Параллельная работа трансформаторов.

Если один мощный трансформатор питает энергией большую группу потребителей, то нагрузка этого трансформатора в течение суток будет резко колебаться, так как коэффициент одновременности работы потребителей будет неодинаков в течение суток.

Непостоянная нагрузка трансформатора ведет к излишним потерям энергии в нем и резко снижает его коэффициент полезного действия и коэффициент мощности, поэтому важно, чтобы трансформатор всегда работал с полной нагрузкой. С этой целью на подстанциях вместо одного мощного трансформатора устанавливают два или несколько менее мощных, включая в работу в разные часы суток один, два или несколько трансформаторов, в зависимости от нагрузки. Наличие на подстанции нескольких трансформаторов позволяет также поочередно ремонтировать их или осуществлять технический осмотр без перерыва в снабжении потребителей электроэнергией.

Совместная работа нескольких трансформаторов от одной линии высокого напряжения на общую потребительскую сеть носит название параллельной работы.

Чтобы трансформаторы могли работать параллельно, должны быть соблюдены определенные условия. Эти условия следующие:

1. Трансформаторы присоединяют к шинам одноименными зажимами. Например, к верхней шине высокого напряжения присоединяют зажимы обоих трансформаторов, обозначенные буквой А, к средней шине — зажимы В и к нижней шине -зажимы С. Так же соединяют зажимы низкого напряжения. Первичные и вторичные напряжения трансформаторов, а следовательно, и коэффициенты трансформации их должны быть одинаковы n_ВН = n_НН ; где ВН — высшее напряжение, НН — низшее напряжение. При несоблюдении этого условия между вторичными обмотками трансформаторов будет циркулировать уравнительный ток, приводящий к перегреву трансформатора.

2. Напряжения короткого замыкания Uк.з. % трансформаторов должны быть одинаковы. В противном случае трансформаторы не будут загружаться пропорционально своим мощностям.

3. При этом отношение мощностей параллельно работающих трансформаторов должно быть не больше 1:3, иначе для малых трансформаторов перегрузки могут оказаться недопустимыми.

4. Трансформаторы должны иметь одинаковые группы соединений обмоток. При различных группах соединений параллельно работающих трансформаторов между векторами их вторичных напряжений будет сдвиг фаз, вызывающий уравнительные токи между обмотками трансформаторов. Несоблюдение этого условия не допускается.

Несоблюдение этих условий вызовет появление больших уравнительных токов, опасных для обмоток, неравномерную загрузку трансформаторов и в конечном итоге сделает параллельную работу трансформаторов невозможной.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор (рис.1) представляет собой такой трансформатор, на сердечнике которого имеется только одна обмотка на фазу. К различным точкам этой обмотки присоединены одновременно и первичная и вторичная цепи. Автотрансформаторы бывают однофазные и трехфазные, понижающие и повышающие.

Как и у трансформатора, отношение напряжений, равное отношению витков, называется коэффициентом трансформации автотрансформатора

Мощность, подводимая из сети к автотрансформатору, частично передается во вторичную цепь непосредственно благодаря прямой электрической связи между первичной и вторичной цепями.

Остальная часть мощности передается электромагнитным путем (т. е. магнитным потоком), как и у обычного трансформатора

Так как магнитным путем во вторичную цепь передается только часть мощности, то сечение сердечника

Схема однофазного повышающего автотрансформатора

Схема однофазного понижающего автотрансформатора

автотрансформатора можно делать меньше, чем у обычного трансформатора той же мощности.

П реимуществом автотрансформатора перед обычным трансформатором является меньший расход меди для выполнения обмотки, меньший расход электротехнической стали для изготовления сердечников, меньший вес, меньшая стоимость.

При коэффициенте трансформации k > 2 достоинства автотрансформатора исчезают и становится выгодным применение обычного трансформатора. Поэтому обычно коэффициент трансформации автотрансформатора 1,25-2.

Недостатками автотрансформатора являются большие токи короткого замыкания и электрическая связь между первичной и вторичной цепями.