מה הוא התוצאה של חיבור טרנספורמטורים תלת-פאזי במקביל?

תוצאות הפעולה המקבילה של מותגי תלת-שלביים

הפעלה מקבילה של שני או יותר מותגי תלת-שלביים היא תצורה נפוצה במערכות חשמל, שנועדה להגדיל את קיבולת המערכת, את האמינות והגמישות שלה. עם זאת, על המותגים לקיים תנאים מסוימים כדי להבטיח פעולה מקבילה בטוחה, יציבה ויעילה. להלן תוצאות הפעולה המקבילה של מותגי תלת-שלביים והתחשבויות הקשורות לכך.

1. תנאים לפעילות מקבילה

כדי להבטיח שהמותגים התלת-שלביים יכולים לפעול בצורה בטוחה באופן מקביל, על התנאים הבאים להיות ממלאים:

• מתחים מצפים שווים: המתחים המצפים על צידי המתח הגבוה והמתח הנמוך של המותגים חייבים להיות זהים. אם המתחים אינם מתאימים, זה יכול להוביל לתокים בלתי מאוזנים או לעומס יתר.

• יחס סיבובים זהה: יחס הסיבובים (היחס בין צד המתח הגבוה לצד המתח הנמוך) של המותגים חייב להיות זהה. אם היחסים שונים, זה ישנה למתחים משניים לא עקביים, מה שיגרום לתוקף מעגלי, להגדלת אבדות ולהפחתת יעילות.

• קבוצות חיבור זהות: סוגי החיבור (כמו Y/Δ, Δ/Y וכדומה) של המותגים התלת-שלביים חייבים להיות זהים. קבוצות חיבור שונות יכולות לגרום לשוני פאזה, מה שיגרום לתוקף מעגלי או לחלוקת כוח לא אחידה.

• התנגדות קצר-مدار דומה: ההתנגדות לקצר-مدار של המותגים המופעלים באופן מקביל צריכה להיות קרובה ככל האפשר. אם יש הבדל משמעותי בהתנגדות לקצר-مدار, התפלגות העומס תהיה לא אחידה, מה שיכול לגרום למותג אחד להתעמס יתר על המידה בעוד אחר נשאר בהעמסה נמוכה.

• תדירות זהה: המותגים חייבים לפעול בתדירות זהה. בדרך כלל זהו מובטח על ידי חיבורם לרשת חשמל אותה.

2. תוצאות הפעולה המקבילה

א. הגדלת הקיבולת

קיבולת כוללת: כאשר מספר מותגים מופעלים באופן מקביל, הקיבולת הכוללת של המערכת היא סך הקיבולות של המותגים הפרטיים. למשל, שני מותגים של 500 kVA המופעלים באופן מקביל מספקים קיבולת כוללת של 1000 kVA. זה מאפשר למערכת להתמודד עם דרישות עומס גדולות יותר.

ב. חלוקת העומס

חלוקה אידיאלית של העומס: בסצENARIO אידיאלי, בו כל המותגים המופעלים באופן מקביל מקיימים את התנאים למעלה (במיוחד התנגדות קצר-مدار דומה), העומס יהיה מחולק באופן אחיד בין המותגים. כל מותג יישא חלק שווה מהtok העומס, מה שימשיך את הפעילות המיציבה של המערכת.

חלוקת עומס לא אידיאלית: אם התנגדויות קצר-הمدار של המותגים שונות, החלוקה של העומס תהיה לא אחידה. מותגים בעלי התנגדות קצר-مدار נמוכה יותר יישאו יותר מהעומס, בעוד אלה בעלי התנגדות גבוהה יותר יישאו פחות. חלוקה לא אחידה זו יכולה לגרום לחלק מהמותגים להתעמס יתר על המידה, מה שמפריע לאמינות ולזמן החיים של המערכת.

ג. תוקף מעגלי

יצירה של תוקף מעגלי: אם המותגים המופעלים באופן מקביל אינם מקיימים את התנאים למעלה (כמו יחס סיבובים שונה, קבוצות חיבור או התנגדות קצר-مدار), עשוי להיווצר תוקף מעגלי בין המותגים. תוקף מעגלי הוא זרימת תוקף בין המותגים ללא עומס חיצוני. תוקף מעגלי מגביר אבדות מערכת ויכול לגרום למותגים להתקרר, מה שמפחית את זמן חייהם.

