Параллельная работа трансформаторов.

Параллельная работа трансформаторов осуществляется при включении первичных обмоток на общую первичную сеть, а вторичных – на общую вторичную сеть.

Параллельная работа трансформаторов необходима для того, чтобы при увеличении нагрузки включать добавочные трансформаторы, при снижении нагрузки – выключать, менять при ремонте и т.д.

Трансформаторы могут быть включены на параллельную работу только при соблюдении следующих условий.

1. Трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации , что дает одинаковые вторичные напряжения.

Если не выполнять это условие, то даже в режиме холостого хода потечет уравнительный ток , где и – внутренние сопротивления трансформаторов.

2. Трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединений.

Несоблюдение этого условия ведет к тому, что вторичные эдс окажутся сдвинутыми по фазе, появится разностная эдс и также потечет уравнительный ток.

3.Трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения короткого замыкания .

4. Перед подключением необходимо проверить чередование фаз.

Регулирование напряжения трансформаторов.

Напряжения в разных точках ЛЭП, где должны подключаться понижающие трансформаторы, отличаются, а вторичные напряжения должны быть одинаковые и равные . Поэтому обмотки высокого напряжения снабжаются регулировочными ответвлениями, с помощью которых можно получить коэффициент трансформации, несколько отличающийся от номинального.

Без нагрузки существуют два варианта выполнения регулировочных ответвлений (рис. 16.6 и 16.7).

Регулировочные ответв­ле­ния вблизи нулевой точки. Регулировочные ответвле­ния посередине обмотки.

Подключение выполняется с помощью штанги при полном отключении всех обмоток трансформатора.

С нагрузкой регулировку в цепи производят также при помощи регулировочных ответвлений, но переключения выполняются без разрыва электрической цепи (под нагрузкой). Такой способ применяется на некоторых типах электровозов.

Переключающее устройство в каждой фазе содержит реактор Р, два контакта К₁ и К₂, переключатель с двумя подвижными контактами П₁ и П₂ (рис. 16.8).

Переключающее устройство.

Из приведенного выше следует, что при разных напряжениях на высокой стороне, с помощью ответвлений можно добиться одинакового напряжения на низкой стороне.

Системы охлаждения трансформаторов

Перегрузочная способность трансформаторов сильно зависит от их систем охлаждения и условий эксплуатации. Охлаждение трансформаторов можно разбить на следующие виды: 1) масляное (масляные трансформаторы) и 2) воздушное (сухие трансформаторы).

Основными способами охлаждения масляных трансформаторов являются: 1) естественное воздушное, 2) естественное масляное, 3) естественное масляное и принудительное воздушное, 4) принудительное масляное и воздушное, 5) масловодяное.

Естественное воздушное охлаждение (С) трансформаторов осуществляется путем естественной конвекции воздуха и частично – лучеиспускания в воздухе. Такие трансформаторы получили названия «сухих». Данный способ отвода теплоты малоэффективен и оказывается достаточным лишь для трансформаторов небольшой мощности. Сухие трансформаторы изготавливают на напряжение до 15 кВ и на мощность до 1600 кВА включительно.

Условно принято обозначать естественное воздушное охлаждение при открытом исполнении С, при защищенном – СЗ, при герметизированном - СГ, с принудительной циркуляцией воздуха – СД. Достоинством таких трансформаторов является простота конструкции и пожаробезопасность вследствие отсутствия охлаждающего масла, а также сравнительно небольшие габариты.

Естественное масляное охлаждение (М) выполняется для трансформаторов мощностью до 16000 кВА включительно (рис. * а). Тепло, выделяемое в обмотках и магнитопроводе 2 (выемная часть) трансформатора, передается окружающему маслу, которое циркулирует по баку 1 и радиаторным трубам 3 (охлаждающая поверхность), затем через стенки бака, крышку и радиатор передается окружающему трансформатор воздуху. Отводу тепла в окружающую среду способствует естественная циркуляция масла внутри трансформатора, обусловленная тем, что нагретое масло поднимается кверху под крышку, а охлажденное у стенок бака, как более тяжелое, опускается вниз. При номинальной нагрузке трансформатора температура верхних, наиболее нагретых слоев масла не должна превышать 95°С.

