Параллельная работа трансформаторов

Один мощный трансформатор делать выгоднее, чем несколько трансформаторов на ту же суммарную мощность. В мощном трансформаторе меньше расход активных материалов и выше энергетические показатели. Однако часто в энергетических установках необходимо включать несколько трансформаторов на параллельную работу. При этом легче решается проблема резервирования энергоснабжения потребителей, упрощается организация ремонтных работ, при недогрузках можно отключить часть трансформаторов. На крупных распределительных установках иногда нельзя установить один трансформатор, так как предельная мощность, на которую может быть построен трансформатор, меньше мощности распределительной подстанции.

При параллельной работе трансформаторов как первичные, так и вторичные обмотки подключены к общим шинам. Эквивалентная схема замещения трех параллельно включенных трансформаторов показана на рис. 2.57. Следует отметить, что схема подключения трансформаторов Т_х — Т_л к генераторам G — G₃), показанная па рис. 2.58, прямого отношения к параллельной работе трансформаторов не имеет.

Рис. 2.57. Схема параллельной работы трансформаторов.

Рис. 2.58. Схема работы генераторов на общие шины.

При включении трансформаторов на параллельную работу необходимо для лучшего использования установленной мощности обеспечить распределение нагрузки пропорционально мощности трансформаторов, а при холостом ходе не должно быть уравнительных токов. При включении на параллельную работу трансформаторов одинаковой мощности эти условия легко выполняются. Но на практике на параллельную работу включаются и трансформаторы, имеющие неодинаковые номинальные мощности.

При параллельной работе трансформаторов необходимо, чтобы напряжения на первичных и вторичных обмотках были одинаковыми и, как следствие, коэффициенты трансформации равны друг другу. На параллельную работу включаются трансформаторы, имеющие одинаковые группы соединений, что исключает появление уравнительных токов.

Рис. 2.59. К определению уравнительных токов в трансформаторах.

Если у трансформаторов, включенных параллельно, коэффициенты трансформации несколько отличаются друг от друга из-за различия ЭДС, в обмотках трансформаторов будут протекать уравнительные токи. Допускается включение на параллельную работу трансформаторов с коэффициентами трансформации, отличающимися не более чем на 1%. При этих условиях уравнительные токи будут незначительными.

Если включить на параллельную работу трансформаторы групп ()_ и 11, то из-за сдвига фаз между Е и Ё₂, равного 30°, появится ДЕ (рис. 2.59):

и уравнительный ток будет в несколько раз больше номинального. Уравнительные токи протекают в первичных и вторичных обмотках трансформаторов, они определяются АЁ и сопротивлениями короткого замыкания трансформаторов.

Распределение нагрузок между параллельно включенными трансформаторами зависит от сопротивлений короткого замыкания (см. рис. 2.57). Схема замещения трансформатора в самом простейшем виде представляется в виде сопротивления z_K = z_x + z₂, поэтому при параллельной работе можно пользоваться схемой (см. рис. 2.57), по которой, пренебрегая различием ЭДС в фазах, можно получить.

так как Токи в трансформаторах, работающих параллельно, распределяются обратно пропорционально сопротивлениям короткого замыкания. Поэтому для пропорционального распределения мощности между трансформаторами необходимо иметь одинаковые напряжения короткого замыкания и_к%.

Допускается включение на параллельную работу трансформаторов, когда и_к% отличаются не более чем на 10%. При параллельной работе трансформаторов с разными и_к% перегружается трансформатор, имеющий меньшее значение и_к%.

Если трансформатор, имеющий наименьшее значение и_к%, будет нагружен номинальной мощностью, другие трансформаторы с большими и_к% будут недогружены. При этом другие трансформаторы еще не будут иметь номинальную нагрузку и будет иметь место недоиспользование установленной мощности трансформаторов.

У трансформаторов большой мощности реактивная составляющая напряжения короткого замыкания в процентном отношении к активной составляющей больше, чем у трансформаторов меньшей мощности, при параллельной работе мощности также будут распределяться неравномерно. Вследствие этого рекомендуется включать на параллельную работу трансформаторы, отличающиеся по мощности не более чем в 3 раза.