8.4. Параллельная работа двух трансформаторов

Нагруженность уравнительным током двух одинаковых трансформаторов одинаковой мощности при параллельной работе оценим при заданном характере нагрузки (cosφ₂ = 0,7 = const) для двух случаев: когда один из трансформаторов включен на ответвление обмотки ВН, соответствующее номинальному коэффициенту трансформации, а другой на два из остальных четырех ответвлений + 2,5% и + 5%.

Т.е. коэффициенты трансформации будут отличаться на + 2,5% и + 5%.

Коэффициент трансформации первого трансформатора равен отношению числа витков обмотки высокого напряжения к числу витков обмотки низкого напряжения . Тогда если k₁ = k, то k₂ = 1,025k и 1,05k.

Рассчитаем параметры схемы замещения короткого замыкания:

Полное сопротивление короткого замыкания

Ом.

где u_к – расчетное значение напряжения короткого замыкания, %;

U_фВН – фазное напряжение обмотки ВН, В;

I_ВН – номинальное значение фазного тока обмотки ВН, А.

Активное сопротивление короткого замыкания

Ом.

где Р_к – расчетное значение потерь короткого замыкания, Вт.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания

Ом.

Фазовый угол уравнительного тока относительно ΔU

^о.

Угол нагрузки ^о.

При параллельной работе двух трансформаторов одинаковой мощности, когда второй трансформатор включен на ответвление + 2,5%, уравнительный ток равен

А.

При параллельной работе двух трансформаторов одинаковой мощности, когда второй трансформатор включен на ответвление + 5,0%, уравнительный ток равен

А.

Уравнительный ток дополнительно нагружает трансформатор с меньшим коэффициентом трансформации

А.

А.

Трансформатор с большим коэффициентом трансформации разгружает

А.

А.

Определяем меру нагруженности трансформаторов при наличии уравнительного тока по следующим выражениям:

.

.

.

.

ВЫВОД: Степень нагруженности позволяет обосновать уменьшение нагрузки трансформатора на 0,005 о.е. при различии коэффициентов трансформации на 2,5% и на 0,009 о.е. при различии коэффициентов трансформации на 5%, чтобы первый трансформатор работал при номинальной нагрузке, т.к. он нагружен больше.

8.5. Допустимая нагрузка трансформатора при параллельной работе

Допустимую нагрузку трансформатора при параллельной работе с другим трансформатором предельно допустимой большей мощности рассчитаем при заданном характере нагрузки (cosφ₂ = 0,7).

ГОСТом допускается включение на параллельную работу трансформаторы, отличающиеся по номинальной мощности не более чем в 3 раза. Тогда номинальные мощности трансформаторов кВА; кВА.

% – табличное значение напряжения короткого замыкания трансформатора предельной мощности.

Если u_к1 ≠ u_к2, то при повышении нагрузки трансформатор с наименьшим напряжением короткого замыкания первым достигнет номинальной мощности.

Нагрузка каждого из параллельно работающих трансформаторов

кВА;

кВА;

кВА;

кВА.

ВЫВОД: Наибольшее значение из S_i* позволяет обосновать уменьшение суммарной нагрузки трансформаторов на конкретную величину для исключения перегрузки самого нагруженного трансформатора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте произведен расчет активной части силового трансформатора типа ТМ. Разработанная активная часть имеет магнитопровод стержневой конструкции, набранный из листов холоднокатаной электротехнической стали марки 3405 с толщиной листа 0,3 мм.

В качестве проводникового материала в обмотках использован материал медь. Конструктивное исполнение обмоток: НН – цилиндрическая одно- двухслойная из прямоугольного провода; ВН – цилиндрическая многослойная из круглого провода. Для изготовления активной части необходимо 239,82 кг электротехнической стали и 40,1 кг меди.

Расчетные значения потерь короткого замыкания Р_к и холостого хода Р_х лежат в пределах, требуемых ГОСТом. Для уменьшения потерь короткого замыкания плотность тока приняли меньше, чем получилась по расчёту. Полученные величины потерь можно считать удовлетворительными, так как зависящие от них параметры трансформатора находятся в допустимых пределах:

- плотность теплового потока на поверхности обмоток q₁ = 344 Вт/м² и q₂ = 441 Вт/м² не превышает допустимого для трансформаторов с естественным масляным охлаждением интервала Вт/м²;

Расчетный ток холостого тока I_х меньше заданного значения на 14 %. В связи с этим, трансформатор будет более эффективен в процессе эксплуатации. Расчетное значение напряжения короткого замыкания U_к меньше заданного на 1,6%, что не превышает допустимого отклонения .

Приведенный выше анализ результатов расчета позволяет сделать вывод о том, что разработанная активная часть трансформатора удовлетворяет заданным техническим условиям и требованиям ГОСТ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов: Учеб. Пособие для ВУЗов – 6е изд., стереотипное. – Издательский дом Альянс, 2009. –528с.: ил.

2. Расчет активной части и оценка эксплуатационных свойств силового трансформатора: учебное пособие / В. М. Игнатович, Т. В. Усачева; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 84с.

37