Для лучшего отвода тепла в окружающую среду бак трансформатора снабжается ребрами, охлаждающими трубами или радиаторами в зависимости от мощности.

Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д) применяется для более мощных трансформаторов. Для трансформаторов средней мощности естественное масляное охлаждение является недостаточным для охлаждения, поэтому для таких трансформаторов применяют форсированное воздушное охлаждение.

В этом случае в навесных охладителях из радиаторных труб 5 помещаются двигатель-вентиляторы 8 (рис.* б). Вентилятор засасывает воздух снизу и обдувает нагретую верхнюю часть труб. Пуск и останов вентиляторов могут осуществляться автоматически в зависимости от нагрузки и температуры нагрева масла. Вентиляторы размещаются по два внутри каждого радиатора в пространстве между его трубами.

Трансформаторы с форсированным воздушным охлаждением допускают работу и при полностью отключенном дутье, если нагрузка трансформатора равна или меньше 70% номинальной, а также при нагрузках от 70 до 100% номинальной, но при условии, что температура масла не превышает +55С. Также при минусовых температурах окружающего воздуха и температуре масла не выше 45°С независимо от нагрузки. Максимально допустимая температура при номинальной нагрузке трансформатора не должна превышать 95°С.

Трансформаторы с такой системой охлаждения изготавливают мощностью до 80000 кВА.

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла (ДЦ) применяется для трансформаторов мощностью 63000 кВА и более.

Охладители 7 состоят из системы тонких ребристых трубок, обдуваемых снаружи вентилятором 8. Электронасосы 6, встроенные в маслопроводы, создают непрерывную принудительную циркуляцию масла через охладители (рис. * в)

Благодаря большой скорости циркуляции масла, развитой поверхности охлаждения и интенсивному дутью охладители обладают большой теплоотдачей и компактностью, что в свою очередь позволяет уменьшить габариты трансформаторов.

Охладители могут устанавливаться вместе с трансформатором на одном фундаменте или на отдельных фундаментах рядом с баком трансформатора.

На трансформаторах с системами ДЦ и Ц устройства принудительной циркуляции масла должны автоматически включаться одновременно с включением трансформатора и работать непрерывно независимо от нагрузки и температуры масла. В то же время число включаемых в работу охладителей определяется нагрузкой трансформатора. Такие трансформаторы должны иметь сигнализацию о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или об останове вентилятора.

Масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла (Ц) принципиально устроено так же, как система ДЦ. К баку трансформатора подключается центробежный насос, который забирает горячее масло из верхней части бака и перегоняет его через охладитель. Из охладителя масло возвращается в нижнюю часть бака. По трубкам охладителя протекает охлаждающая вода, а в межтрубном пространстве под давлением большем, чем вода, движется масло. Чтобы избежать попадание воды в масло, давление масла должно превышать давление циркулирующей воды не менее чем на 0,01 МПа (1 Н/см²). Трансформаторы с такой системой охлаждения могут работать только с включенным охлаждением вне зависимости от нагрузки, так как охлаждающая поверхность их гладких баков настолько мала, что недостаточна даже для отвода потерь их холостого хода. Температура масла на входе в маслоохладитель не должна превышать 70°С.

У трансформаторов с масловодяным охлаждением при нормальных условиях работы максимальная допустимая температура охлаждающей воды составляет +25С. При повышении температуры охлаждающей воды выше +25С нагрузка трансформатора должна быть снижена на 1% номинальной величины на каждый градус повышения средней за 24 ч. температуры воды или должны быть приняты меры по улучшению охлаждения трансформатора (увеличение расхода воды, установка охладителей с большей охлаждающей поверхностью и т.д.). Масловодяное охлаждение дорого и менее удобно в эксплуатации, поэтому его применяют только в отдельных случаях на мощных трансформаторах (160 МВА и более).

Масляно-водяное охлаждение с направленным потоком масла (НЦ) применяется для трансформаторов мощностью 630 МВА и более.