Параллельная и совместная работа трансформаторов. Условия параллельной работы. Экономический целесообразный режим параллельной работы

Параллельная работа трансформаторов – это такая работа трансф. при которой одноименные выводы, как первичной так и вторичной обмотки соединены между собой, либо только вторичной. В системах электроснабжения промышленных предприятий во многих случаях эксплуатации электрооборудования возникает не­обходимость параллельной работы трансформаторов. Параллель­ная работа трансформаторов с нагрузками, пропорциональны­ми их номинальным мощностям, возможна при следующих ус­ловиях: Соединение только первичных обмоток называется совместной работой. Для того чтобы нагрузка между двумя раб-ими трансф. распределялась пропорционально их Sном необходимо соблюдаться следующим условиям: 1) Uв.в.ном1=Uв.в.ном2, Uн.н.ном1=Uн.н.ном2; 2) Одинаковая схема соединения обмоток, 3) Трансформаторы должны иметь одинаковые Uк.з., гост допуск. разницу не более 10% от их среднеарифмет., значения., разница Uк.з. тем >, чем больше отличаются эти трансф. по мощности., 4) Отношение номинальных мощностей трансфотм., должно быть не более чем 1/3, При установке на подстанциях двух и более трансформаторов при малых нагрузках выгодно использовать один трансформатор, а при увеличении нагрузки подключить второй на параллельную работу. Параллельно могут работать трансформаторы только в следующих сочетаниях: только двухобмоточные; только трехобмоточные на всех трех обмотках; двухобмоточные с трехобмоточными, если эксплуатирующей организацией предварительным расчетом установлено, что ни одна из обмоток не нагружается выше допустимого значения при эксплуатации на параллельной работе. При работе трансформаторов целесообразно нагружать их по максимуму, путем отключения параллельных. Для расчетов экономической целесообразности реактивную энергию переводят в активную и умножают на экономический коэффициент, число включенных трансформаторов определяется соотношением сумS>Sном. Наилучшее использование установленной мощности трансфор­маторов может быть только при равенстве напряжений КЗ. Одна­ко в эксплуатации допускается включение на параллельную рабо­ту трансформаторов с отклонением напряжений КЗ от их средне­го значения, но не более чем на ±10 %. Это допущение связано с тем, что при изготовлении трансформаторов возможно отступле­ние в размерах обмоток, влияющих на U_КЗ (в пределах производ­ственных допусков). Не рекомендуется включение на параллельную работу транс­форматоров с отношением номинальных мощностей более трех. Объясняется это тем, что даже при небольших эксплуатационных перегрузках трансформатор меньшей мощности может оказаться сильно перегруженным в процентном отношении, особенно в том случае, если у него меньше £/_кз. Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к раз­ным группам соединений, невозможна по той причине, что меж­ду их вторичными обмотками возникает напряжение, обуслов­ленное углом сдвига ср между векторами вторичных напряжений. Уравнительные токи, загружая обмотки трансформаторов, уве­личивают потери энергии и снижают суммарную мощность под­станции, поэтому прохождение их нежелательно. У трансформато­ров, включаемых на параллельную работу, коэффициенты транс­формации не должны отличаться более чем на ±0,5%. Различие в значениях напряжений КЗ трансформаторов обус­ловливает распределение между ними общей нагрузки пропорци­онально их номинальным мощностям и обратно пропорциональ­но напряжениям КЗ. Допускается параллельная работа двухобмоточных трансфор­маторов между собой, трехобмоточных трансформаторов между собой на всех трех обмотках, а также двухобмоточных с трехобмоточными, если предварительным расчетом установлено, что ни одна из обмоток параллельно соединенных трансформаторов не нагружается выше ее нагрузочной способности на тех ответвле­ниях и в тех режимах, в которых предусматривается параллель­ная работа. Параллельная работа трансформаторов с отношением номи­нальных мощностей больше 3:1 не рекомендуется. Трансформаторы с РПН при дистанционном или ручном управ­лении должны допускать параллельную работу между собой. При параллельной работе или автоматическом подключении на параллельную работу трансформаторов с РПН и автоматиче­ском управлении на подстанции должны быть предусмотрены ме­роприятия, исключающие возможность такого рассогласования ступеней напряжения параллельно работающих трансформаторов, которое привело бы к нагрузке обмотки одного из этих трансфор­маторов, превышающей ее нагрузочную способность. Определение экономически целесообразного числа параллельно включенных трансформаторов. На подстанциях с двумя и более трансформаторами в зависимости от суммарной нагрузки выгодно иметь на параллельной работе такое число трансформаторов, при котором актив­ные потери холостого хода Р_х всех включенных трансформаторов и актив­ные потери короткого замыкания Р_к будут наименьшими. Потери Р_х не за­висят от нагрузки, они всегда одина­ковы. Потери же Р_к изменяются про­порционально квадрату тока, увеличи­ваясь от нуля до полных потерь, когда загрузка возрастает соответственно от нуля до номинальной мощности. На подстанциях с трансформаторами оди­наковой конструкции и мощности для определения эконо­мически целесообразного числа парал­лельно работающих трансформаторов три изменении полной нагрузки под­станции пользуются приведенными ни­же неравенствами. При возрастании нагрузки к n параллельно включенным трансформаторам подключают еще один трансформатор, еcли

