Условия параллельной работы трансформаторов
Параллельной работой двух (или более) трансформаторов называется работа их по схеме включения, при которой первичные обмотки включены в общую первичную сеть, а вторичные — в общую вторичную сеть.
Параллельная работа трансформаторов возможна при выполнении следующих условий:
Первичные и вторичные номинальные напряжения трансформаторов должны быть равны, т. е.
Практически это сводится к требованию равенства коэффициентов трансформации, т. е.
При этом предполагается, что первичные номинальные напряжения в трансформаторах одинаковы.
Активные и индуктивные падения напряжения трансформаторов должны быть равны, а это в свою очередь ведет к требованию равенства напряжений короткого замыкания, т. е.
При параллельной работе трехфазных трансформаторов они должны принадлежать к одной группе.
Если эти условия соблюдены, то при включении первичных обмоток двух или нескольких трансформаторов в общую первичную
сеть всегда можно найти такие зажимы каждой вторичной обмотки, напряжения между которыми будут соответственно равны по амплитуде и по фазе, и, соединив их между собой, осуществить параллельное включение трансформаторов. Если теперь к общей вторичной сети включить нагрузку, то она распределится равномерно между трансформаторами. Безусловно должно выполняться третье условие параллельного включения. Равенства (3) и (4) могут соблюдаться не точно, возможные отклонения устанавливаются допуском на коэффициент трансформации и напряжение короткого замыкания, согласно ГОСТ №77-65.
Рис. 15-1. Параллельная работа двух трансформаторов
На рис. 15-1 изображена схема параллельного включения двух однофазных трансформаторов. Стрелками показаны направления напряжений, э. д. с. и токов в обмотках трансформатора в рассматриваемый момент времени. Как первичные, так и вторичные э. д. с. одного трансформатора действуют встречно относительно соответствующих э. д. с. второго трансформатора, но по отношению к внешней цепи обе вторичные э. д. с. действуют согласно.
Условие равенства коэффициента трансформации
Ниже рассматривается параллельная работа двух трансформаторов, для которых соблюдены условия 2 и 3. Для простоты предполагается, что трансформаторы одинаковой мощности, и нагрузка равна нулю. Пусть первичные номинальные напряжения трансформаторов одинаковы и к1 < кц. Так как первичные обмотка трансформаторов включены в общую сеть, то Uti = Ец, тогда Е2\ > > Е2\\. Если вторичные обмотки присоединить к общей сети, то под влиянием разности э. д. с. Д£ = Е2\ — Е2п возникает уравнительный ток /у.
Так как первичная и вторичная обмотки трансформаторов связаны магнитным потоком, то появление уравнительного тока в контуре, образованном вторичными обмотками трансформатора, вызовет появление соответствующего уравнительного тока /У1 в контуре, образованном первичными обмотками трансформатора (рис, 15-2).
Но уравнительный ток протекает последовательно по цепи, образованной только обмотками обоих трансформаторов; следовательно, все происходит так, как если бы по отношению к э. д. с. Д2? оба трансформатора находились в условиях короткого замыкания. Если пренебречь активными сопротивлениями короткого замыкания, то
(5)
Рис. 15-2. Уравнительные токи при параллельном включении трансформаторов
где xKi и хки — индуктивные сопротивления короткого замыкания.
Рис. 3. Токи при параллельном включении трансформаторов: а — в режиме холостого хода, 6 — при нагрузке
Условие принадлежности трансформаторов к одной группе
Рис. 7. Разность вторичных напряжений у трансформаторов с различной группой соединения обмоток
Пусть условия 1 и 2 параллельной работы соблюдены, но трехфазные трансформаторы принадлежат к разным группам, например Y/Y-0 и Y/Д-11.
В этом случае, как это следует из векторных диаграмм рис. 12-8, вторичные линейные напряжения трансформаторов сдвинуты относительно друг друга на 30°. Следовательно, в цепи трансформаторов появляется значительная разностная э. д. с. ДЕ= АВ, соизмеримая по величине с фазными напряжениями обмоток (рис. 15-7). Под действием этой э. д. с. возникает уравнительный ток, в несколько раз превышающий номинальный, так как сопротивления zKi и £кп в цепи уравнительного тока невелики. Поэтому включение на параллельную работу трансформаторов, принадлежащих к разным группам, недопустимо.
