Параллельное включение трансформаторов

Параллельной работой двух или нескольких трансформаторов называется работа при параллельном соединении их обмоток как на первичной, так и на вторичной сторонах. При параллельном соединении одноименные зажимы трансформаторов присоединяют к одному и тому же проводу сети, рисунок 1.22.

Рис. 1.22. Схема включения трехфазных трансформаторов на параллельную работу, схема замещения двух параллельно включенных трансформаторов.

Параллельное включение нескольких трансформаторов используется для расширения установленной мощности подстанций и резервирования. При отказе (выходе из строя) одного трансформатора остальные могут принять на себя увеличенную нагрузку, а неисправный трансформатор может быть заменен резервным, стоимость которого невелика по сравнению со стоимостью всех установленных трансформаторов.

При достаточно большом количестве установленных на подстанции трансформаторов всегда может быть включено на параллельную работу такое их число, при котором каждый несет оптимальную нагрузку, т.е. преобразует энергию с минимальными потерями. Выбор количества параллельно включенных трансформаторов на подстанции представляет собой оптимизационную технико-экономическую задачу.

Включение трансформаторов на параллельную работу допустимо при выполнении следующих условий.

1. Включаемые параллельно трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации. При несоблюдении этого условия, даже в режиме холостого хода, между параллельно включенными трансформаторами возникает уравнительный ток, обусловленный разностью вторичных напряжений трансформаторов :

,
где и – внутренние сопротивления трансформаторов.

Относительное различие коэффициентов трансформации учитывают коэффициентом:

,
где – средний коэффициент трансформации.

Согласно стандарту во избежание появления опасных уравнительных токов различие между коэффициентами трансформации параллельно включаемых трансформаторов не должно превышать .

2. Включаемые параллельно трансформаторы должны иметь одинаковые группы соединения. При несоблюдении этого условия вторичные линейные напряжения трансформаторов окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга и в цепи трансформаторов появится разностное напряжение , под действием которого возникнет уравнительный ток.

3. Включаемые параллельно трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения короткого замыкания. Соблюдение этого условия необходимо для того, чтобы общая нагрузка распределялась между трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям.

Нагрузки трансформаторов и обратно пропорциональны напряжениям короткого замыкания и или сопротивлениям короткого замыкания и , см. рисунок 1.22:

.

В общем случае общая нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределяется следующим образом:

,
где индекс x означает номер трансформатора; n – количество трансформаторов.

Согласно стандарту допускается различие в напряжениях короткого замыкания до 10 %.

Помимо соблюдения трех указанных условий перед включением трансформаторов на параллельную работу необходимо проверить порядок чередования фаз, который должен быть одинаковым у всех трансформаторов.

Соблюдение всех перечисленных условий проверяется фазировкой трансформаторов. Сущность фазировки состоит в том, что одну пару, противоположно расположенных зажимов на рубильнике соединяют проводом. Вольтметром (нулевой вольтметр) измеряют напряжение между оставшимися несоединенными парами зажимов рубильника. Показания вольтметра равны нулю, если вторичные напряжения трансформаторов равны, их группы соединения одинаковы и порядок следования фаз у них один и тот же, то. При нарушении порядка следования фаз вольтметр покажет двойное линейное напряжение.

Общая нагрузка всех включенных на параллельную работу трансформаторов не должна превышать суммарной номинальной мощности этих трансформаторов:

.

2. Асинхронные машины