Параллельная работа трансформаторов - условия применения

Энергетика – уже давно неотъемлемая часть цивилизации. Без нее представить себе жизнь просто невозможно. Именно поэтому вопрос о бесперебойности энергоснабжения потребителей ставится все более остро. Параллельная работа трансформаторов – один из таких способов. Однако только ли для резервирования используют данный метод, и какие требования предъявляют к оборудованию?

Зачем необходима параллельная работа трансформаторов?

Как уже говорилось выше, изначально согласованная работа была вызвана необходимостью повысить надежность электроснабжения. Однако есть и другие, не менее важные особенности, когда параллельная работа трансформаторов необходима. К таким моментам относят:

• быстрый рост нагрузки, которая в ближайшем будущем будет превышать (или уже превышает) мощность одного работающего трансформатора;
• недостаток места (высоты, ширины) может не позволить установить один большой трансформатор, однако можно расположить два небольших и включить их в параллель;
• естественно, меры безопасности играют важную роль, так как вероятность отказа сразу обоих трансформаторов крайне мала, однако она есть, поэтому в дополнение к такому мероприятию, как параллельная работа трансформаторов, используют и другие методы резервирования.

Введение в эксплуатацию двух трансформаторов

Включение трансформаторов на параллельную работу обеспечивает резервирование особо ответственных приемников электрической энергии, что подразумевает бесперебойность электроснабжения. На большинстве подстанций применяют два или более трансформаторов (исключения составляют маломощные подстанции проходного типа). Работа в параллель допускается, если оба трансформатора соответствуют определенному набору требований, которые называются «Условия параллельной работы трансформаторов»:

• группы обмоток должны быть тождественны друг другу;
• коэффициенты трансформации обязаны быть равны друг другу, допускается несущественное отклонение в допустимых нормируемых пределах;
• напряжения коротких замыканий должны быть равны друг другу, допускается несущественное отклонение в допустимых нормируемых пределах;
• параллельные трансформаторы обязаны питаться от единой сети;
• вторичные кабели, необходимые для соединения трансформаторов в точке, должны иметь приблизительно равные характеристики и длину;
• сдвиг фаз между напряжениями первичной и вторичной обмотки должен быть одинаков.

Необходимость предварительного расчета

При повреждении одного из двух трансформаторов не всегда возможно подобрать абсолютно такой же, который полностью бы соответствовал поврежденному по условиям и режимам работы. В этих случаях выбор трансформатора обосновывается по сложным предварительным расчетам, которые показывают, что обмотки обоих трансформаторов будут загружены равномерно, и ни одна из них не будет по нагрузке превышать нагрузочную способность каждого отдельно взятого трансформатора.

Напряжение короткого замыкания

Параллельная работа трансформаторов возможна при относительном равенстве значений напряжений коротких замыканий на обмотках. Если же значения КЗ разные, то перед включением в совместную работу необходимо предварительно изменить коэффициент трансформации одного трансформаторы с помощью специального переключателя. Таким образом можно достичь компенсации перераспределенных нагрузок, которые возникают из-за различий напряжений короткого замыкания. Возникающие благодаря такому несоответствию уравнительные токи не будут перегружать трансформатор с меньшим значением напряжения КЗ.

Естественно, необходимо учесть нагрузочные способности - как отдельно у каждого электроприбора, так и во время такого мероприятия, как параллельная работа силовых трансформаторов. На режиме холостого хода, однако, различие в значениях напряжения короткого замыкания абсолютно не сказывается, потому что коэффициенты трансформации уравниваются и становятся одинаковыми. Под нагрузкой же вторичные напряжения будут разными, так как неравные падения напряжения могут привести к протеканию уравнительных токов по обмоткам, при этом у одного трансформатора уравнительный ток будет суммироваться с основным, а у второго вычитаться. Рекомендуемое соотношение мощностей наиболее мощного трансформатора к самому маломощному должно составлять не более трех к одному.

Допустимые условия

Возможна параллельная работа трансформаторов трехобмоточных, двухобмоточных на всех обмотках. Необходимо помнить, что у электроприборов, включенных в параллель, нагрузка распределяется обратно пропорционально напряжению короткого замыкания и прямо пропорционально мощности каждого отдельно взятого трансформатора. Параллельная работа трансформаторов, если группы соединения обмоток различны, возможна на всех нечетных группах. Если включение не согласованно, то из-за угла сдвига между зажимами вторичных обмоток появляется напряжение, которое вызывает недопустимый уравнительный ток.