книги из ГПНТБ / Поярков К.М. Регулируемые трансформаторы и их эксплуатация, 1962. - 176 с. с

для отклонений коэффициента трансформации двух па­ раллельных единиц. Наибольшая величина разности мо­ жет доходить до 20% при нахождении обоих переключа­ телей в противоположных крайних положениях. В по­ следнем случае трансформаторы будут значительно пе­ регружены уравнительным током.

Рис. 57. График изменения значений уравнительного тока двух регулируемых трансформаторов.

В качестве подтверждения сказанного на рис. 57 при­ ведены расчетные значения величины уравнительного тока в долях от номинального, который может воз­ никнуть при параллельной работе двух трансформато­ ров в зависимости от разницы их вторичных напряже­ ний. С увеличением числа параллельно включенных трансформаторов уравнительный ток соответственно воз­ растет. Это увеличение приближенно можно выразить формулой

где п — число параллельно включенных трансформа­ торов.

При выводе формулы принималось, что полные со­ противления трансформаторов одинаковы и только один из них имеет отличный от других коэффициент

143

трансформации. В действительности полные сопротивле­ ния трансформаторов изменяются с изменением от­ ветвления регулировки, к тому же разница вторичных напряжений может возникнуть между любыми из парал­ лельно включенных трансформаторов.

Основной задачей автоматизации параллельной ра­ боты регулируемых трансформаторов является создание таких схем управления, которые обеспечивают работу трансформаторов с минимальными уравнительными 'То­ ками. Последнее обычно достигается ценой некоторого усложнения схем индивидуального управления транс­ форматоров.

Существенное влияние на выбор способа управления оказывают следующие данные: 1) величина ступени и размер диапазона регулирования параллельно включае­ мых трансформаторов; 2) конструкция и скорость сраба­ тывания переключающего устройства; 3) местоположе­ ние трансформаторов (установлены ли они вблизи или на некотором расстоянии друг от друга); 4) число па­ раллельно включаемых трансформаторов; 5) предусмат­ ривается ли частое отключение и вывод из работы от­ дельных трансформаторов. В зависимости от общих по­ ложений, выяснение которых должно быть сделано пред­ варительно, определяют возможность применения кон­ кретной схемы автоматического управления.

Существует два основных, принципиально различных метода управления — метод одновременного изменения ответвлений трансформаторов (метод «ведущий—ведо­ мый») и метод контроля величины уравнительных токов. Поскольку до настоящего времени опыт параллельной работы регулируемых трансформаторов и применения различных схем управления освещен недостаточно, рас­ смотрим эти вопросы более подробно.)б

б) Метод одновременного переключения ответвлений

Этот метод содержит схемы управления, обеспечи­ вающие автоматическую работу всех трансформаторов на одних и тех же ответвлениях за счет одновременного переключения приводных механизмов. При параллель­ ной работе трансформаторов с одинаковыми характери­ стиками, одинаковыми пределами и ступенями регули­ рования такой метод автоматически обеспечивает пра-

1 4 4

вильное распределение нагрузок между трансформато­ рами. При этом используются три схемы, наиболее про­ стая из которых предполагает .механическую связь пере­ ключающих устройств между собой. Для параллельной работы приводные механизмы трансформаторов жестко соединяются одним общим валом так, чтобы исключалась возможность независимого переключения какого-нибудь одного механизма. Все управление производится отаппа-

Рис. 58. Схематическое включение основных элементов управления для параллельной работы регулируемых трансформаторов с одина­ ковыми характеристиками.

пусковой контактор приводного электродвигателя; П М ~ приводной механизм; ПН, П-2 —переключатели ответвлений трансформаторов; ПВ — промежуточный выключатель.

ратуры, установленной только на одном ведущем трансформаторе; для запуска приводных электродвигателей ис­ пользуются пусковые контакторы каждого трансформа­ тора, соединенные параллельно (рис. 58,а). Неудобство этого способа заключается в необходимости переобору­ дования приводных механизмов, выполнения самой пере­ дачи, соответствующих ограждений к ней и т. п. Такая связь используется все же в случае установки двух или более трансформаторов в непосредственной близости друг от друга или для трансформаторов с очень большими ступенями регулирования, когда даже кратковременная

работа трансформаторов на разных ответвлениях опасна из-за значительной величины уравнительного тока, воз­ никающего вследствие большой разницы вторичных на­ пряжений.

