Какъв е резултатът от паралелното свързване на трифазни трансформатори?

Резултати от паралелната работа на трифазни трансформатори

Паралелната работа на два или повече трифазни трансформатори е обща конфигурация в системите за електроенергия, с цел увеличаване на капацитета, надеждността и гъвкавостта на системата. Въпреки това, трансформаторите трябва да отговарят на определени условия, за да се осигури безопасна, стабилна и ефективна паралелна работа. По-долу са представени резултатите от паралелната работа на трифазни трансформатори и свързаните с тях разглеждания.

1. Условия за паралелна работа

За да се осигури, че трифазните трансформатори могат да работят безопасно в паралел, следващите условия трябва да бъдат изпълнени:

• Еднакви номинални напрежения: Номиналните напрежения както на високонапрегнатата, така и на нисконапрегнатата страна на трансформаторите трябва да са идентични. Ако напреженията не съвпадат, това може да доведе до несбалансирано токове или претоварване.

• Еднакво отношение на витковете: Отношението на витковете (отношението между високонапрегнатата и нисконапрегнатата страна) на трансформаторите трябва да е еднакво. Ако отношенията са различни, това ще доведе до несъответстващи вторични напрежения, причиняващи циркулиращ ток, увеличаване на загубите и намалена ефективност.

• Идентични групи на връзка: Типовете връзки (например Y/Δ, Δ/Y, и др.) на трифазните трансформатори трябва да са еднакви. Различни групи на връзка могат да причинят фазови разлики, водещи до циркулиращи токове или несъответстваща разпределба на мощността.

• Подобни импеданс на краткосрочен замык: Импедансът при краткосрочно замыкание на паралелно работещите трансформатори трябва да е колкото е възможно по-близък. Ако има значителна разлика в импеданса при краткосрочно замыкание, разпределбата на натоварването ще бъде несъответстваща, потенциално причинявайки един трансформатор да се претовари, докато друг остава недостатъчно натоварен.

• Еднаква честота: Трансформаторите трябва да работят с еднаква честота. Това обикновено се гарантира, като се свържат към една и съща електроразпределителна мрежа.

2. Резултати от паралелната работа

a. Увеличен капацитет

Общ капацитет: Когато многобройни трансформатори работят в паралел, общият капацитет на системата е сумата от индивидуалните капацитети на трансформаторите. Например, две трансформатора с 500 кВА, работещи в паралел, предоставят общ капацитет от 1000 кВА. Това позволява на системата да обработва по-големи натоварвания.

b. Разпределба на натоварването

Идеална разпределба на натоварването: В идеалния случай, когато всички паралелно работещи трансформатори отговарят на гореспоменатите условия (особено с подобен импеданс при краткосрочно замыкание), натоварването ще бъде равномерно разпределено между трансформаторите. Всякъд трансформатор ще носи равен дял от тока на натоварване, осигурявайки стабилна работа на системата.

Неидеална разпределба на натоварването: Ако импедансите при краткосрочно замыкание на трансформаторите са различни, разпределбата на натоварването ще бъде несъответстваща. Трансформаторите с по-нисък импеданс при краткосрочно замыкание ще носат повече от натоварването, докато тези с по-висок импеданс – по-малко. Тази несъответстваща разпределба може да доведе до претоварване на някои трансформатори, влияейки на надеждността и продължителността на живот на системата.

c. Циркулиращи токове

Генериране на циркулиращи токове: Ако паралелно работещите трансформатори не отговарят на гореспоменатите условия (например различни отношения на витковете, групи на връзка или импеданс при краткосрочно замыкание), циркулиращи токове могат да се появят между трансформаторите. Циркулиращият ток се отнася до потока на тока между трансформаторите в отсъствие на външни натоварвания. Циркулиращите токове увеличават загубите в системата и могат да причинят трансформаторите да се нагряват, намалявайки техния срок на ползване.

Влияние на циркулиращите токове: Присъствието на циркулиращи токове намалява ефективния изходящ капацитет на трансформаторите, тъй като част от тока се използва за вътрешна циркулация, а не за доставяне на натоварването. Освен това, циркулиращите токове могат да причинят трансформаторите да се нагряват, увеличавайки рискът от отказ.

d. Подобрената надеждност

Резервна възможност: Паралелната работа на трансформаторите предоставя резервна възможност. Ако един трансформатор се дефектуира или изисква поддръжка, останалите могат да продължат да доставят енергия, осигурявайки непрекъсната работа на системата. Това подобрява общата надеждност и наличност на системата за електроенергия.

e. Стойностно-ефективност

Флексибилно разширяване: Чрез паралелна работа, капацитетът на системата може да бъде увеличен постепенно, без да се заменят съществуващите трансформатори. Това е стойностно-ефективно решение за постепенно разширяване на системите за електроенергия.

Резервна капацитет: Паралелно работещите трансформатори могат да предоставят резервна капацитет. При нормални условия, всички трансформатори споделят натоварването, но ако един трансформатор се дефектуира, останалите могат временно да обработят допълнителното натоварване, избягвайки прекъсване на системата.

3. Разглеждания за паралелна работа

a. Защитни устройства

Диференциална защита: За да се предотвратят циркулиращи токове или други аномалии при паралелна работа, обикновено се инсталират диференциални защитни устройства. Диференциалната защита засича разликите в тока между трансформаторите и може бързо да изолира дефектен трансформатор, за да защити системата.

b. Мониторинг и контрол

• Мониторинг на натоварването: Паралелно работещите трансформатори трябва да бъдат оборудвани с уреди за мониторинг на натоварването, за да се наблюдава непрекъснато натоварването на всеки трансформатор, осигурявайки равномерна разпределба. Ако се засече несъответстващо натоварване, трябва незабавно да се направят корекции.

• Мониторинг на температурата: Тъй като паралелната работа може да доведе до претоварване на някои трансформатори, е важно да се наблюдава температурата на трансформаторите, за да се предотврати прекомерно нагряване и повреда.

c. Поддръжка и проверка

• Редовни проверки: Паралелно работещите трансформатори трябва да преминават през редовни проверки и поддръжка, за да се осигури оптимална работа. Особено внимание трябва да се обърне на проверката на импеданса при краткосрочно замыкание, групите на връзка и други параметри, за да се гарантира, че те остават съобразни за паралелна работа.

• Изолиране на повреди: Ако един трансформатор се дефектуира, той трябва незабавно да бъде изолиран от системата, за да се избегне влиянието върху работата на останалите трансформатори.

4. Резюме

Паралелната работа на трифазни трансформатори може значително да увеличи капацитета, надеждността и гъвкавостта на системата, но трябва да бъдат изпълнени строги условия, като еднакви номинални напрежения, отношения на витковете, групи на връзка и импеданс при краткосрочно замыкание. Ако тези условия са изпълнени, натоварването ще бъде равномерно разпределено между трансформаторите, и системата ще работи стабилно. Въпреки това, ако тези условия не са изпълнени, могат да възникнат проблеми като циркулиращи токове и несъответстваща разпределба на натоварването, които влияят на ефективността и безопасността на системата.

Паралелната работа също предоставя резервна възможност, позволявайки на системата да продължи да работи дори ако един трансформатор се дефектуира, и предлага стойностно-ефективно решение за постепенно разширяване на системата.