Kateri so posledice združevanja trihfaznih transformatorjev v paralelo?

Rezultati vzporednega delovanja trofaznih transformatorjev

Vzporedno delovanje dveh ali več trofaznih transformatorjev je pogosta konfiguracija v elektroenergetskih sistemih, namenjena povečanju kapacitete, zanesljivosti in prilagodljivosti sistema. Vendar morajo transformatorji izpolnjevati določene pogoje, da zagotovijo varno, stabilno in učinkovito vzporedno delovanje. Spodaj so rezultati vzporednega delovanja trofaznih transformatorjev in povezane razmatranje.

1. Pogoji za vzporedno delovanje

Za to, da bi trofazni transformatorji lahko varno delovali vzporedno, morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji:

• Enake nazivne napetosti: Nazivne napetosti na visokonapetostni in nizkonapetostni strani transformatorjev morata biti identični. Če se napetosti ne ujemata, to lahko vodi do neravnotežja tokov ali preobremenitve.

• Ista število ovijanj: Razmerje števila ovijanj (razmerje med visokonapetostno in nizkonapetostno stranjo) transformatorjev mora biti enako. Če se ta razmerja razlikujeta, to povzroči neenakomerno sekundarno napetost, cirkulirajoč tok, povečane izgube in zmanjšano učinkovitost.

• Enaki sklopovi priklopa: Sklopi priklopa (na primer Y/Δ, Δ/Y itd.) trofaznih transformatorjev morajo biti isti. Različni sklopi priklopa lahko povzročijo fazne razlike, kar vodi do cirkulirajočih tokov ali neravnomernega porazdelitve moči.

• Podobni kratkoročni upori: Kratkoročni upor vzporedno delujočih transformatorjev mora biti čim bolj podoben. Če je velika razlika v kratkoročnem uporu, bo porazdelitev obremenitve neravnomerna, kar lahko povzroči, da en transformator postane preobremenjen, medtem ko drug ostane podobremenjen.

• Ista frekvenca: Transformatorji morajo delovati na isti frekvenci. To je običajno zagotovljeno s priključitvijo na isti električni omrežje.

2. Rezultati vzporednega delovanja

a. Povečana kapaciteta

Skupna kapaciteta: Ko več transformatorjev deluje vzporedno, je skupna kapaciteta sistema vsota kapacitet posameznih transformatorjev. Na primer, dva 500 kVA transformatorja, ki delujeta vzporedno, zagotavljata skupno kapaciteto 1000 kVA. To omogoča sistemu, da obravnava večje obremenitve.

b. Porazdelitev obremenitve

Idealna porazdelitev obremenitve: V idealnem primeru, ko vse vzporedno delujoče transformatorje izpolnjujejo zgornje pogoje (posebej imajo podobne kratkoročne upore), bo obremenitev ravnomerno porazdeljena med transformatorje. Vsak transformator bo prevzel enak delež obremenitvenega toka, kar zagotavlja stabilno delovanje sistema.

Neravnomerna porazdelitev obremenitve: Če se kratkoročni upori transformatorjev razlikujejo, bo porazdelitev obremenitve neravnomerna. Transformatorji z manjšimi kratkoročnimi upori bodo prevzeli več obremenitve, medtem ko bodo ti z večjimi upori prevzeli manj. Ta neravnomerna porazdelitev lahko vodi do tega, da se nekateri transformatorji preobremenijo, kar vpliva na zanesljivost in življenjski čas sistema.

c. Cirkulirajoči tokovi

Ustvarjanje cirkulirajočih tokov: Če vzporedno delujoči transformatorji ne izpolnjujejo zgornjih pogojev (na primer različni števili ovijanj, sklopi priklopa ali kratkoročni upori), se lahko pojavijo cirkulirajoči tokovi med transformatorji. Cirkulirajoči tok se nanaša na pretok toka med transformatorji brez zunanjih obremenitev. Cirkulirajoči tokovi povečujejo izgube sistema in lahko povzročijo, da se transformatorji presegrejo, kar zmanjša njihov življenjski čas.

