Паралельна робота трансформаторів при різних коефіцієнтах трансформації.

а) Неробочий хід трансформатора.

Розглянемо однофазні трансформатори I й II або відповідні фази трифазних трансформаторів (Рис. 5.1.). Нехай k_І < k_II, напруга первинної мережі дорівнює номінальним напругам (первинним) кожного із трансформаторів: .

Рис. 5.1.

Тоді > , причому вектори E_2I й Е_2II збігаються по фазі.

У замкнутих контурах вторинних обмоток діє різниця е.р.с. і під її дією виникають вже в неробочому ході зрівняльні струми, які циркулюють по замкнутих контурах утвореними обмотками паралельно включених трансформаторів. Так як первинна й вторинна обмотки трансформатора зв'язані магнітним потоком, то з'являються зрівняльні струми у вторинних контурах викличе появу зрівняльного струму в первинному контурі (штрихові стрілки ). Зрівняльний струм у вторинних обмотках трансформатора має різний щодо діючих у них е.р.с. напрямок: Т₁ віддає IзІ, а Т₂ споживає IзІІ. Падіння напруг, викликаних зрівняльними струмами в обмотках трансформаторів, вирівнюють вторинні напруги обмоток

Паралельна робота трифазних трансформаторів з різними групами з’єднання.

Я кщо включені паралельно два трифазних трансформатори, які мають однакові коефіцієнти трансформації, але різні групи, то тоді вторинні е.д. с. Е_2I й Е_2II будуть рівні (номінальні первинні й вторинні напруги трансформаторів рівні), але зміщені по фазі. Між затискачами а₁ – а₂, b₁ – b₂ і з₁ – з₂ буде діяти напруга .

При рівності модулів вторинних напруг E_2I = E_2II = E₂ величини визначаються з рівнобедреного трикутника ОА₁А₂

Зрівняльний струм протікає під дією напруги тільки по первинних і вторинних обмотках й обмежується по величині тільки опорами цих обмоток тобто опорами к. з. трансформаторів.

Паралельна робота трансформаторів з різними групами з’єднань неможлива. Тим не менш можливі випадки, коли шляхом кругової перестановки позначень виводів обмоток або відповідних з’єднань затискачів двох трансформаторів вдається домогтися збігу по фазі е.р.с. фаз, що включають паралельно, трансформаторів, що мають різні групи з’єднань.

Паралельна робота трансформатора з неоднаковими напругами короткого замикання.

Якщо парарельно працюють трансформатор з неоднаковими напругами короткого замикання то відносні навантаження трансформаторів оберненопропорційні їхнім напругам к.з.. Якщо то – трансформатори при збільшенні навантаження навантажуються рівномірно й досягають номінальної потужності одночасно. Якщо паралельно працюючі трансформатори різної потужності, доцільно, якщо у трансформатора меншої потужності має бути більша напруга U_к.

ДЕРЖСТАНДАРТ рекомендує щоб для паралельно з'єднаних трансформаторів відношення найбільшої потужності до найменшого не перевищувало 3 до 1, а напруга короткого замикання не повинні відхилятися від їх арифметичного середнього значення більш, ніж на .

Розглянемо найбільш доступні методи фазування трансформаторів , які набули розповсюдження в енергосистемах.

При приєднанні трансформатора до однієї зі стандартних груп з’єднань (Y/Y-0; Y₀/Y₀-0; D/Y₀-11; Y/D-11) при неправильному виконанні з’єднань можна одержати шість різних груп з’єднань, причому три з них виходять при циклічному переміщенні фаз на виводах трансформатора, а три – при неправильному збиранні кінців обмоток (в останньому випадку 0/6; 11/5 ). Отже зміною приєднань можна фазувати між собою всі непарні групи. Групи з'єднань парні не можуть бути сфазовані з непарними. Фазування проводиться в місці розриву перевіряємого ланцюга, і тієї до якої підключається перевіряємий ланцюг (наприклад на роз’єднувачах). З однієї сторони від місця розриву є напруга на трьох фазах від діючої установки, а з іншого боку – від об’єкта, що підключається. Фазування полягає в почерговому вимірі значень напруг між кожною фазою трансформатора, що підключає, і трьома фазами мережі з метою відшукання однойменних фаз, між якими напруга повинне бути дорівнює нулю.

