколько это возможно, чтобы их процентное сопротивление и реактивность были помочь трансформаторам распределить нагрузку в соответствии с номинальной мощностью отдельные единицы.

(2) Когда два или более трансформатора имеют несколько регуляторов напряжения. ответвления подключены параллельно, необходимо следить за тем, чтобы трансформаторы работают над тем же процентом отводов.Если они подключены по разным ответвлений, в результате два трансформатора будут иметь разные передаточных чисел, и, следовательно, циркулирующий ток будет производиться между трансформаторы на холостом ходу.

Параллельная работа сетей с питанием через трансформаторы

До сих пор в этом разделе рассматривалась исключительно параллельная работа трансформаторы, расположенные на одной подстанции или питающие общую цепь. По мере увеличения нагрузки на данную систему и расширения системы из-за новых требования к нагрузке в более отдаленных районах поставки, это часто становится необходимым для соединения одной или обеих сетей ВН и НН в разных точках, для экономичного распределения нагрузки по сети, и для минимизации падений напряжения в более удаленных точках сети.Эта проблема межсетевого взаимодействия из-за увеличения нагрузки и расширения зон снабжения становится, пожалуй, наиболее актуальным в случае систем, изначально имеющих были запланированы, частично или полностью, как радиальные системы.

В таких случаях, особенно, возможно, когда проблема заключается в соединении более высокого напряжения в обширных низковольтных сетях, может оказаться, что разные цепи между общим источником питания и предполагаемой точкой, или точки соединения содержат один или несколько трансформаторов, которые могут: или могут не иметь одинаковые комбинации первичных и вторичных соединений, такие же импедансы и т. д.Кроме того, различные схемы не могут содержать такое же количество точек трансформации.

Ранее было указано, что два трансформатора треугольник / звезда или звезда / треугольник, например, можно удовлетворительно провести параллель просто за счет подходящего выбора внешних подключений к сборным шинам при условии их отношения напряжения холостого хода одинаковы, и такие трансформаторы будут делить общую нагрузку прямо пропорционально к их номинальным выходам при условии, что их процентные сопротивления равны. Когда, однако две или более составных схем, каждая из которых содержит, скажем, трансформаторы и воздушные линии или подземные кабели должны быть подключены параллельно в какой-то момент вдали от источника поставки возникает вопрос о допустимых на параллельную работу влияет совокупное влияние количества трансформаторов в различных цепях и соединениях трансформатора.

Типичный пример того, что может встретиться, показан на фиг. 47 где общая низковольтная сеть питается от электростанции через две параллельные цепи высокого напряжения A и B, один из которых, A, содержит повышающий трансформатор и понижающий трансформатор, оба имеют соединенные треугольником основные и вторичные обмотки, соединенные звездой, а другой, B, содержит только один трансформатор с треугольником первичной обмотки соединены и его вторичные обмотки в звезду. Из такой схемы могло бы быть сначала подумал, что переключатели в точках X и Y можно безопасно замкнуть, и последовала бы эта успешная параллельная операция.

На самом деле это не так.

РИС. 47 Схема сети

РИС. 48 показаны векторные диаграммы напряжений на электростанции. и в разных точках преобразования для двух параллельных цепей, лежащих между электростанцией и общей сетью низкого напряжения, и это будет видно из то есть фазовый сдвиг на 30º между вторичной линией векторы напряжения нейтрали двух трансформаторов (2) и (3), которые соединены непосредственно в сеть низкого напряжения.Этот сдвиг фаз нельзя устранить с помощью любой альтернативный выбор внешних подключений к сборным шинам на любой первичной или вторичных сторон любого из трансформаторов треугольник / звезда, а также путем изменения каких-либо внутренних связей между фазными обмотками. Сложность создается двойным преобразованием в цепи A с использованием соединения треугольник / звезда в обоих случаях, и на самом деле общий результат такой же, как если бы два Соответствующие трансформаторы были соединены звездой / звездой. Как упоминалось ранее в этом секции, нельзя подключить трансформатор звезда / звезда и треугольник / звезда в параллели.

