Koji je rezultat povezivanja trofaznih transformatora paralelno?

Rezultati paralelne operacije trofaznih transformatora

Paralelna operacija dva ili više trofaznih transformatora je uobičajena konfiguracija u električnim sistemima, koja ima za cilj povećanje kapaciteta sistema, pouzdanosti i fleksibilnosti. Međutim, transformatori moraju ispunjavati određene uslove kako bi se osigurala bezbedna, stabilna i efikasna paralelna operacija. Ispod su navedeni rezultati paralelne operacije trofaznih transformatora i povezane razmatranje.

1. Uslovi za paralelnu operaciju

Da bi se osigurala bezbedna paralelna operacija trofaznih transformatora, sledeći uslovi moraju biti ispunjeni:

• Jednake nominale napona: Nominale napona na visokonaponskoj i niskonaponskoj strani transformatora moraju biti identični. Ako se naponi ne poklapaju, može doći do neravnomernih struja ili preopterećenja.

• Isti omjer zavojnica: Omjer zavojnica (omjer visokonaponske i niskonaponske strane) transformatora mora biti isti. Ako se omjeri razlikuju, to će dovesti do nekonzistentnih sekundarnih napona, što uzrokuje cirkulacione struje, povećane gubitke i smanjenu efikasnost.

• Identični grupe spojeva: Tipovi spojeva (kao što su Y/Δ, Δ/Y, itd.) trofaznih transformatora moraju biti isti. Različite grupe spojeva mogu uzrokovati fazne razlike, što dovodi do cirkulacionih struja ili neravnomerne raspodele snage.

• Slični kratički impedansi: Kratički impedans paralelno rada transformatora treba da bude što bliži. Ako postoji značajna razlika u kratičkom impedansu, raspodela opterećenja će biti neravnomerna, što može dovesti do preopterećenja jednog transformatora, dok drugi ostaje podopterećen.

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

2. Rezultati paralelne operacije

a. Povećana kapacitet

Ukupna kapacitet: Kada se više transformatora operiše paralelno, ukupna kapacitet sistema je zbir individualnih kapaciteta transformatora. Na primer, dva transformatora po 500 kVA koji rade paralelno pružaju ukupnu kapacitet od 1000 kVA. Ovo omogućava sistemu da upravlja većim zahtevima za opterećenje.

b. Raspodela opterećenja

Idealna raspodela opterećenja: U idealnom scenariju, kada svi paralelno radeći transformatori ispunjavaju gore navedene uslove (posebno imajući slične kratičke impedanse), opterećenje će biti ravnomerno raspoređeno među transformatorima. Svaki transformator će nositi jednak deo struje opterećenja, osiguravajući stabilnu operaciju sistema.

Neravnomerna raspodela opterećenja: Ako se kratički impedansi transformatora razlikuju, raspodela opterećenja će biti neravnomerna. Transformatori sa nižim kratičkim impedansom će nositi veći deo opterećenja, dok oni sa višim impedansom će nositi manji. Ova neravnomerna raspodela može dovesti do preopterećenja nekih transformatora, što utiče na pouzdanost i vreme trajanja sistema.

c. Cirkulacione struje

Generisanje cirkulacionih struja: Ako paralelno radeći transformatori ne ispunjavaju gore navedene uslove (kao što su različiti omjeri zavojnica, grupe spojeva ili kratički impedansi), mogu nastati cirkulacione struje između transformatora. Cirkulaciona struja znači protok struje između transformatora u odsustvu spoljnog opterećenja. Cirkulacione struje povećavaju gubitke sistema i mogu dovesti do pregrejanja transformatora, smanjujući njihov vreme trajanja.

Uticaj cirkulacionih struja: Prisustvo cirkulacionih struja smanjuje efektivnu izlaznu kapacitet transformatora jer se deo struje koristi za unutrašnju cirkulaciju umesto da snabdeva opterećenje. Takođe, cirkulacione struje mogu dovesti do pregrejanja transformatora, povećavajući rizik od kvara.

d. Poboljšana pouzdanost

Redundancija: Paralelna operacija transformatora pruža redundanciju. Ako jedan transformator padne ili zahteva održavanje, ostali mogu nastaviti da snabdeju energijom, osiguravajući kontinuiranu operaciju sistema. To poboljšava ukupnu pouzdanost i dostupnost elektroenergetskega sistema.

e. Efikasnost troškova

Fleksibilna ekspanzija: Paralelnom operacijom, kapacitet sistema može se povećati inkrementalno bez zamene postojećih transformatora. Ovo je ekonomična rešenje za postepeno proširivanje sistema snabdevanja energijom.

Rezervna kapacitet: Paralelno radeći transformatori mogu pružati rezervnu kapacitet. Pod normalnim uslovima, svi transformatori dele opterećenje, ali ako jedan transformator padne, ostali mogu privremeno preuzeti dodatno opterećenje, izbegavajući prekid sistema.

3. Razmatranja za paralelnu operaciju

a. Zaštitni uređaji

Diferencijalna zaštita: Da bi se sprečile cirkulacione struje ili druge anormalne situacije tokom paralelne operacije, obično se instaliraju diferencijalni zaštitni uređaji. Diferencijalna zaštita detektuje razlike u strujama između transformatora i može brzo izolovati defektan transformator kako bi zaštitila sistem.

b. Nadzor i kontrola

• Nadzor opterećenja: Paralelno radeći transformatori treba da budu opremljeni uređajima za nadzor opterećenja kako bi se neprekidno praćilo opterećenje svakog transformatora, osiguravajući ravnomernu raspodelu opterećenja. Ako se detektuje neravnomerno opterećenje, potrebno je da se pravo vreme izvrše prilagođavanja.

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

c. Održavanje i inspekcija

• Redovni pregledi: Paralelno radeći transformatori treba da podliježu redovnim inspekcijama i održavanju kako bi se osigurala optimalna performansa. Posebna pažnja treba posvećena proveri kratičkog impedansa, grupa spojeva i drugih parametara kako bi se osigurala konzistentnost za paralelnu operaciju.

• Izolacija grešaka: Ako jedan transformator padne, treba ga odmah izolovati od sistema kako bi se sprecio uticaj na operaciju drugih transformatora.

4. Sažetak

Paralelna operacija trofaznih transformatora može značajno povećati kapacitet sistema, pouzdanost i fleksibilnost, ali moraju biti ispunjeni strogi uslovi, kao što su jednake nominalne napone, omjeri zavojnica, grupe spojeva i kratički impedansi. Ako su ovi uslovi ispunjeni, opterećenje će biti ravnomerno raspoređeno među transformatorima, a sistem će raditi stabilno. Međutim, ako nisu ispunjeni, mogu nastati problemi poput cirkulacionih struja i neravnomerne raspodele opterećenja, što utiče na efikasnost i bezbednost sistema.

Paralelna operacija takođe pruža redundanciju, omogućavajući sistemu da nastavi sa radom čak i kada jedan transformator padne, te pruža ekonomično rešenje za postepeno proširivanje sistema.