при снижении нагрузки отключают один из трансформаторов, если

где -полная нагрузка подстанции, кВ*А; S_Н0М- номинальная мощ­ность одного трансформатора, кВ*А; n-число параллельно работающих трансформаторов; Р_х — активные потери холостого хода, кВт; Р_к - актив­ные потери короткого замыкания, кВт; Q_с = I_x%*S_ном/100 -Реактивные потери холостого хода (потери мощности в стали), квар; Q_M= U_k%*S_ном/100 -ре­активные потери короткого замыкания (потери мощности в обмотке), квар; К_э-экономический эквивалент, учи­тывающий активную мощность, иду­щую на покрытие потерь в процессе передачи реактивной мощности, кВт• ч/(квар*ч). Для трансформаторов 35-220 кВ К_э=0,08. Если установленные на подстанции трансформаторы неоднотипны или различны по мощности, то они будут иметь разные потери Р_х и Р_к. Применять при этих условиях указанные выше неравенства нельзя. Тогда для выбора числа параллельно включенных трансформаторов пользу­ются кривыми приведенных п о т е р ь. Их строят на одной коорди­натной плоскости для каждого транс­форматора и для нескольких одновре­менно включенных трансформаторов. Допустим, что на подстанции уста­новлены трансформаторы Т1 и Т2, причем номинальная мощность второ­го S_{H0M Т2} больше номинальной мощ­ности первого S_{HOM Т1}. Для каждого трансформатора кривые 1 и 2 приве­денных потерь (рис. 1.9) строятся на основании уравнения

где Р' - приведенные потери, кВт; S - действительная нагрузка транс­форматора, кВ*А; S_H0M - номиналь­ная мощность трансформатора, кВ*А. Кривая 3 приведенных потерь двух параллельно рабо­тающих трансформаторов при распределении нагрузки между ни­ми пропорционально номинальным

Мощностям строится на основании уравнения

На рис. 1.9 кривые приведенных потерь пересекаются в точках, соот­ветствующих нагрузкам, при которых изменяется экономический режим работы трансформаторов. Так, при увеличении нагрузки подстанции для уменьшения потерь выгодно уже в точке А включить в работу трансформатop T2 вместо находящегося в работе трансформатора Т1, а в точке Б - оба трансформатора. В обоих случаях трансформаторы перейдут на работу по более пологим кривым, что даст снижение потерь мощности. Следует отметить, что на практике отключение по экономическим соображениям части трансформаторов не Должно отражаться на надежности электроснабжения потребителей. С этой целью выводимые в резерв трансформаторы снабжаются устройствами автоматического ввода резерва (АВР) Целесообразно автоматизировать и сами операции отключения и включения трансформаторов по экономические соображениям. Однако, исходя из необходимости сокращения числа оперативных переключений частоты ввода трансформаторов в резерв экономическим не должна превышать 2-3 раза в сутки.