השפעת תוקף מעגלי: הימצאות תוקף מעגלי מפחיתה את הקיבולת השטחיים של המותגים מכיוון שהחל מתוקף משמש לסיבוב פנימי ולא לספק עומס. בנוסף, תוקף מעגלי יכול לגרום למותגים להתקרר, מה שמגדיל את הסיכון לכשל.

ד. שיפור האמינות

כפילות: הפעלה מקבילה של מותגים מספקת כפילות. אם מותג אחד נכשל או דורש תחזוקה, האחרים יכולים להמשיך לספק חשמל, מה שמבטיח פעילות רציפה של המערכת. זה מגביר את האמינות והזמינות הכוללת של מערכת החשמל.

ה. יעילות כלכלית

הרחבה גמישה: באמצעות הפעלה מקבילה, ניתן להגדיל את קיבולת המערכת בהדרגה מבלי להחליף מותגים קיימים. זהו פתרון יעיל מבחינה כלכלית להרחבה הדרגתית של מערכות חשמל.

קיבולת גיבוי: מותגים המופעלים באופן מקביל יכולים לספק קיבולת גיבוי. בתנאים נורמליים, כל המותגים משתפים בעומס, אך אם מותג אחד נכשל, האחרים יכולים לספק זמנית את העומס הנוסף, מה שמונע הפסקה של המערכת.

3. התחשבויות לפעילות מקבילה

א. מכשירי הגנה

הגנה דיפרנציאלית: כדי למנוע תוקף מעגלי או מצבים חריגים אחרים במהלך הפעלה מקבילה, בדרך כלל מותקנים מכשירי הגנה דיפרנציאליים. הגנה דיפרנציאלית מאתרת הבדלים בתוקף בין המותגים ויכולה להפריד במהירות מותג פגום כדי להגן על המערכת.

ב. מעקב ובקרה

• מעקב אחרי העומס: על המותגים המופעלים באופן מקביל להיות מצוידים בציוד מעקב אחרי העומס כדי לעקוב באופן מתמיד אחרי העומס על כל מותג, כדי להבטיח חלוקה אחידה של העומס. אם נמצאת חלוקה לא אחידה, יש לבצע התאמות במהירות.

• מעקב אחרי הטמפרטורה: מכיוון שהפעלה מקבילה יכולה לגרום לחלק מהמותגים להתעמס יתר על המידה, חשוב לעקוב אחרי הטמפרטורה של המותגים כדי למנוע התקררות והיזיק להם.

ג. תחזוקה ובדיקה

• בדיקות רגילות: על המותגים המופעלים באופן מקביל לעבור בדיקות ותחזוקה רגילות כדי להבטיח ביצועים אופטימליים. יש להקפיד לבדוק את ההתנגדות לקצר-مدار, קבוצות החיבור ופרמטרים אחרים כדי להבטיח שהם נותרות עקביות עבור הפעלה מקבילה.

• הפרדת כשל: אם מותג אחד נכשל, עליו להיות מיושם מיד מהמערכת כדי למנוע השפעה על הפעילות של המותגים האחרים.

4. סיכום

הפעלה מקבילה של מותגי תלת-שלביים יכולה להגדיל משמעותית את קיבולת המערכת, את האמינות והגמישות שלה, אך על התנאים המדויקים להתקיים, כגון מתחים מצפים שווים, יחס סיבובים, קבוצות חיבור והתנגדות קצר-مدار. אם התנאים האלה מתקיימים, העומס יהיה מחולק באופן אחיד בין המותגים, והמערכת תפעל בצורה יציבה. עם זאת, אם התנאים הללו אינם מתקיימים, יכולים להיווצר בעיות כמו תוקף מעגלי וחלוקה לא אחידה של העומס, מה שמגביר את יעילות המערכת ואבטחתה.

הפעלה מקבילה מספקת גם כפילות, מה שמאפשר למערכת להמשיך לפעול גם אם מותג אחד נכשל, ומציעה פתרון יעיל מבחינה כלכלית להרחבה הדרגתית של המערכת.