РИС. 48 Соединения, не допускающие параллельной работы.

РИС. 49 Соединения, допускающие параллельную работу.

Две цепи могут быть подключены параллельно, если обмотки любого из трех трансформаторов были соединены звезда / звезда, как показано на фиг. 49 (a-c) или треугольник / межсоединение звезда, как показано на фиг. 50 (а-в).

Помимо того, что трансформатор треугольник / соединенная звезда будет немного дороже, чем звезда / звезда, преимущество заключается в первом, поскольку он сохраняет все эксплуатационные преимущества, связанные с первичной дельтой обмотка.

РИС. 50 Альтернативные соединения, допускающие параллельную работу.

Векторная диаграмма на фиг. 51 показаны относительные разности напряжений, которые будет измеряться между вторичными клеммами двух трансформаторов, (2) и (3), предполагая, что их нейтральные точки были временно соединены вместе для снятия показаний вольтметра, и что все три трансформатора были соединены треугольником / звездой, как на фиг. 48.

РИС. 51 Векторная диаграмма напряжений НН, соответствующая фиг.48

При правильно подобранных соединениях, как показано на рис. 49 и 50, нагрузки проводимые двумя параллельными цепями A и B, конечно, будут иметь обратную пропорционально их соответствующим суммарным омическим сопротивлениям.

Таким образом, при прокладке сети с питанием через трансформаторы, первичные и вторичные связи последнего, при разном преобразовании центры, следует выбирать с учетом возможных последующих сетевых соединений, а также из других более обычных соображений, регулирующих этот вопрос.

WAZIPOINT

Рис. Схема параллельного подключения трансформатора A и B

Что такое параллельная работа трансформатора и зачем она нужна?

Параллельная работа трансформатора означает, что несколько трансформаторов с одинаковыми характеристиками работают с одинаковым напряжением от уникального источника напряжения для обеспечения одинакового уровня напряжения для общей нагрузки.Короче говоря, трансформаторы в параллельной работе подключены, поскольку первичные обмотки находятся в общем источнике напряжения, а вторичные обмотки находятся в общей нагрузке. Простая схема , работающая в параллельном режиме, двух трансформаторов показана на рисунке выше.

Для обеспечения большей нагрузки, чем у существующего трансформатора A, второй или дополнительный трансформатор B может быть подключен параллельно с существующим трансформатором, как показано на рисунке выше.

Здесь вы увидите, что первичные обмотки подключены к шинам питания, а вторичные обмотки подключены к шинам нагрузки. При параллельном подключении двух или нескольких трансформаторов важно, чтобы их выводы одинаковой полярности были подключены к тем же шинам, что и на рисунке выше.

Причина параллельной работы трансформаторов на практике

Наиболее важные причины Параллельная работа для электрического трансформатора резюмируются ниже:

1. Физически непрактично и неэкономично иметь один большой трансформатор для тяжелых и больших нагрузок.Итак, лучшее и мудрое решение — подключить несколько трансформаторов параллельно;
2. Параллельная работа трансформатора снижает резервную мощность электрической подстанции. Возможно использование соответствующего количества трансформаторов в соответствии с требованиями требуемой нагрузки подстанции;
3. Трансформатор параллельного управления обеспечивает возможность поэтапного увеличения мощности подстанции путем простого добавления дополнительного трансформатора к подстанции для обеспечения нагрузки, превышающей мощность уже установленного трансформатора;
4. Параллельная работа предоставляет прекрасную возможность заменить неисправный трансформатор без перерыва, просто замените неисправный трансформатор на новый;
5. В режиме параллельной работы , если какой-либо трансформатор в системе будет выведен из эксплуатации из-за технического обслуживания или осмотра, подача питания будет продолжена за счет ремонта трансформаторов и не будет нарушена.

Необходимые условия для параллельной работы нескольких трансформаторов

Два основных условия необходимы для удовлетворительной параллельной работы трансформатора без каких-либо происшествий.

1. Полярность трансформаторов должна быть одинаковой;
2. Коэффициент трансформации трансформатора должен быть одинаковым.

