Параллельная и совместная работа трансформаторов
При установке на подстанциях двух и более трансформаторов при малых нагрузках выгоднее использовать один трансформатор, а при увеличении нагрузки подключить один трансформатор на параллель. Параллельная работа – эта такая схема подключения, при которой одноименные выводы как вторичной, так и первичной обмотки соединены между собой. Соединение либо только первичных обмоток, либо только вторичных обмоток называется совместной работой. Для подключения необходимо соблюдать следующие условия:
1) Первичные и вторичные номинальные напряжения трансформаторов должны быть равны U1ном = U1’ном; U2ном = U2’ном;
2) Активные и индуктивные потери напряжения трансформаторов должны быть равны, что приводит к равенству напряжений КЗ трансформаторов.Uк.з. 1 = Uк.з. 2;
3) Одинаковая схема соединения обмоток (группы);
4) Отношение номинальных мощностей должны быть не более 1:3.
- При несоблюдении 1 и 3 условий в контурах обмоток трансформатов возникают уравнительные токи, которые приводят к перегрузке 1-го трансформатора и недогрузке второго.
- При несоблюдении только 3 условия, эти токи имеют недопустимо большие значения.
- При несоблюдении 2 условия трансформаторы загружаются неравномерно.
Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов может быть только при равенстве напряжений КЗ. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонением напряжений КЗ от их среднего значения, но не более чем на ±10 %. Это допущение связано с тем, что при изготовлении трансформаторов возможно отступление в размерах обмоток, влияющих на UКЗ (в пределах производственных допусков). Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более трех. Объясняется это тем, что даже при небольших эксплуатационных перегрузках трансформатор меньшей мощности может оказаться сильно перегруженным в процентном отношении, особенно в том случае, если у него меньше £/кз. Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений, невозможна по той причине, что между их вторичными обмотками возникает напряжение, обусловленное углом сдвига ср между векторами вторичных напряжений. Уравнительные токи, загружая обмотки трансформаторов, увеличивают потери энергии и снижают суммарную мощность подстанции, поэтому прохождение их нежелательно. У трансформаторов, включаемых на параллельную работу, коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на ±0,5%. Различие в значениях напряжений КЗ трансформаторов обусловливает распределение между ними общей нагрузки пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально напряжениям КЗ. Допускается параллельная работа двухобмоточных трансформаторов между собой, трехобмоточных трансформаторов между собой на всех трех обмотках, а также двухобмоточных с трехобмоточными, если предварительным расчетом установлено, что ни одна из обмоток параллельно соединенных трансформаторов не нагружается выше ее нагрузочной способности на тех ответвлениях и в тех режимах, в которых предусматривается параллельная работа. Параллельная работа трансформаторов с отношением номинальных мощностей больше 3:1 не рекомендуется. Трансформаторы с РПН при дистанционном или ручном управлении должны допускать параллельную работу между собой. При параллельной работе или автоматическом подключении на параллельную работу трансформаторов с РПН и автоматическом управлении на подстанции должны быть предусмотрены мероприятия, исключающие возможность такого рассогласования ступеней напряжения параллельно работающих трансформаторов, которое привело бы к нагрузке обмотки одного из этих трансформаторов, превышающей ее нагрузочную способность.
Экономически целесообразный режим
Определение экономически целесообразного числа параллельно включенных трансформаторов. На подстанциях с двумя и более трансформаторами в зависимости от суммарной нагрузки выгодно иметь на параллельной работе такое число трансформаторов, при котором активные потери холостого хода Рх всех включенных трансформаторов и активные потери короткого замыкания Рк будут наименьшими. Потери Рх не зависят от нагрузки, они всегда одинаковы. Потери же Рк изменяются пропорционально квадрату тока, увеличиваясь от нуля до полных потерь, когда загрузка возрастает соответственно от нуля до номинальной мощности. На практике экономически целесообразные режимы работы реализуются редко. Это обусловлено относительно небольшим экономическим эффектом и усложнением эксплуатации из-за частых включений – отключений одного из тр-ров.