نتیجه اتصال ترانس‌های سه فاز به صورت موازی چیست؟
نتایج عملیات موازی ترانسفورماتورهای سه فاز
عملیات موازی دو یا چند ترانسفورماتور سه فاز یک پیکربندی معمول در سیستم‌های برق است که به منظور افزایش ظرفیت، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری سیستم طراحی شده است. با این حال، ترانسفورماتورها باید شرایط خاصی را برآورده کنند تا عملیات موازی آن‌ها امن، پایدار و کارآمد باشد. در زیر نتایج عملیات موازی ترانسفورماتورهای سه فاز و ملاحظات مرتبط آورده شده است.
1. شرایط عملیات موازی
برای اطمینان از عملکرد ایمن ترانسفورماتورهای سه فاز در حالت موازی، باید شرایط زیر رعایت شود:
ولتاژ اسمی برابر: ولتاژ اسمی در طرف بالا (بالا ولتاژ) و پایین (پایین ولتاژ) ترانسفورماتورها باید یکسان باشد. اگر ولتاژها همخوانی نداشته باشند، می‌تواند منجر به جریان‌های نامتعادل یا بارگیری اضافی شود.
نسبت دورهای یکسان: نسبت دورهای (نسبت طرف بالا ولتاژ به طرف پایین ولتاژ) ترانسفورماتورها باید یکسان باشد. اگر نسبت‌ها متفاوت باشند، منجر به ولتاژهای ثانویه نامتجانس، جریان‌های چرخان، افزایش ضایعات و کاهش کارایی خواهد شد.
گروه‌های اتصال یکسان: نوع اتصال (مانند Y/Δ، Δ/Y و غیره) ترانسفورماتورهای سه فاز باید یکسان باشد. گروه‌های اتصال متفاوت می‌تواند منجر به اختلاف فازی، جریان‌های چرخان یا توزیع نامتعادل توان شود.
ممان‌های کوتاه‌مدار یکسان: ممان کوتاه‌مدار ترانسفورماتورهای موازی باید به حد امکان مشابه باشند. اگر اختلاف قابل توجهی در ممان کوتاه‌مدار وجود داشته باشد، توزیع بار نامتعادل خواهد بود و ممکن است یک ترانسفورماتور بارگیری اضافی داشته باشد در حالی که ترانسفورماتور دیگری بارگیری کمتری دارد.
فرکانس یکسان: ترانسفورماتورها باید در یک فرکانس مشابه کار کنند. این معمولاً با اتصال آن‌ها به یک شبکه برق مشترک تضمین می‌شود.
2. نتایج عملیات موازی
a. افزایش ظرفیت
ظرفیت کل: وقتی چندین ترانسفورماتور به صورت موازی کار می‌کنند، ظرفیت کل سیستم مجموع ظرفیت‌های ترانسفورماتورهای فردی است. به عنوان مثال، دو ترانسفورماتور 500 kVA که به صورت موازی کار می‌کنند، ظرفیت کل 1000 kVA را فراهم می‌کنند. این امر به سیستم اجازه می‌دهد تا تقاضاهای بار بزرگتر را مدیریت کند.
b. توزیع بار
توزیع بار ایده‌آل: در سناریوی ایده‌آل، که تمام ترانسفورماتورهای موازی شرایط فوق (به ویژه داشتن ممان‌های کوتاه‌مدار مشابه) را رعایت می‌کنند، بار به طور مساوی بین ترانسفورماتورها توزیع می‌شود. هر ترانسفورماتور سهم برابری از جریان بار را تحمل می‌کند و عملکرد پایدار سیستم را تضمین می‌کند.
توزیع بار غیرایده‌آل: اگر ممان‌های کوتاه‌مدار ترانسفورماتورها متفاوت باشند، توزیع بار نامتعادل خواهد بود. ترانسفورماتورهایی با ممان کوتاه‌مدار کمتر بار بیشتری را تحمل می‌کنند، در حالی که ترانسفورماتورهایی با ممان کوتاه‌مدار بیشتر بار کمتری را تحمل می‌کنند. این توزیع نامتعادل می‌تواند باعث شود که برخی ترانسفورماتورها بارگیری اضافی داشته باشند و قابلیت اطمینان و عمر سیستم را تحت تأثیر قرار دهد.
c. جریان‌های چرخان
تولید جریان‌های چرخان: اگر ترانسفورماتورهای موازی شرایط فوق (مانند نسبت‌های دورهای متفاوت، گروه‌های اتصال یا ممان‌های کوتاه‌مدار) را رعایت نکنند، ممکن است جریان‌های چرخان بین ترانسفورماتورها ایجاد شود. جریان چرخان به جریانی اشاره دارد که در غیاب بار خارجی بین ترانسفورماتورها جریان می‌یابد. جریان‌های چرخان ضایعات سیستم را افزایش می‌دهند و می‌توانند باعث سوختن ترانسفورماتورها شوند و عمر آن‌ها را کاهش دهند.