Мы можем обобщить необходимые и соблюдаемые определенные определенные условия, которые должны быть выполнены, чтобы избежать любых местных циркулирующих токов, вызывающих непредвиденные происшествия.Чтобы разделить общую нагрузку в соответствии с номинальной мощностью трансформатора в кВА, необходимы следующие условия:

1. Первичные обмотки трансформаторов должны соответствовать напряжению и частоте питающей сети;
2. Трансформаторы должны быть правильно подключены с соблюдением полярности;
3. Номинальное напряжение первичных и вторичных обмоток должно быть одинаковым;
4. Избегайте циркулирующего тока и работы с другим коэффициентом мощности, импеданс в процентах должен быть одинаковым по величине;
5. Для трансформаторов, имеющих разные номиналы кВА, эквивалентные импедансы должны быть обратно пропорциональны индивидуальному номиналу кВА.

Спонсировано:

Условия параллельной работы трехфазного трансформатора

На рисунке вверху поясняется схема подключения для параллельной работы однофазного трансформатора. Теперь мы хотели бы узнать схему подключения трехфазного трансформатора в параллельном режиме , как показано ниже:

Рис. Схема параллельного подключения трехфазного трансформатора

По подключению трансформатор трехфазный может быть двух типов —

1. Соединение треугольником; И
2. Соединение звездой или Y.

Комбинация трехфазного трансформатора для оперативной параллельной работы и неработающей параллельной работы:

Трехфазный трансформатор Параллельная работа Комбинация , которая может работать и не работать, приведена ниже:

Следующие четыре группы векторов могут работать параллельно с для трехфазного трансформатора.

Оперативник Параллельная работа
1	∆∆	∆∆ или YY
2	ГГ	YY или ∆∆
3	∆y	∆y или Y∆
4	Y∆	Y∆ или ∆y

Следующая группа из четырех векторов невозможна для , параллельная работа для трехфазного трансформатора.

Параллельная работа в нерабочем состоянии
	Трансформатор-А

Параллельная работа между трехфазными трансформаторами идеально работает, когда нет циркулирующих токов в разомкнутой цепи, а разделение нагрузки между трансформаторами пропорционально их номинальным значениям в кВА.

Существуют необходимые условия для трехфазного трансформатора в параллельной работе между двумя или более:

1. Коэффициент трансформации без нагрузки такой же;
2. Полное сопротивление трансформатора в процентах такое же;
3. Соотношение сопротивления к реактивному сопротивлению трансформатора такое же;
4. Полярность трансформатора такая же;
5. Чередование фаз трансформатора такое же;
6. Собственное сдвиг фаз между клеммами первичной и вторичной обмоток трансформатора одинаков;
7. Соотношение мощностей соответствующих обмоток трансформатора такое же.

Вышеупомянутые условия от первого до пятого являются общими для трехфазных трансформаторов, независимо от того, две обмотки или три обмотки, и условия номер шесть и семь являются дополнительными для трехобмоточных трансформаторов для работы в подходящей параллельной работе .

Недостатки параллельной работы трансформатора

Хотя параллельная работа трансформатора имеет много преимуществ, мы не можем избежать некоторых недостатков параллельной работы.Основные недостатки параллельной работы трансформатора:

1. Необходимо увеличить мощность автоматического выключателя из-за увеличения токов короткого замыкания;
2. Увеличивается риск циркулирующих токов, что увеличивает потери и снижает нагрузочную способность;
3. Рейтинги автобусов могут быть слишком высокими;
4. Трансформаторы параллельной работы значительно снижают импеданс трансформатора;
5. Управление и защита трех параллельно подключенных устройств более сложны.

Наконец, мы можем сказать, что два или более трансформатора подключены параллельно, что означает, что несколько первичных обмоток подключены к шине питания, а такое же количество вторичных обмоток подключено к нагрузочным шинам в сети параллельной работы трансформатора .