Вторая схема не требует механических соединений и предполагает одновременные переключения всех трансформаторов при получении сигнала от одного глав­ ного или ведущего трансформатора. В схеме использу­ ются промежуточные выключатели (рис. 58,6), которые передают пусковой сигнал ведомым трансформаторам, число которых может быть любым. Таким образом, управление можно осуществить от одного блока регули­ рования напряжения, установленного на главном транс­ форматоре. Так же как и в предыдущей схеме, здесь освобождается часть аппаратуры управления на всех ведомых трансформаторах (реле напряжения, времени и др.). При желании любой из трансформаторов может быть выбран в кач&стве ведущего, что несколько услож­ нит схему, так как потребует установки специальных переключателей. Это усложнение все же может быть

трансформатор без ущерба для других.

В третьей схеме используются шаговые переключа­ тели, установленные на каждом трансформаторе, они приводятся в действие от соответствующих приводных механизмов. При переключениях сначала начинает вра­ щение приводной механизм ведущего трансформатора, электродвигатель которого подключается главным бло­ ком регулирования. После начала движения механизма поворачивается шаговый переключатель и через цепи вспомогательных выключателей одновременно запуска­ ются все приводные электродвигатели ведомых транс­ форматоров. Остановка электродвигателей после пере­ ключения на одну ступень осуществляется шаговыми переключателями каждого трансформатора в отдельно­ сти. Таким образом, шаговый переключатель на веду­ щем трансформаторе служит для включения всех осталь­ ных трансформаторов, а на ведомых он используется для блокировки и изолированной остановки приводных электродвигателей. При этом исключается возможность автономного запуска любого электродвигателя, что сни­ жает вероятность ложных переключений в процессе

146

эксплуатации. Последующие переключения в обоих по­ следних способах могут быть начаты лишь после полной остановки приводных электродвигателей на всех ведо­ мых трансформаторах.

Как следует из рассмотрения, две последние схемы одновременного переключения ответвлений являются бо­ лее совершенными по сравнению со схемой простого механического соединения приводных механизмов и наи­ более приемлемыми для регулируемых трансформато­ ров средних мощностей с одинаковым числом и напря­ жением ступеней регулирования, так как без существен­ ного изменения схемы обеспечивают устойчивую парал­ лельную работу. Развернутая схема управления на опе­ ративном постоянном токе для автоматического управ­ ления регулируемых трансформаторов типа ТМН по та­ кому методу показана на рис. 59,а. Подача импульса на переключение осуществляется, как обычно, от одного реле напряжения PH. Включаются реверсивные контак­ торы электродвигателей обоих приводных механизмов, и электродвигатели начинают вращаться одновременно. Как только начали вращение механизмы, контроллер второго (ведомого) трансформатора подключает проме­ жуточное реле блокировки РП-2, которое после некото­ рой выдержки времени отключит цепь питания своего реверсивного контактора РК. После окончания перехода на требуемую ступень и нормальной остановки электро­ двигателя это реле отключается контроллером и, отпа­ дая, вновь замыкает цепь контакторов, подготовив схему к последующему пуску. Этим будет обеспечена независи­ мая остановка электродвигателя ведомого трансформа­ тора и исключена возможность его ложного запуска че­ рез цепи контроллера ведущего механизма. Такая бло­ кировка необходима для предотвращения несинхронной работы механизмов и появления чрезмерных циркули­ рующих токов. На рис. 59,6 приведена временная диа­ грамма работы приводных механизмов параллельно

включенных трансформаторов с общим пуском, но раз­ дельной остановкой при завершении каждым из транс­ форматоров перехода со ступени на ступень. Запас вре­ мени для полной остановки ведомого электродвигателя (до замыкания контактов РП 2-1 и РП 2-2) составляет 0,3 сек, что вполне достаточно для независимой останов­ ки обоих электродвигателей.

В процессе переключения загорается красная сиг­ нальная лампа, которая при затянувшемся переключе­ нии укажет обслуживающему персоналу на ненормаль­ ное прохождение процесса. В рабочих положениях горят зеленые лампы очередных ступеней регулирования, так

а)

б)

Рис. 59. Развернутая схема включения элементов управления двух регулируемых трансформаторов для автоматической параллельной работы от одного реле напряжения (а) и временная диаграмма ра­ боты приводных механизмов (б).

PH — реле регулирования напряжения; РМН — то же ^минимального напряжения;

148

лись моменты завершения перехода на очередную сту­ пень. Как видно из рис. 60, наибольшая разница в мо­ ментах перехода составляет 0,1 сек, что вполне допу­ стимо. Усовершенствование схемы должно идти в на­ правлении обеспечения автоматического запуска элек­ тродвигателей при неправильных срабатываниях отдель­ ных переключателей.