Зазвичай виміри роблять на стороні нижчої напруги або вольтметром прямого включення ( прямий метод ) при напрузі вторинних обмоток не вище 110 кВ або вольтметром, який підключають до вторинних обмоток вимірювальних трансформаторів напруги (непрямий метод). Шкала вольтметра повинна бути розрахована на подвійну напругу мережі в точці фазування.

Щоб прилад давав показання необхідно, щоб у контрольованому ланцюзі було джерело напруги, що замикається через прилад.

Існують два випадки, які використовуються в практиці фазування електрообладнання:

а) фазується трансформатор, що має заземлену нейтраль обмотки, на якій проводиться фазування, у цій мережі є трансформатор із заземленою нейтраллю.

б)фазується трансформатор, що не має на фазуємій обмотці заземленої нейтралі.

У першому випадку показання приладів забезпечені. У другому випадку необхідно з'єднати між собою два протилежних провідники тимчасовою перемичкою або включенням ножа роз'єднувача. Таке з'єднання не викличе шкідливих наслідків, тому що при ній не створюється замкнутого ланцюга між фазами й через місце з'єднання струму не буде. Роботи з установки перемички повинні провадиться при знятті напруги з фазированих провідників.

Процес фазировки складається з наступних основних операцій: проводиться перевірка симетрії напруг на кожній з фазированих сторін – шість вимірів:

a₁ – b₁; a₁ – c₁; b₁ – c₁;

a₂ – b₂; a₂ – c₂; b₂ – c₂;

Якщо мінімальна різниця у вимірах більше 10% фазування припиняється.

Далі проводиться власне фазування. Сутність – у відшуканні виводів, між якими різниця напруг практично близька до 0. Для цього проведення вольтметра приєднується до одному з виводів і провадять виміри:

a₁ – a₂, a₁ – b₂, a₁ – c₂; b₁ – b₂, b₁ – a₂, b₁ – c₂; c₁ – c₂, c₁ – b₂, c₁ – a₂. При вимірах між однойменними фазами повинні бути однойменні показання, при інших – лінійні напруги. Виводи між якими не було різниці напруг з’єднуються між собою при включенні на паралельну роботу. Якщо виміри не дали жодного з показань вольтметра близького до нуля, то це говорить про те що фазуємі трансформатори належать до різних груп з’єднань і включення на паралельну роботу не допускається. Фазування припиняють. На підставі вимірів будують векторні діаграми й по них судять чи можна включити трансформатори паралельно і які перез’єднання необхідно виконати для цього.

Характерні два випадки:

Перший:

Техніка побудови векторних діаграм показана на малюнку. Трикутник лінійних напруг першого трансформатора будують довільно, а точки вершин другого трикутника знаходять шляхом зарубок радіусами, чисельно рівними напругам між затискачами

a₁ – a₂ й b₁ – a₂ ; a₁ – b₂ й b₁ – b₂;

З рисунка видно що вектори вторинних напруг повернені на 180°, а напруга між затискачами а₁ – а₂ дорівнює подвійній фазній напрузі .

Якщо обидва трансформатори належать до непарних груп, то для включення їх паралельно треба біля одного з них пере з’єднати шини на виводах обмоток ВН і НН, тобто зробити подвійне пере маркування. Для трансформаторних парних груп необхідно внутрішнє пере з’єднання обмоток

У другому випадку:

З типової векторної діаграми вектора напруг зсунуті на 30°. Такий кут може бути у трансформаторів парної (або нульової) і непарної груп. Фазування таких трансформаторів неможливе й включення їх на паралельну роботу не може бути виконано ні при яких умовах.