Данные для подключения базового трансформатора

Чтобы помочь нашим клиентам понять правильные соединения для сдвоенных первичных и / или сдвоенных вторичных трансформаторов, мы подготовили 4 примера (ниже) гипотетического сдвоенного первичного и сдвоенного вторичного трансформаторов.Ключом к правильному подключению является информация о фазах.

---

Соединения обмоток серии

(первичный)

В этом примере мы последовательно соединяем две первичные обмотки.

1. Обратите внимание на точки фазирования на первичных точках подключения 2 и 4.
2. Перемычка для соединения 2 и 3 (примечание: соединение 2 имеет точку фазирования, а соединение 3 — нет).
3. Подключите вход к точкам подключения 1 и 4.

---

Соединения параллельной обмотки

(первичный)

В этом примере мы соединяем две первичные обмотки параллельно.

1. Обратите внимание на точки фазирования на первичных точках подключения 2 и 4.
2. Соединительные перемычки 2 и 4 (примечание: оба соединения имеют точку фазирования).
3. Соединительные перемычки 1 и 3 (примечание: оба соединения не имеют точек фазирования).
4. Подключите вход к точкам подключения 1 и 4.

---

Соединения обмоток серии

(Среднее)

В этом примере мы последовательно соединяем две вторичные обмотки.

1. Обратите внимание на точки фазирования на вторичных точках подключения 5 и 7.
2. Перемычка для соединения 6 и 7 (примечание: соединение 7 имеет точку фазирования, а соединение 6 — нет).
3. Выход из точек подключения 5 и 8.

---

Соединения параллельной обмотки

(Среднее)

В этом примере мы соединяем две вторичные обмотки параллельно.

1. Обратите внимание на точки фазирования на вторичных точках подключения 5 и 7.
2. Соединительные перемычки 5 и 7 (примечание: оба соединения имеют точку фазирования).
3. Соединительные перемычки 6 и 8 (примечание: оба соединения не имеют точек фазирования).
4. Выход из точек подключения 5 и 8.

Теория параллельной работы трансформаторов

Трансформаторы:

Мы знаем, что трансформаторы используются для изоляции, повышения и понижения напряжения, согласования импеданса и т. Д.Мы знаем основные операции и математику операций с трансформатором, но как насчет их параллельных операций. Обсудим это подробнее.

Параллельная работа трансформаторов:

Когда первичные обмотки трансформаторов подключены к общему источнику напряжения как шина, а общая нагрузка подключена ко вторичным обмоткам трансформаторов, то отключение работы называется Параллельная работа трансформаторов.

Преимущества:

1. Повышает эффективность системы.
2. Система становится гибкой.
3. Повышение надежности системы.

Недостаток:

Единственным недостатком параллельной работы трансформаторов является то, что ток короткого замыкания трансформаторов начинает постепенно увеличиваться.

Параллельная работа трансформаторов: Почему это используется?

Он используется по следующим причинам:

• Во многих приложениях , когда нагрузка вышла за определенный предел, используется параллельная работа трансформаторов, потому что нецелесообразно использовать очень большой трансформатор.
• Будет возможность увеличения предельной мощности уже установленных трансформаторов за счет использования параллельной работы трансформаторов.
• Поломка рядной трансмиссии вызывает отключение всей системы. Параллельная работа трансформаторов не отключит никакую систему.
• Техническое обслуживание трансформаторов вызывает проблему принудительного отключения или прерывания сетевого питания. Параллельная работа трансформаторов гарантирует, что не будет сбоев, если вы заберете какой-либо трансформатор для обслуживания или ремонта.

Условия:

1. Полярность трансформаторов должна быть одинаковой.
2. Передаточные числа трансформатора должны быть одинаковыми.
3. По внутреннему сопротивлению трансформатора напряжения при полной нагрузке должны быть одинаковыми.
4. Отношение сопротивлений обмоток к реактивным сопротивлениям обмоток для параллельных трансформаторов должно быть одинаковым, потому что это условие гарантирует, что параллельные трансформаторы работают с одинаковым коэффициентом мощности, тем самым разделяя одинаковую активную и реактивную мощность.

