Включение трансформаторов на параллельную работу.

Параллельная работа трансформаторов, т.е. включение их на одни сборные шины ВН и НН, а также СН, возможна: а) при равенстве их первичных и их вторичных напряжений; б) при равенстве напряжений короткого замыкания; в) тождественности групп соединения обмоток. На этих же условиях возможна параллельная работа и автотрансформаторов, а также трансформаторов с автотрансформаторами.

У трансформаторов, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации, напряжения на зажимах вторичных обмоток неодинаковы. При включении таких трансформаторов на параллельную работу в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений.

Пример . Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включаются на параллельную работу.

Из примера видно, что при неравенстве вторичных напряжений трансформаторы будут загружаться уравнительным током даже в режиме холостого хода. При работе под нагрузкой уравнительный ток наложится на ток нагрузки. Уравнительный ток, загружая обмотки трансформаторов, увеличивает потери энергии в них и снижает суммарную мощность подстанции. Поэтому разность вторичных напряжений при включении трансформаторов на параллельную работу должна быть минимальной. Отклонения по коэффициенту трансформации допускаются в пределах ± 0,5 % номинального значения. Напряжение короткого замыкания ик является постоянной для каждого трансформатора величиной, зависящей исключительно от его конструкции. При работе трансформатора под нагрузкой необходимо равенство их ик . Это объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально их мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. В общем случае неравенство ик приводит к недогрузке одного трансформатора и перегрузке другого. Если два трансформатора номинальной мощности 5г и S2 имеют различные напряжения короткого замыкания ык1 и ик ^ соответственно, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по формуле

Пример . На параллельную работу включаются два трансформатора мощностью Si = S2 = 10000 кВ-А, имеющих напряжения короткого замыкания Ы к1 = ^ ^' ик2 ~ 6>5 %• Суммарная мощность нагрузки потребителей S = 20000 кВ-А. Определить, как распределится нагрузка между трансформаторами. Решение Эквивалентное напряжение короткого замыкания

Таким образом, при включении на параллельную работу трансформаторов с различными напряжениями короткого

замыкания трансформатор с меньшим ик примет на себя большую нагрузку. Некоторое перераспределение (выравнивание) нагрузки в данном случае можно получить путем изменения коэффициента трансформации, т.е. повышением вторичного напряжения недогруженного трансформатора. Но пользоваться этим способом в эксплуатации не следует, так как при этом возрастают потери от уравнительного тока. Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов возможно только при равенстве напряжений короткого замыкания. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонениями ик на основном ответвлении не более чем на ± 10 %. Такое допущение связано с технологией изготовления трансформаторов, т.е. с отступлениями в размерах обмоток, влияющих на ик . Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении и особенно в том случае, если они имеют меньшие ык . Поэтому при отношении мощностей трансформаторов более 1:3 целесообразно при возрастании нагрузок совсем отключить трансформатор меньшей мощности, чтобы неподвергать его недопустимой перегрузке. Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений обмоток, невозможна по той причине, что между вторичными обмотками одноименных фаз соединяемых трансформаторов появляется разность напряжений, обусловленная углом сдвига б между векторами вторичных напряжений (рис. 1.8). Уравнительный ток при сдвиге векторов на угол 5 определяется по формуле

Пример . Подсчитаем значение уравнительного тока, предположив, что на параллельную работу оказались включенными два трансформатора с одинаковыми номинальными токами (/1 = /2 = Г) и одинаковыми напряжениями короткого замыкания (мк1 = = ык 2 = мк ), но при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторичных обмоток на угол 60° (например, группы соединений У/Д-11 и У/Д-1). В этом случае уравнительный ток равен: