Параллельная_работа_трансформаторов_реферат

Параллельная_работа_трансформаторов_реферат

Страницы работы

Фрагмент текста работы

СОДЕРЖАНИЕ

Основная часть. 3

Электрическая схема. 3

Параллельная работа трансформаторов при выполнении всех условий включения на параллельную работу. 4

Параллельная работа трансформаторов с неодинаковыми коэффициентами трансформации. 4

Параллельная работа трансформаторов с неодинаковыми номинальными напряжениями короткого замыкания. 5

РЕФЕРАТ

Трансформатор. Параллельная работа трансформаторов. Внешняя характеристика. Уравнительный ток. Коэффициент трансформации. Напряжение короткого замыкания. Страниц –7. Рисунков – 4. Таблиц – 3. Источников литературы – 2.

ВВЕДЕНИЕ

Параллельная работа двух или нескольких трансформаторов — работа при параллельном соединении их обмоток как на первичной, так и на вторичной сторонах. При параллельном соединении одноименные зажимы обмоток трансформаторов присоединяют к одному и тому же проводусети.

Параллельная работа трансформаторов обеспечивает; бесперебойное энергоснабжение потребителей в случае аварии или необходимости ремонта трансформаторов в роботу трансформаторов с наибольшим КПД (варьируя количество работающих трансформаторов, чтобы каждый из них был нагружен оптимально).

Для достижения наилучших условий параллельной работы трансформаторов необходимо, чтобы нагрузка распределялась между параллельно работающими трансформаторами пропорционально их номинальной мощности. Такое распределение нагрузки достигается при условиях, когда параллельно работающие трансформаторы имеют :

— одинаковые группы соединения обмоток;

— равные первичные и вторичные номинальные напряжения (равные коэффициенты трансформации);

— равные номинальные напряжения короткого замыкания;

Из названных трех условий безусловно обязательным является первое» а второе и третье могут выполняться с определенными допусками, устанавливаемыми государственным стандартом.

В данной работе было проверено включении трансформаторов на параллельную работу при: выполнение всех условий, при неравных коэффициентах трансформации, неодинаковых номинальных напряжениях короткого замыкания.

Основная часть

Электрическая схема

Параллельная работа трансформаторов при выполнении всех условий включения на параллельную работу

В данном опыте одноименные зажимы вторичных обмоток трансформатора (рис. 1) соединяются между собой. Вольтметр подключается к зажимам нагрузки, при этом переключатель П1 устанавливается в положение 1 и 2, переключатель П 2 в положение 1,2,3.

Параллельной работой двух или нескольких трансформаторов называется работа при параллельном соединении их обмоток как на первичной, так и на вторичной сторонах. При параллельном соединении одноименные зажимы трансформаторов присоединяют к одному и тому же проводу сети (рис. 2.7, а).

Рис. 2.7. Включение трансформаторов на параллельную работу

Применение нескольких параллельно включенных трансформаторов вместо одного трансформатора суммарной мощности необходимо для обеспечения бесперебойного энергоснабжения в случае аварии в каком-либо трансформаторе или отключения его для ремонта. Это также целесообразно при работе трансформаторной подстанции с переменным графиком нагрузки, например когда мощность нагрузки значительно меняется в различные часы суток. В этом случае при уменьшении мощности нагрузки можно отключить один или несколько трансформаторов для того, чтобы нагрузка трансформаторов, оставшихся включенными, была близка к номинальной. В итоге эксплуатационные показатели работы трансформаторов (КПД и сosφ2) будут достаточно высокими.

Для того чтобы нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределялась пропорционально их номинальным мощностям, допускается параллельная работа двухобмоточных трансформаторов при следующих условиях:

1. При одинаковом первичном напряжении вторичные напряжения должны быть равны. Другими словами, трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации: kI = kII= kIII=… При несоблюдении этого условия, даже в режиме х.х., между параллельно включенными трансформаторами возникает уравнительный ток, обусловленный разностью вторичных напряжений трансформаторов (рис. 2.8, а):

Рис. 2.8. Появление напряжения ∆U при несоблюдении условий включения трансформаторов на параллельную работу

При нагрузке трансформаторов уравнительный ток накладывается на нагрузочный. При этом трансформатор с более высоким вторичным напряжением х.х. (с меньшим коэффициентом трансформации) оказывается перегруженным, а трансформатор равной мощности, но с большим коэффициентом трансформации — недогруженным. Так как перегрузка трансформаторов недопустима, то приходится снижать общую нагрузку. При значительной разнице коэффициентов трансформации нормальная работа трансформаторов становится практически невозможной. Однако ГОСТ допускает включение на параллельную работу трансформаторов с различными коэффициентами трансформации, если разница коэффициентов трансформации не превышает ±0,5% их среднего значения:

где — среднее геометрическое значение коэффициентов трансформации.

2. Трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединения. При несоблюдении этого условия вторичные линейные напряжения трансформаторов окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга и в цепи трансформаторов появится разностное напряжение ∆U, под действием которого возникнет значительный уравнительный ток. Так, если включить на параллельную работу два трансформатора с одинаковыми коэффициентами трансформации, но один из них принадлежит к нулевой (Y/Y—0), а другой — к одиннадцатой (Y/A—11) группам соединения, то линейное напряжение U2I первого трансформатора, будет больше линейного напряжения U2II второго трансформатора в раз (U2I / U2II = ). Кроме того, векторы этих напряжений окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга на угол 30° (рис. 28, б). В этих условиях во вторичной цепи трансформаторов появится разностное напряжение ∆U. Для определения величины ∆U воспользуемся построениями рис. 28, б: отрезок ОА равен U2II/2 или, учитывая, что U2II = U2I /, получим ОА = 0,5U2I. Следовательно, треугольник, образованный векторами напряжений U2I, U2II и ∆U — равнобедренный, а поэтому разностное напряжение ∆U = U2II. Появление такого разностного напряжения привело бы к возникновению во вторичной цепи трансформаторов уравнительного тока, в 15—20 раз превышающего номинальный ток нагрузки, т. е, возникла бы аварийная ситуация. Величина ∆U становится еще большей, если трансформаторы принадлежат нулевой и шестой группам соединения (∆U = 2U2), так как в этом случае векторы линейных вторичных напряжений окажутся в противофазе (см. рис. 2.3, б).

3. Трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения к. з.: . Соблюдение этого условия необходимо для того, чтобы общая нагрузка распределялась между трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям.

С некоторым приближением, пренебрегая токами х.х., можно параллельно включенные трансформаторы заменить их сопротивлениями к.з. zkI и zkII и тогда от схемы, показанной на рис. 2.9, а, можно перейти к эквивалентной схеме (рис. 2.9, б). Известно, что токи в параллельных ветвях распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям:

Умножим обе части равенства (2.7) на IIIномUном/(I1номUном), левую часть — на Uном/Uном, а правую часть — на 100/100, получим

рис. 2.9. К понятию о распределении нагрузки при параллельной работе трансформаторов.

Из соотношения (2.9) следует, что относительные мощности (нагрузки) параллельно работающих трансформаторов обратно пропорциональны их напряжениям к.з. Другими словами, при неравенстве напряжений к.з. параллельно работающих трансформаторов больше нагружается трансформатор с меньшим напряжением к.з. В итоге это ведет к перегрузке одного трансформатора (с меньшим uк) и недогрузке другого (с большим uк). Чтобы не допустить перегрузки трансформатора, необходимо снизить общую нагрузку. Таким образом, неравенство напряжений к.з. не допускает полного использования по мощности параллельно работающих трансформаторов.

Учитывая, что практически не всегда можно подобрать трансформаторы с одинаковыми напряжениями к.з., ГОСТ допускает включение трансформаторов на параллельную работу при разнице напряжений к.з. не более чем 10% от их среднего арифметического значения. Разница в напряжениях к.з. трансформаторов тем больше, чем больше эти трансформаторы отличаются друг от друга по мощности. Поэтому ГОСТ рекомендует, чтобы отношение номинальных мощностей трансформаторов, включенных параллельно, было не более чем 3:1.

Помимо соблюдения указанных трех условий необходимо перед включением трансформаторов на параллельную работу проверить порядок чередования фаз, который должен быть одинаковым у всех трансформаторов.

Соблюдение всех перечисленных условий проверяется фазировкой трансформаторов, сущность которой состоит в том, что одну пару, противоположно расположенных зажимов на рубильнике (см. рис. 2.7, б), соединяют проводом и вольтметром V (нулевой вольтметр) измеряют напряжение между оставшимися несоединенными парами зажимов рубильника. Если вторичные напряжения трансформаторов равны, их группы соединения одинаковы и порядок следования фаз у них один и тот же, то показания вольтметра V равны нулю. В этом случае трансформаторы можно подключать на параллельную работу. Если вольтметр VQ покажет некоторое напряжение, то необходимо выяснить, какое из условий параллельной работы нарушено. Необходимо устранить это нарушение и вновь провести фазировку трансформаторов. Следует отметить, что при нарушении порядка следования фаз вольтметр V покажет двойное линейное напряжение. Это необходимо учитывать при подборе вольтметра, предел измерения которого должен быть не менее двойного линейного напряжения на вторичной стороне трансформаторов.

Общая нагрузка всех включенных на параллельную работу трансформаторов S не должна превышать суммарной номинальной мощности этих трансформаторов: S≤∑SHOМX .

Распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами определяется следующим образом:

где Sx — нагрузка одного из параллельно работающих трансформаторов, кВА; S—общая нагрузка всей параллельной группы, кВА; S напряжение к.з. данного трансформатора, %; SHOM.X номинальная мощность данного трансформатора, кВА. В выражении (2.10)

Пример 2.1. Три трехфазных трансформатора с одинаковыми группами соединения включены параллельно (см. рис. 2.7, a) на общую нагрузку 5000 кВ А Трансформаторы имеют следующие данные Sном1 = 1000 кВ-А, иk1 = 6,5%, Sном11=1800 кВ-А, иk11= 6,65%, SномIII = = 2200 кВ-А, иk11I = =6,3%. Определить нагрузку каждого трансформатора

Р е ш е н и е. По (2.11) определим

По (2.10) определим нагрузку каждого трансформатора:

т. е. третий трансформатор оказался перегруженным на [(2250 — 2200)/2200]100 = 2,3%.

Для устранения этой перегрузки следует снизить внешнюю нагрузку трансформаторов на 2,3%, т. е. уменьшить ее до S‘=S2,3S/100=5000-2,3 5000/100=4885 кВ·А.

В этом случае суммарная мощность трансформаторов будет использована лишь на 97,7%.

1. Что такое группа соединения и как она обозначается?

2. Какие группы соединения предусмотрены ГОСТом?

3. Как из основной группы соединения можно получить производную?

4. Как изменится отношение линейных напряжений трансформатора, если нулевую группу соединения изменить на 11-ю?

5. Какие условия необходимо соблюдать при включении трансформаторов на параллельную работу?

6. Что такое фазировка трансформатора и как она выполняется?

5. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

Проблему энергоснабжения потребителей с помощью нескольких трансформаторов, включенных параллельно на общую нагрузку. Такое дробление трансформаторной мощности позволяет: отключать часть трансформаторов при уменьшении нагрузки, обеспечивать резервирование мощности при авариях и проведении профилактических ремонтов.

При эксплуатации параллельно включенных трансформаторов важно, чтобы нагрузка между ними распределялась пропорционально их номинальным мощностям. Схема включения на параллельную работу двух однофазных трансформаторов и их упрощенная схема замещения показаны на рис.5.1.

Как видно из схемы замещения по сопротивлению нагрузки протекает ток равный сумме токов первого и второго трансформаторов . Соответственно полная мощность , отдаваемая параллельно работающими трансформаторами в нагрузку

. (5.1)

Здесь полная мощность первого трансформатора, полная мощность второго трансформатора.

Для включения трансформаторов ТрI и ТРII на параллельную работу необходимо, чтобы в режиме холостого хода в их обмотках не возникали уравнительные токи, а при нагрузке не один из трансформаторов не перегружался.

Уравнительные токи протекая между обмотками параллельно работающих трансформаторов вызывают циркуляцию мощности от одного трансформатора к другому, следовательно неравномерную нагрузку трансформаторов, сопровождающуюся увеличением потерь мощности и нагрева:

, (5.2)

где и ЭДС вторичных обмоток трансформаторов в режиме холостого хода (вторичные напряжения при холостом ходе).

Из (5.2) следует, что уравнительный ток отсутствует , если разность ЭДС вторичных обмоток не нагруженного трансформатора равна нулю.

Равенство выполнимо, если ЭДС вторичных обмоток трансформатора одинаковы по величине и совпадают по фазе, т. е. имеют одинаковое количество витков и принадлежат к одной группе соединения обмоток.

Для параллельно работающих трехфазных трансформаторов, имеющих различные номинальные мощности ; ; на рис. 5.2, а показана однолинейная схема включения трансформаторов, в равной степени относящаяся к любой из фаз трехфазной системы. Параллельную работу трансформаторов принято считать идеальной, если возможно осуществить режим максимальной нагрузки так, чтобы ее полная мощность была равна сумме номинальных мощностей всех трансформаторов:

. (5.3)

Из (5.3) следует, что вторичные токи совпадают по фазе. Это возможно, если аргументы сопротивлений короткого замыкания ; ; будут одинаковыми.

Таким образом, идеальные условия параллельной работы трансформаторов можно сформулировать следующим образом:

1. Трансформаторы должны обладать одинаковыми коэффициентами трансформации

2. Трансформаторы должны иметь одну группу соединения обмоток

3. Напряжения короткого замыкания и их составляющие должны быть одинаковыми.

На практике допускается параллельная работа трансформаторов с различием в коэффициентах трансформации не более 1 %. При этом разность вторичных ЭДС и уравнительный ток не протекает (рис. 5.3).

Применения трансформаторов разных групп при параллельной работе не допустимо, так как даже не большой фазовый сдвиг между вторичными ЭДС приведет к появлению значительного уравнительного тока (рис. 5.4).

Если при параллельной работе используют трансформаторы с разными напряжениями короткого замыкания, т. е. с разными сопротивлениями то перегружается трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания.

Тест для самоконтроля

Тема трансформаторы раздел 5

1. УСЛОВИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПАРАЛ-ЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ:

а) первичные обмотки объединены со вторичными обмотками;

б) первичные и вторичные обмотки попарно объединены;

в) первичные и вторичные обмотки объединены последовательно;

г) первичные и вторичные обмотки попарно разомкнуты;

2. УСЛОВИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ:

а) одинаковые группы соединения обмоток;

б) одинаковые номинальные полные мощности;

в) одинаковые номинальные первичные напряжения и коэффициенты трансформации;

г) одинаковые напряжения короткого замыкания;

д) одинаковые номинальные первичные и вторичные токи обмоток.

3. ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ УСЛОВИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ …

а) одинаковые номинальные токи;

б) одинаковые номинальные полные мощности;

в) одинаковые номинальные первичные напряжения;

г) одинаковые напряжения холостого хода;

д) одинаковые группы соединения обмоток.

4. ПАРАЛЛЕЛЬНО МОЖНО ВКЛЮЧАТЬ ТРАНСФОРМАТОРЫ СО СХЕМАМИ ОБМОТОК:

а) Y/Y – 6; б) Y/Y – 0; в) Y/Δ – 11; Δ/Y – 11; г) Δ/Y – 5; Δ/Y – 11;

д) Y/Y – 6; Δ/Y – 5; е) Y/Y – 0; Δ/Δ – 0.

5. РАЗНОСТНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА ОБУСЛОВЛЕНО …

а) разностью первичных напряжений;

б) разностью первичного и вторичного напряжения;

в) разностью вторичных напряжений;

г) разностью вторичного напряжения и напряжения короткого замыкания;

6. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СХЕМЫ ДЛЯ ДВУХ ОДИНАКОВЫХ ТРЕХФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРА С КОЭФФИЦИЕНТАМИ ТРАНСФОР-МАЦИИ K1 = 16 И K2 = 14:

7. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ С РАЗНЫМИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ ТРАНСФОРМАЦИИ …

а) не допускается;

б) допускается если разница коэффициентов трансформации не превышает ;

в) допускается если разница коэффициентов трансформации не превышает ;

а) допускается если разница коэффициентов трансформации не превышает ;

8. УРАВНИТЕЛЬНЫЙ ТОК ТРАНСФОРМАТОРА ОБУСЛОВЛЕН …

а) разностью первичных напряжений;

б) разностью первичного и вторичного напряжения;

в) разностью вторичных напряжений;

г) разностью вторичного напряжения и напряжения короткого замыкания;

9. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СХЕМЫ ДЛЯ ДВУХ ОДИНАКОВЫХ ТРЕХФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРА С НАПРЯЖЕНИЯМИ UК 1 = 4,4 %; UК 2 = 5,5 %:

а) а; б) b; в) с; г) d.

10. МОЩНОСТИ КАЖДОГО ИЗ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩЕГО ТРАНСФОРМАТОРА ПРИ UК 1 = 3,5 %; UК 2 = 4,6 % И ОБЩЕЙ НАГРУЗКЕ

а) P1=121,6 , P2=78,4 ;

б) P1=113,6 , P2=86,4 .

в) P1=101,8 , P2=98,2 ;

г) P1=98,7 , P2=101,3 ;

11. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ С РАЗНЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ …

а) не допускается;

б) допускается если отклонение от их арифметического среднего значения не более ;

в) допускается если разница коэффициентов трансформации не превышает ;

г) допускается если разница коэффициентов трансформации не превышает ;

Читайте также:  Как_положить_плитку_на_паркет
Ссылка на основную публикацию
Отступ_от_границы_участка_при_строительстве_магазина
Статья 57. Минимальные отступы зданий, строений, сооружений от границ земельных участков 1. Общие требования к минимальным отступам зданий, строений, сооружений...
Открытка_папе_в_виде_рубашки
Ольга Вифлянцева Открытка для папы «Праздничная рубашка» В наше время затея поздравить пап именно с 23 февраля не всегда может...
Отопление_гаража_радиатором_автомобиля
Способов эффективного обогрева гаража множество. Один из наиболее эффективных, применение системы водяного отопления. Благодаря своим многочисленным достоинствам, спрос на них...
Панель_управления_стиральной_машины_indesit
Стиральные машины-автоматы (СМА) Indesit пользуются популярностью у россиян за удачное сочетание пары «цена-качество». Итальянские стиралки щедро оснащены программами и режимами...
Adblock detector