تأثیر جریان‌های چرخان: وجود جریان‌های چرخان ظرفیت خروجی مؤثر ترانسفورماتورها را کاهش می‌دهد زیرا بخشی از جریان برای چرخش داخلی استفاده می‌شود و نه برای تأمین بار. علاوه بر این، جریان‌های چرخان می‌توانند باعث گرم شدن ترانسفورماتورها شوند و خطر خرابی را افزایش دهند.
d. بهبود قابلیت اطمینان
زائدیت: عملیات موازی ترانسفورماتورها زائدیت فراهم می‌کند. اگر یک ترانسفورماتور خراب شود یا نیاز به تعمیر داشته باشد، ترانسفورماتورهای دیگر می‌توانند تأمین برق را ادامه دهند و عملکرد پیوسته سیستم را تضمین کنند. این امر قابلیت اطمینان و در دسترس بودن کلی سیستم برق را افزایش می‌دهد.
e. کارایی اقتصادی
توسعه انعطاف‌پذیر: با عملیات موازی، ظرفیت سیستم می‌تواند به صورت گام به گام افزایش یابد بدون اینکه ترانسفورماتورهای موجود تعویض شوند. این یک راه‌حل اقتصادی برای توسعه تدریجی سیستم‌های برق است.
ظرفیت پشتیبان: ترانسفورماتورهای موازی می‌توانند ظرفیت پشتیبان فراهم کنند. در شرایط عادی، تمام ترانسفورماتورها بار را به اشتراک می‌گذارند، اما اگر یک ترانسفورماتور خراب شود، ترانسفورماتورهای دیگر می‌توانند به طور موقت بار اضافی را تحمل کنند و از قطع سیستم جلوگیری کنند.
3. ملاحظات عملیات موازی
a. دستگاه‌های محافظ
حفاظت دیفرانسیل: برای جلوگیری از جریان‌های چرخان یا شرایط غیرمعمول دیگر در حالت موازی، معمولاً دستگاه‌های حفاظت دیفرانسیل نصب می‌شوند. حفاظت دیفرانسیل تفاوت جریان بین ترانسفورماتورها را تشخیص می‌دهد و می‌تواند یک ترانسفورماتور معیوب را به سرعت جدا کند تا سیستم را محافظت کند.
b. نظارت و کنترل
نظارت بر بار: ترانسفورماتورهای موازی باید با تجهیزات نظارت بر بار مجهز شوند تا بار روی هر ترانسفورماتور به طور مداوم پیگیری شود و توزیع بار متعادل باشد. اگر بارگیری نامتعادل شناسایی شود، باید به سرعت تعدیلات انجام شود.
نظارت بر دمای: از آنجا که عملیات موازی می‌تواند باعث شود بعضی از ترانسفورماتورها بارگیری اضافی داشته باشند، مهم است که دمای ترانسفورماتورها نظارت شود تا از گرم شدن و خرابی جلوگیری شود.
c. نگهداری و بازرسی
بازرسی‌های منظم: ترانسفورماتورهای موازی باید بازرسی‌ها و نگهداری‌های منظمی را انجام دهند تا عملکرد بهینه را تضمین کنند. باید به بررسی ممان‌های کوتاه‌مدار، گروه‌های اتصال و سایر پارامترها توجه خاصی شود تا اطمینان حاصل شود که آن‌ها برای عملیات موازی یکسان باقی می‌مانند.
جدا کردن خرابی: اگر یک ترانسفورماتور خراب شود، باید فوراً از سیستم جدا شود تا عملکرد ترانسفورماتورهای دیگر تحت تأثیر قرار نگیرد.
4. خلاصه
عملیات موازی ترانسفورماتورهای سه فاز می‌تواند ظرفیت، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری سیستم را به طور قابل توجهی افزایش دهد، اما شرایط دقیقی باید رعایت شود، مانند ولتاژ اسمی برابر، نسبت‌های دورهای یکسان، گروه‌های اتصال یکسان و ممان‌های کوتاه‌مدار مشابه. اگر این شرایط برقرار باشند، بار به طور مساوی بین ترانسفورماتورها توزیع خواهد شد و سیستم به طور پایدار عمل خواهد کرد. با این حال، اگر این شرایط برقرار نباشند، مسائلی مانند جریان‌های چرخان و توزیع بار نامتعادل ممکن است پدیدار شود که تأثیر منفی بر کارایی و ایمنی سیستم خواهد داشت.
عملیات موازی همچنین زائدیت فراهم می‌کند که به سیستم اجازه می‌دهد حتی اگر یک ترانسفورماتور خراب شود، عملیات را ادامه دهد و یک راه‌حل اقتصادی برای توسعه تدریجی سیستم فراهم می‌کند.
