11. Параллельная работа трансформаторов

Параллельной работой называют режим, при котором 2 или более трансформаторов питаются от общих шин высшего напряжения и работают на общую нагрузку.

В некоторых случаях целесообразно иметь не один, а несколько трансформаторов меньшей мощности.

Это позволяет:

- легче решить проблему резервирования электроснабжения потребителей;

- отключать часть трансформаторов при уменьшении нагрузки;

- упростить организацию профилактического ремонта трансформаторов.

Схема замещения трансформаторов при параллельной работе выглядит следующим образом:

В случае неравенства вторичных ЭДС, в контуре соединяющем, вторичные обмотки трансформаторов возникает уравнительный ток:

Для предотвращения возникновения уравнительного тока и распределения нагрузки между трансформаторами, пропорционально их номинальным мощностям необходимо выполнить следующие условия:

1) Равенство ЭДС вторичных обмоток. Так как первичные обмотки подключены к общим шинам, необходимо чтобы трансформаторы имели одинаковый коэффициент трансформации. Коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на 0,5%.

2) Фазы вторичных ЭДС должны совпадать. Для этого схемы и группы соединения обмоток должны быть одинаковыми.

3) Для распределения нагрузки между трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям трансформаторы должны иметь одинаковое напряжение короткого замыкания.

Если U_k различное, то перегружаться будет трансформатор с меньшим U_k.

Дополнительное условие:

На параллельную работу не рекомендуется включать трансформаторы с соотношением мощностей более чем 3:1.

.

12. Автотрансформаторы

Автотрансформатором называют такой трансформатор, у которого обмотка низшего напряжения электрически связана с обмоткой высшего напряжения. Т.е. обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения.

В схеме понижающего автотрансформатора первичное напряжение подводится к зажимам А и X, вторичной обмоткой служит часть первичной обмотки между зажимами а и х, причем зажимы X и х совмещены.

Так как в каждом витке обмотки индуцируется одинаковая ЭДС Е=4,44ƒФ_m, то при холостом ходе напряжение на зажимах ах

U₂ = 4,44fW_axФ_m=U₁W_ax/W_AX = U_1/n₁₂

Процессы, происходящие в автотрансформаторе аналогичны процессам в двухобмоточном трансформаторе.

В автотрансформаторе различают проходную мощность S_пр, передаваемую из первичной цепи во вторичную и далее нагрузке, и расчетную или типовую мощность S_pacч, передаваемую во вторичную цепь электромагнитным полем. Мощность S_pacч определяет габаритные размеры и массу автотрансформатора. Расчетная мощность автотрансформатора меньше, чем мощность двухобмоточного трансформатора при той же проходной мощности, передаваемой из первичной цепи во вторичную

Достоинства автотрансформаторов:

1. Автотрансформатор имеет меньшую массу, габариты и стоимость.

2. Потери мощности в автотрансформаторе меньше, чем в двухобмоточном трансформаторе.

3. КПД автотрансформатора выше, чем у двухобмоточного трансформатора.

Недостатки:

1. Существенным недостатком автотрансформаторов является то, что вторичная цепь у них электрически соединена с первичной. Поэтому обмотка НН и подключенные к ней потребители должны иметь ту же изоляцию относительно земли, что и обмотка ВН и первичная цепь.

Поэтому для обеспечения электробезопасности не допускается применять автотрансформаторы для питания цепей низкого напряжения от сети высокого напряжения.

2. Ток короткого замыкания у автотрансформатора больше, чем у двухобмоточного трансформатора, т.е. защита автотрансформа­тора от кототкого замыкания должна быть более быстродействующей.

Области применения.

В технике применяют автотрансформаторы одно- и трехфазные при необходимости сравнительно небольшого изменения напряжения (при n₁₂ ≤ 2,5...3). При больших n₁₂ выгодность от их применения уменьшается.

Силовые автотрансформаторы служат для снижения напряжения при пуске мощных асинхронных и синхронных электродвигателей.

Автотрансформаторы малой мощности широко используют в устройствах связи и автоматики, радиоаппаратуре и лабораторных стендах.