№25 Анализ влияния несовпадения коэффициентов трансформации на уравнительный ток при включении

Допустим, что не выполнено условие: коэффициент трансформации первого трансформатора меньше коэффициента второго; т.е. К1<К2. Это значит, что при одном и том же напряжении на первичных обмотках трансформаторов U1, вторичные ЭДС трансформаторов будут неодинаковы Е1>Е2. Под действием возникшей разности потенциалов в замкнутом контуре вторичных обмоток пойдет уравнительный ток, который создаст падение напряжения в обмотках. В трансформаторе 1 это вызовет уменьшение напряжения на зажимах вторичной обмотки, в трансформаторе 2 – увеличение вторичного напряжения. В результате напряжение на внешних шинах будет иметь среднее значение. При нагрузке уравнительный ток накладывается на ток нагрузки, в следствии чего трансформатор 1 будет перегружен, а трансформатор 2 – недогружен. ГОСТ допускает расхождение в коэффициентах трансформации не больше ±0,5% от их среднего значения.

Вопрос №26. Влияние несовпадения группы соединения трансформаторов на уравнительный ток при параллельном включении.

Несоблюдение данного условия вызывает настолько большой уравнительный ток, что трансформаторы могут выйти из строя из-за перегрева обмоток. Даже при минимальном расхождении групп соединения трансформаторов (например, у одного группа Ү/Ү – 0, а у другого Ү/Δ – 11) уравнительный ток будет примерно в 5 раз больше номинального, что равносильно короткому замыканию.

Если группы соединения различны, то между соответствующими векторами вторичных напряжений трансформаторов, включаемых параллельно, образуется сдвиг фаз. Он повлечет за собой разность напряжений. А так как в одной и той же точке одновременно не могут существовать разные напряжения, то для их выравнивания между трансформаторами возникнет уравнительный ток. Как объяснено ниже, при самом малом из возможных сдвигов (при разных группах соединения) – сдвиге в 30° – уравнительный ток примерно в 5 раз превышает номинальный ток трансформатора. При самом большом сдвиге – в 180° – в 20 раз.

27 Параллельная работа трансформаторов

Необходимость параллельной работы.При нескольких параллельно работающих трансформаторах можно без уменьшения требуемой для потребителей мощности ремонтировать выходящие из строя трансформаторы, иметь резерв при выходе из строя отдельных трансформаторов, отключать часть трансформаторов при уменьшении нагрузки (для уменьшения потерь), равномерно распределять нагрузку между трансформаторами.

Эти преимущества привели к широкому распространению параллельной работы трансформаторов.

Условия параллельной работы.Схема двух однофазных параллельно работающих трансформаторов изображена на рис. 2.23, а эквивалентная схема — на рис. 2.24 (—сопротивление короткого замыкания – см. п.2.7.2.). Под нормальной параллельной работой трансформаторов понимают работу, при которой в режиме холостого хода нет тока в цепи вторичных обмоток, а при питании потребителей (в режиме нагрузки) токи распределяются пропорционально номинальным мощностям трансформаторов.

В режиме холостого хода (рис. 2.23) в цепи вторичных обмоток может быть так называемый уравнительный ток

.

Этот ток в цепи вторичных обмоток загружает трансформатор и вызывает неоправданный нагрев его обмоток и дополнительный расход энергии. В режиме нагрузки уравнительные токи накладываются на токи потребителей и создают неравномерную нагрузку трансформаторов. Уравнительного тока в трансформаторах нет, если или. Таким образом, первым необходимым условием нормальной параллельной работы трансформаторов является равенство номинальных вторичных напряжений.

Из эквивалентной схемы параллельно работающих трансформаторов (рис. 2.24) следует, что токи в двух параллельно включенных обмотках распределяются обратно пропорционально сопротивлениям короткого замыкания:

Умножив и разделив правую часть равенства на , получим:

,                    (2.23)

Выражение (2.23) показывает, что токи между трансформаторами распределяются пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. Если , то нагрузка между трансформаторами распределяется пропорционально номинальным мощностям трансформаторов. Таким образом, равенство напряжений короткого замыкания является вторым необходимым условием нормальной параллельной работы трансформаторов.

Если при соблюдении первых двух условий параллельной работы поменять местами концы одной из обмоток трансформатора, то в контуре вторичных обмоток ЭДС ибудут направлены не встречно, а согласно, что равносильно короткому замыканию трансформатора.

Для трехфазных трансформаторов также требуется идентичность групп соединения. Если это условие не выполнено, ЭДС исоответствующей пары обмоток не совпадают по фазе и в результате появляется уравнительный ток, который может значительно превысить номинальное значение тока и даже быть близким к току короткого замыкания. Например, при соединении группиугол сдвига фаз между одноименными ЭДС (напряжениями) составит 30° и, как показывают расчеты, уравнительный ток будет в 5 раз больше номинального. Следовательно, третьим условием нормальной параллельной работы трансформаторов является идентичность групп соединения обмоток.