Koji je rezultat paralelnog spajanja trofaznih transformatora?

Rezultati paralelne operacije trofaznih transformatora

Paralelna operacija dva ili više trofaznih transformatora je učestala konfiguracija u električnim sustavima, koja ima za cilj povećanje kapaciteta, pouzdanosti i fleksibilnosti sustava. Međutim, transformatori moraju ispunjavati određene uvjete kako bi se osigurala sigurna, stabilna i učinkovita paralelna operacija. U nastavku su navedeni rezultati paralelne operacije trofaznih transformatora i povezane razmatranje.

1. Uvjeti za paralelnu operaciju

Kako bi se osigurala sigurna paralelna operacija trofaznih transformatora, sljedeći uvjeti moraju biti ispunjeni:

• Jednake nominirane napetosti: Nominirane napetosti na visokonaponskoj i niskonaponskoj strani transformatora moraju biti identične. Ako se napetosti ne podudaraju, to može dovesti do neravnomjernih struja ili preopterećenja.

• Isti omjer zavojnica: Omjer zavojnica (omjer visokonaponske strane i niskonaponske strane) transformatora mora biti isti. Ako se omjeri razlikuju, to će dovesti do nekonzistentnih sekundarnih napetosti, uzrokujući cirkulacijske struje, povećane gubitke i smanjenu učinkovitost.

• Identični skupovi spajanja: Tipovi spajanja (poput Y/Δ, Δ/Y, itd.) trofaznih transformatora moraju biti isti. Različiti skupovi spajanja mogu uzrokovati razlike u fazi, što dovodi do cirkulacijskih struja ili neravnomjernog raspodjele snage.

• Slično kratkosmuka impedancija: Kratkosmuka impedancija paralelno radnih transformatora treba biti što bliža. Ako postoji značajna razlika u kratkosmukoj impedanciji, raspodjela opterećenja bit će neravnomjerna, potencijalno dovođeći do preopterećenja jednog transformatora, dok drugi ostaje podopterećen.

• Ista frekvencija: Transformatori moraju raditi na istoj frekvenciji. Ovo se obično osigurava vezivanjem ih na istu mrežu.

2. Rezultati paralelne operacije

a. Povećana kapacitet

Ukupna kapacitet: Kada se više transformatora radi paralelno, ukupna kapacitet sustava je zbroj individualnih kapaciteta transformatora. Na primjer, dva transformatora od 500 kVA koji rade paralelno pružaju ukupnu kapacitet od 1000 kVA. To omogućuje sustavu da upravlja većim zahtjevima za opterećenjem.

b. Raspodjela opterećenja

Idealna raspodjela opterećenja: U idealnom scenariju, gdje svi paralelno radni transformatori ispunjavaju gore navedene uvjete (posebno imaju sličnu kratkosmuku impedanciju), opterećenje će biti ravnomjerno raspoređeno među transformatorima. Svaki transformator nosi jednak dio struje opterećenja, osiguravajući stabilnu operaciju sustava.

Neravnomjerna raspodjela opterećenja: Ako se kratkosmuke impedancije transformatora razlikuju, raspodjela opterećenja bit će neravnomjerna. Transformatori s nižom kratkosmukom impedancijom nose više opterećenja, dok oni s višom impedancijom nose manje. Ova neravnomjerna raspodjela može dovesti do preopterećenja nekih transformatora, što utječe na pouzdanost i životni vijek sustava.

c. Cirkulacijske struje

Generiranje cirkulacijskih struja: Ako paralelno radni transformatori ne ispunjavaju gore navedene uvjete (poput različitih omjera zavojnica, skupova spajanja ili kratkosmuke impedancije), može doći do cirkulacijskih struja između transformatora. Cirkulacijske struje se odnose na protok struje između transformatora u odsutnosti vanjskog opterećenja. Cirkulacijske struje povećavaju gubitke sustava i mogu dovesti do pregrejanja transformatora, smanjujući njihov životni vijek.

Utjecaj cirkulacijskih struja: Prisustvo cirkulacijskih struja smanjuje efektivnu izlaznu kapacitet transformatora jer se dio struje koristi za unutarnju cirkulaciju umjesto opskrbe opterećenja. Također, cirkulacijske struje mogu dovesti do pregrejanja transformatora, povećavajući rizik od otkaza.

d. Poboljšana pouzdanost

Redundancija: Paralelna operacija transformatora pruža redundanciju. Ako jedan transformator izopađe ili zahtijeva održavanje, ostali mogu nastaviti sa snabdijevanjem strujom, osiguravajući neprekidnu operaciju sustava. To poboljšava ukupnu pouzdanost i dostupnost električnog sustava.

e. Učinkovitost troškova

Fleksibilna ekspanzija: Paralelnom operacijom kapacitet sustava može se povećavati inkrementalno bez zamjene postojećih transformatora. To je učinkovito rješenje za postepeno proširivanje električnih sustava.

Reservna kapacitet: Paralelno radni transformatori mogu pružiti reservnu kapacitet. Pod normalnim uvjetima, svi transformatori dijele opterećenje, ali ako jedan transformator izopađe, ostali mogu privremeno preuzeti dodatno opterećenje, izbjegavajući prekid rada sustava.

3. Razmatranja za paralelnu operaciju

a. Zaštitni uređaji

Diferencijalna zaštita: Za sprečavanje cirkulacijskih struja ili drugih anormalnih stanja tijekom paralelne operacije, obično se instaliraju diferencijalni zaštitni uređaji. Diferencijalna zaštita otkriva razlike u strujama između transformatora i može brzo izolirati otkazani transformator kako bi zaštitila sustav.

b. Nadzor i kontrola

• Nadzor opterećenja: Paralelno radni transformatori trebaju biti opremljeni uređajima za nadzor opterećenja kako bi se kontinuirano pratilo opterećenje svakog transformatora, osiguravajući ravnomjernu raspodjelu opterećenja. Ako se detektira neravnomjerne opterećenje, trebaju se odmah poduzeti prilagodbe.

• Nadzor temperature: Budući da paralelna operacija može dovesti do preopterećenja nekih transformatora, važno je nadgledati temperaturu transformatora kako bi se spriječilo pregrejanje i oštećenje.

c. Održavanje i inspekcija

• Redoviti pregledi: Paralelno radni transformatori trebaju podlijeći redovitim inspekcijama i održavanju kako bi se osigurala optimalna performanca. Posebna pažnja treba posvećena provjeri kratkosmuke impedancije, skupova spajanja i drugih parametara kako bi se osigurala njihova konzistencija za paralelnu operaciju.

• Izolacija otkaza: Ako jedan transformator izopađe, treba ga odmah izolirati od sustava kako bi se spriječilo utjecanje na rad ostalih transformatora.

4. Sažetak

Paralelna operacija trofaznih transformatora može značajno povećati kapacitet, pouzdanost i fleksibilnost sustava, ali moraju biti ispunjeni strogi uvjeti, poput jednakih nominiranih napetosti, omjera zavojnica, skupova spajanja i kratkosmuke impedancije. Ako su ispunjeni ti uvjeti, opterećenje bit će ravnomjerno raspoređeno među transformatorima, a sustav će raditi stabilno. Međutim, ako ti uvjeti nisu ispunjeni, mogu se pojaviti problemi poput cirkulacijskih struja i neravnomjerne raspodjele opterećenja, što utječe na učinkovitost i sigurnost sustava.

Paralelna operacija također pruža redundanciju, omogućujući sustavu da nastavi raditi čak i ako jedan transformator izopađe, te nudi učinkovito rješenje za postepeno proširivanje sustava.