Рабочий:

В идеале мы знаем, что когда мы соединяем два трансформатора параллельно; существует идеал всей системы. Отсутствуют утечки потоков, токов, потерь всех типов.

На практике этого не происходит. Давайте подробно обсудим, что происходит при параллельной работе трансформатора.

Предположим, что есть два трансформатора, соединенных параллельно таким образом, что общая шина напряжения на первичной стороне и общая шина нагрузки на вторичной стороне.Мы видим, что напряжения на первичной обмотке трансформаторов такие же, как и на общей шине напряжения. Но на практике напряжения на вторичных сторонах обоих трансформаторов не будут одинаковыми из-за внутренних потоков утечки, тока, петель гистерезиса и т. Д.

Предположим, что один трансформатор имеет номинал 400 В-11 кВ, а второй — имеет рейтинг 400–10 кВ из-за внутренних потерь в трансформаторе. Таким образом, в этом случае напряжения на обеих вторичных сторонах на общей шине нагрузки не одинаковы.Оба трансформатора имеют одинаковые импедансы, а соответствующие линии передачи от обоих трансформаторов также имеют некоторое сопротивление.

По этим причинам циркулирующий ток будет течь как в трансформаторах, так и в их соответствующих линиях передачи. Следовательно, произойдет запаздывание или опережение токов, а также изменятся величины, из-за чего реальная и реактивная мощность, а также коэффициент мощности обоих трансформаторов будут изменяться таким образом.

С учетом этого сценария потребность в полной нагрузке будет снижена.В связи с этим следует ввести регулирование активной и реактивной мощности и коэффициента мощности.

Теперь в обсуждается , как регулируется коэффициент мощности, а также реальная и реактивная мощность.

Мы знаем, что в системах переменного тока есть три параметра тока: величина, фазовый угол и частота, которые необходимо контролировать для повышения эффективности систем переменного тока.

Контроль реактивной мощности: — Итак, возьмите любой трансформатор и подключите первичный трансформатор небольшого переменного тока к входу центрального отвода выбранного трансформатора, а вторичные обмотки к выходу центрального отвода взятого трансформатора.Следовательно, реактивная мощность контролируется. Это происходит потому, что выходные напряжения трансформатора прибавляются / вычитаются к напряжениям переменного трансформатора. Следовательно, величина напряжений на общей шине нагрузки становится равной.

Управление реальной мощностью и коэффициентом мощности: — Возьмите второй трансформатор и выполните тот же процесс, что и для управления реактивной мощностью, за исключением переменного трансформатора, там будет фиксированный трансформатор. В этом случае напряжения фиксированного и взятого одного трансформатора будут опережать или отставать друг от друга на 90 ⁰ .Результирующее напряжение будет определять коэффициент мощности. Если выходные напряжения фиксированного трансформатора настолько малы, что не влияют на линию передачи, тогда реальная мощность контролируется, и коэффициент мощности будет приблизительно равен единице.

Что касается коэффициента мощности, предположим, что трансформаторы, используемые для параллельной работы, представляют собой трехфазные системы. Трехфазный выход трансформаторов будет 120 ⁰ смещенных друг к другу. Когда реальная мощность регулируется, коэффициент мощности будет составлять 30 ⁰ от линейного напряжения к каждому линейному напряжению соответственно.Таким образом, каждое линейное напряжение трансформатора практически равно 120 ⁰ , не вызывая никаких изменений в системе.

Таким образом, при параллельной работе трансформаторов регулируются реактивная и реальная, а также коэффициент мощности в результате циркулирующих токов.

Резюме:

Мы видели, что при параллельной работе трансформаторов циркулирующие токи вызывают проблемы из-за несоответствия характеристик трансформаторов.Из-за чего происходят потери меди и перегрузка одного из трансформаторов. И имейте в виду, что этот сценарий контролируется реактивной и активной мощностью, а также коэффициентом мощности трансформаторов. Мы могли бы использовать трансформаторы с переключением ответвлений онлайн, но они очень дороги, и это дорогостоящее решение, и обслуживание этих трансформаторов также стоит дорого.