Лекции / Лекция 07 Параллельная работа трансформаторов
.pdf
обмоток и равными коэффициентами трансформации. Пренебрегая намагничивающими токами и используя упрощенную схему замещения трансформатора, схему параллельной работы трех трансформаторов можно представить в виде, изображенном на рис. 9.9.
Рис. 9.9. Упрощённая схема параллельной работы трансформаторов с одинаковыми группами соединений и коэффициентами трансформации
Из схемы следует, что действующие значения падений напряжений у всех трех трансформаторов одинаковы и равны
I1zk1 I2zk2 I3zk3. |
|
|||||||
Следовательно |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1 : I2 :I3 |
:= |
1 |
: |
1 |
: |
1 |
. |
(9.4) |
|
zk2 |
|
||||||
|
|
zk1 |
|
zk3 |
|
|||
Представим все величины в соотношении (9.4) в процентах от их номинальных значений
Кнг1 : Кнг2 :Кнг3 |
|
1 |
: |
1 |
: |
1 |
. |
(9.5) |
|
uk2 |
|
||||||
|
|
uk1 |
|
uk3 |
|
|||
Таким образом, коэффициенты нагрузки параллельно работающих трансформаторов обратно пропорциональны их напряжениям короткого замыкания.
Формула (9.5) показывает соотношение токов нагрузки, а так как параллельно работающие трансформаторы имеют одинаковые напряжения на зажимах, то и соотношение их кажущихся мощностей будет аналогичным. Действительно, для любого из трансформаторов можно записать
|
I |
mU I |
S |
|
|
|||
Кнг |
2 |
|
2н 2 |
|
|
S |
|
, |
|
|
|
|
|||||
|
I2н |
mU2нI2н |
Sн |
|
|
|||
где m – число фаз; S – относительная мощность нагрузки трансформатора.
Это выражение позволяет переписать соотношение (9.5) в виде
|
|
|
S1 :S2 :S3 |
|
1 |
|
: |
1 |
|
: |
1 |
. |
|
|
|
(9.6) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
uk1 |
uk2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uk3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Из этой формулы (1) следует, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
S |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
u |
k1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
uk1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
u |
u |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
kn |
|
|
|
|
|
1 |
|
kn |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Тогда мощности каждого трансформатора в относительных |
||||||||||||||||||||||||||||||||
единицах будут равны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|||||
S |
S |
|
|
|
S |
|
|
|
|
S |
|
|
S |
|
S |
|
|
|
||||||||||||||
1 |
|
|
; |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
; |
|
|
|
1 |
|
|
. |
|||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
n |
|
|||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
uk1 |
1 |
|
|
|
|
|
uk2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
uk3 |
1 |
|
|
||||||||||||
|
u |
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
u |
|||||||||||||||||||||
|
1 |
|
kn |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
kn |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
kn |
||||||||||
n
Здесь S 100n – общая нагрузка, равная сумме номинальных
1
мощностей в процентах,
n |
1 |
n |
100 |
|
|
ukn |
=ukn |
– напряжения короткого замыкания в процентах. |
|||
u |
u |
||||
1 |
kn |
1 |
kn |
|
При различных значениях uk трансформатор с меньшей вели-
чиной uk перегружается и поэтому он будет лимитировать работу
всей подстанции. Приходится снижать общую нагрузку так, чтобы разгрузить перегруженный трансформатор до номинальной мощности.
Пример. Три трансформатора с одинаковыми коэффициентами
трансформации и группами соединения обмоток имеют |
Sн1 180 |
|
кВ А , Sн2 |
240 кВ А кВ А , Sн3 =320 кВ А кВ А и uk1 |
5,4%, |
uk2 6,0% |
и uk3 6,6%. Определим нагрузку каждого трансформато- |
|
ра для случая, когда их общая нагрузка равна сумме их номинальных мощностей.
Согласно уравнениям (9.6)
S1 |
|
100 3 |
|
|
|
|
1,1; |
S2 |
|
|
|
|
100 3 |
|
|
|
0,994; |
|||||||
5,4 |
100 |
|
100 |
|
100 |
|
6 |
100 |
|
100 |
|
100 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|||||||||||||||
|
5,4 |
6 |
6,6 |
|
|
|
|
|
|
|
5,4 |
|
|
|
6,6 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
S3 |
|
100 3 |
|
|
|
|
|
|
0,9. |
||||||||||
|
|
|
|
|
6,6 |
100 |
|
100 |
|
100 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Следовательно,
S1 S1 Sн1 1,1 180 198 кВ А ; S2 0,994 240 =238,56кВ А ; S3 0,9 320 288 кВ А .
Видим, что первый трансформатор перегружен на 10%, а третий недогружен на 10%.
Уменьшив нагрузку всей подстанции на 10%, мы получим распределение нагрузок на трансформаторы: S1 180 кВ А ,
S2 216,9 кВ А и S3 261,8 кВ А .
Рекомендуется включать на параллельную работу такие трансформаторы, значение uk% каждого из которых отличается от среднеарифметического значения uk всех трансформаторов не более чем на ±10% и отношение номинальных мощностей которых находится в пределах 3:1. Допустимыеперегрузкитрансформаторов нормируются ГОСТами.