Vpliv cirkulirajočih tokov: Prisotnost cirkulirajočih tokov zmanjša učinkovno izhodno kapaciteto transformatorjev, ker je del toka uporabljen za notranjo cirkulacijo namesto oskrbe z obremenitvijo. Poleg tega lahko cirkulirajoči tokovi povzročijo, da se transformatorji segrejejo, kar poveča tveganje za odpoved.

d. Izboljšana zanesljivost

Redundancija: Vzporedno delovanje transformatorjev zagotavlja redundancijo. Če en transformator odpade ali potrebuje vzdrževanje, lahko druge nadaljujejo z oskrbovanjem z energijo, kar zagotavlja neprekinjeno delovanje sistema. To izboljša splošno zanesljivost in dostopnost sistema oskrbe z energijo.

e. Stroškovna učinkovitost

Prilagodljivo razširjanje: Z vzporednim delovanjem se lahko kapaciteta sistema stopnjevalno poveča brez zamenjave obstoječih transformatorjev. To je stroškovno učinkovita rešitev za postopno razširjanje sistemov oskrbe z energijo.

Pomožna kapaciteta: Vzporedno delujoči transformatorji lahko zagotavljajo pomožno kapaciteto. V normalnih pogojih delijo vse transformatorje obremenitev, vendar, če en transformator odpade, lahko drugi začasno prevzamejo dodatno obremenitev, kar prepreči prekinitev sistema.

3. Posvetovanja glede vzporednega delovanja

a. Zaščitne naprave

Diferencialna zaščita: Za preprečevanje cirkulirajočih tokov ali drugih nenormalnih stanj med vzporednim delovanjem so običajno nameščene diferencialne zaščitne naprave. Diferencialna zaščita zazna razlike v toku med transformatorji in lahko hitro izolira odpadajoči transformator, da zaščiti sistem.

b. Nadzor in nadziranje

• Nadzor obremenitve: Vzporedno delujoči transformatorji bi morali biti opremljeni s stroji za nadzor obremenitve, da nepretrgoma spremljajo obremenitev na vsakem transformatorju in zagotavljajo enakomerno porazdelitev obremenitve. Če se zazna neravnomerna obremenitev, morajo biti izvedene ustrezne popravke.

• Nadzor temperature: Ker vzporedno delovanje lahko vodi do tega, da se nekateri transformatorji preobremenijo, je pomembno, da se nadzoruje temperatura transformatorjev, da se prepreči presegrevanje in poškodba.

c. Vzdrževanje in pregled

• Redni pregledi: Vzporedno delujoči transformatorji bi morali prejemati redne pregledne in vzdrževalne dejavnosti, da zagotovijo optimalno delovanje. Posebna pozornost bi morala biti posvečena pregledu kratkoročnih uporov, sklopov priklopa in drugih parametrov, da se zagotovi, da ostajajo enakomerni za vzporedno delovanje.

• Izolacija odpadkov: Če en transformator odpade, ga je treba takoj izolirati od sistema, da se prepreči vpliv na delovanje drugih transformatorjev.

4. Povzetek

Vzporedno delovanje trofaznih transformatorjev lahko bistveno poveča kapaciteto, zanesljivost in prilagodljivost sistema, vendar morajo biti izpolnjeni strogipogoji, kot so enake nazivne napetosti, število ovijanj, sklopi priklopa in kratkoročni upori. Če so izpolnjeni ti pogoji, bo obremenitev ravnomerno porazdeljena med transformatorji, in sistem bo deloval stabilno. Vendar, če ti pogoji niso izpolnjeni, lahko nastanejo težave, kot so cirkulirajoči tokovi in neravnomerna porazdelitev obremenitve, kar vpliva na učinkovitost in varnost sistema.

Vzporedno delovanje tudi zagotavlja redundancijo, ki omogoča, da sistem nadaljuje s delovanjem, tudi če en transformator odpade, in ponuja stroškovno učinkovito rešitev za postopno razširjanje sistema.