§ 8.8. Параллельная работа трансформаторов

Для лучшего маневрирования установленной мощностью транс­форматорных подстанций и более полной загрузки трансформаторов при суточных и сезонных изменениях нагрузки трансформаторы, как

и генераторы, могут вклю­чаться в параллельную ра­боту. При этом первичные обмотки всех трансформаторов подключаются к первич­ной питающей сети, а их вто­ричные обмотки — к вторич­ной цепи, т. е. к шинам трансформаторной подстан­ции (рис. 8.18).

В этом случае при мак­симальной нагрузке работа­ют все установленные трансформаторы, кроме резервных, предназначенных для замены работающих в случае их аварии или ремонта. При умень­шении нагрузки часть трансформаторов отключается.

На электрической схеме включения трансформаторов в парал­лельную работу стрелками показаны направления токов I_1I , , I_1II I_2I и I_2II первичной и вторичной обмотках трансформаторов и в первичной и вторичной цепях I_н1 и I_н2. Первичные и вторичные э. д. с. каждого трансформатора направлены навстречу друг другу. В то же время э. д. с. во вторичных обмотках всех параллельно ра­ботающих трансформаторов по отношению к внешней цепи дей­ствуют согласно.

Для параллельной работы трансформаторов необходимо со­блюдение следующих условий:

1) первичные и вторичные напряжения включаемых на парал­лельную работу трансформаторов должны быть соответственно равны:

Равенство первичных и вторичных напряжений по первому условию означает, что коэффициенты трансформации трансформато­ров будут равны, т. е. k₁ = k_II = k_III =....==k_n;

2. на параллельную работу должны включаться трансформа­торы с одинаковыми Группами соединений;

3. активные и индуктивные составляющие напряжения корот­кого замыкания трансформаторов должны быть одинаковы:

u_К.З.1 = и_К.ЗII ⁼ u_К.З.III =…. = u_К.З.n

u_К.З.I = u_К.З.аII = u_К.З.аIII =…. u_к.з.а.n

u_К.З.Х1= u_{К.З.Х II} = u_{К.З.Х III} =….= u_К.З.Хn

При этом, однако, допускается различие в коэффициентах транс­формации при параллельной работе трансформаторов не более 0,5% от их среднего значения. Отклонение напряжений короткого замыкания допустимо в пределах ± 10%.

При одинаковых коэффициентах трансформации параллельно работающих трансформаторов в режиме холостого хода обеспечи­вается равенство их вторичных э. д. с. по амплитуде, а тождественность групп соединений трансформаторов обеспечивает совпадение их э. д. с. по фазе. При этих условиях во всех замкнутых контурах, образуемых вторичными обмотками трансформаторов при парал­лельном их включении, сумма э. д. с. будет равна нулю и уравни­тельного тока не будет.

При нарушении условия равенства коэффициентов трансформа­ции, несмотря на соблюдение всех остальных условий (U_II = U_III ; u_К.ЗI=U_К.З.II и т. д.), под действием разности э. д. с. во вто­ричных цепях трансформаторов возникает уравнительный ток. Так как первичные и вторичные обмотки трансформаторов связаны между собой магнитными полями, то уравнительный ток I_уII во вторичном контуре вызовет появление уравнительного тока и в первичном контуре, образованном первичными обмотками транс­форматоров. При значительной разнице в коэффициентах трансфор­мации этот ток может достигать недопустимо больших значений и представлять опасность для работы трансформаторов.

При включении в параллельную работу трансформаторов с раз­ными напряжениями короткого замыкания, но с соблюдением пер­вого и второго условий, трансформаторы будут нагружаться непропорционально. Трансформатор с большим напряжением ко­роткого замыкания окажется недогруженным, а с меньшим напря­жением короткого замыкания — перегруженным. Нагрузка между трансформаторами распределится обратно пропорционально номи­нальным напряжениям короткого замыкания

Совершенно недопустима параллельная работа трансформаторов с разными группами соединений, так как при этом возникает в контуре вторичных обмоток результирующая э. д. с, которая соз­дает значительный по величине ток, вызывающий чрезмерный на­грев обмоток.