Для випадку установки перемички. Вона встановлюється між будь-якими затискачами одного й іншого трансформатора. Її наявність не представляє небезпеки для трансформатора, тому що при цьому не утвориться замкнутий шлях для проходження струму короткого замикання. Замкнутий ланцюг створюється включенням вольтметра, що володіє більшим опором і струм минаючий через нього малий. Фазировку для даного варіанта виконують у два етапи.

Спочатку вимірюють напругу між одним з вільних виводів першого трансформатора Т1 і двома вільними виводами другого трансформатора Т2, наприклад b₁ – b₂ й b₁ – c₂. Потім вимірюють напругу між другим вільним виводом і тими ж виводами другого трансформатора ( c₁ – b₂, c₁ – c₂ ). Результати вимірів залежать від того між якими парами виводів установлена перемичка. Три варіанти її установки: a₁ – a₂; b₁ – a₂; c₁ – a₂. І кожному із цих варіантів при однакових групах з'єднань фазированих трансформаторів будуть відповідати наступні показання вольтметра:

Напруга між затискачами

a₁ – a₂ b₁ – a₂ c₁ – a₂

З рис. а) видно, що трансформатори мають однакові групи з’єднань і паралельне включення можливо при з'єднанні виводів а₁ й а₂, b₁ й b₂, з₁ і з₂. Тому фазування звичайно закінчують, коли одержать дані одного із трьох варіантів вимірів і побудують векторну діаграму ( б), ( в).

Х арактерним для цього випадку фазування (а₁ – а₂) є одержання двох нульових показань вольтметра при кожному прийомі показань. Проте два нульових показання можуть бути отримані й при різних групах з’єднань, коли вектори напруг зрушені на 240°, але при цьому перемичкою повинні бути з'єднані затискачі з₁ й а₂:

Паралельне включення таких трансформаторів можливо тільки після пере з’єднання шин, підведених до трансформатора, тобто після циклічного пере маркування фаз.

Про неможливість паралельного включення трансформатора свідчать такі показання вольтметрів, коли при всіх трьох варіантах перемички не утворюється жодного нульового показання наприклад:

З векторних діаграм ж), з), н) видно, що вектори лінійних напруг зміщені на 30°. Це буде, якщо трансформатори відносяться до парної Y/Y-0 та непарної Y/Δ-11 груп. Якщо в процесі фазування у двох із трьох варіантів установки перемички визначаються по одному нульовому показанні, то це вказує на допустимість паралельного включення, але тільки після деяких змін у схемі.

Фазування непрямим методом на стаціонарних трансформаторах напруги може проводиться за допомогою шинних комплектів трансформаторів напруги в установках де є РУ із двома системами збірних шин.

Потрібно також підвести проводку від тих трансформаторів напруги на який-відсутній щиток, так щоб кінці ланцюга від одного ТН були розташовані проти кінців ланцюга іншого ТН. Проводиться перевірка правильності приєднань ланцюгів ТН до затискачів на яких буде здійснюватисяфазування. Для цього при включеному ШСВ фазуються ТН перевіряють збіг фаз вторинних напруг ТН робочої й резервної системи шин. Після закінчення фазування між однойменними виводами будуть нульові показники вольтметру.

П отім відключають ШСВ і знімають із його привода оперативний струм. Від однієї системи шин відключаються всі приєднання й на неї включаються фазуємий трансформатор, що живиться від того ж джерела, що й система, що залишилася в роботі. Потім виконується фазування на виводах вторинних ланцюгів трансформатора. При збігу фаз а₁ – а₂, b₁ –b₂, з₁ – з₂ фазування закінчують і включенням ШСВ сфазований ланцюг включають на паралельну роботу. Якщо при вимірі напруги між однойменними виводами будуть отримані не нульові, а інші результати, то виміри припиняють, роблять необхідні зміни в монтажі силових ланцюгів фазуємого трансформатора домагаючись збігу фаз. Після цього фазування роблять заново.