в) Метод контроля уравнительных токов

При этом методе переключения трансформаторов мо­ гут происходить не одновременно, так как каждый из них управляется своим индивидуальным блоком управ­ ления. Схема автоматического управления реагирует не только на изменения выходного напряжения, но и на величину тока, циркулирующего между, трансформато­ рами. При этом в зависимости от тока напряжение трансформатора понижается или повышается. Таким образом, наиболее правильное распределение нагрузки между трансформаторами достигается автоматически не­ зависимо от положения переключателей отдельных трансформаторов, которые не связаны друг с другом. В общем случае допускается работа на разных ответвле­ ниях, обеспечивающих минимальное значение уравни­ тельного тока. Такой метод дает меньшую точность регу­ лирования по сравнению с предыдущим, однако он мо­ жет быть применен для параллельного включения регу­ лируемых трансформаторов различной конструкции с не­ одинаковыми сопротивлениями обмоток, разными преде­ лами и величинами ступеней регулирования. Это дает определенные преимущества главным образом в дей­ ствующих установках с разнотипным оборудованием. Например, в случае установки на одной подстанции оте­ чественных и зарубежных трансформаторов с различ­ ными характеристиками их параллельная работа может быть предусмотрена по одной из следующих схем: с пе­ рекрестным включением реле напряжения, со схемой реверсированного реактивного сопротивления компен­ сатора и по схеме, использующей принцип разделения или равновесия токов во вторичных контурах трансфор­ маторов.

Первая схема находит применение, если трансформа­ торы, включаемые на параллельную работу, установле­ ны рядом и их число не больше двух. Как видно из

150

рис. 61,а, аппаратура управления соединяется таким образом, что увеличение уравнительного тока одного из трансформаторов приводит к повышению напряжения другого трансформатора и соответственному снижению уравнительного тока. В схеме могут быть использованы компенсаторы линейного падения напряжения с соглас­ ным включением элементов, имитирующих нагрузку ли-

а —с перекрестным включением реле напряжения; б*—с ревер­ сированием реактивного сопротивления компенсатора; i? и х — активное и реактивное сопротивления компенсатора (остальные обозначения см. на рис. 58).

нии. При этом размер компенсации потери напряжения в линии практически не ограничивается. Недостатком 'схемы является необходимость переключения аппара­ туры управления с обязательным изменением настройки компенсаторов при выводе одного трансформатора из работы.

Другая схема индивидуального управления требует изменения полярности реактивного элемента компенса­ тора падения напряжения (рис. 61,6). Такое включение дает возможность получить уменьшение напряжения на выходе регулятора при возрастании нагрузки, т. е. рабо­ тать со спадающей характеристикой регулятора в мо­ мент появления уравнительных токов. Этот метод не-

151

сколько ограничивает возможности встречного регули­ рования напряжения в удаленном центре нагрузки, однако, подобрав определенным образом элементы ком­ пенсатора (например, увеличив его активное сопротив­ ление), можно добиться необходимой компенсации потерь напряжения в отходящей линии. Описанный способ не требует большого количества соединительных проводов, поэтому его вполне можно применять для трансформа­ торов, установленных на значительном расстоянии друг от друга. Недостатками этого способа следует считать необходимость устройства вспомогательной защиты от перегрузки по току. К тому же точность компенсации и ее размер зависят от правильности выбора параметров компенсаторов и их регулировки на каждом трансфор­ маторе в отдельности.

Укажем еще на одну схему для параллельной работы трансформаторов, которая может быть применена неза­ висимо от числа установленных трансформаторов. Такая схема использует принцип разделения токов во вторич­ ных контурах трансформаторов. Для отделения цирку­ лирующих токов от нагрузочных применяются специаль­ ные трансформаторы тока. Разделительная цепь пред­ полагает питание уравнительным током реакторов, изме­ няющих напряжение, подведенное к основному реле. Напряжение сети регулируется с учетом компенсации падения напряжения в линии. Схема выполнена так, что возрастание уравнительного тока в цепи регулятора вы­ зывает его срабатывание на снижение напряжения. По­ добно предыдущей схеме рассмотренный метод вклю­ чения реле дает необходимую компенсацию падения на­ пряжения в линии. Преимуществами схемы являются независимая настройка компенсаторов и ее сохранение при отключении любого трансформатора от сети, а не-' достатком следует считать необходимость иметь столько блоков регулирования, сколько установлено трансфор­ маторов.

Другие способы управления параллельной работой могут содержать схемы включения приборов, контроли­ рующих , величину напряжения, измеряемого между ответвлениями двух трансформаторов. Могут быть так­ же применены обычные тепловые реле, защищающие трансформатор от перегрузок при появлении чрезмер­ ных уравнительных токов. Все эти устройства действуют

152