Рис. 2.29. Схема переключения ответвлений с токоограничивающими сопротивлениями

2.7. Параллельная работа трансформаторов

Под параллельной работой двух или нескольких трансформаторов по­ нимается такая работа, когда их вторичные обмотки подключены к общей на­ грузке, а первичные получают питание от одной сети (рис. 2.30).

Параллельное включение трансформаторов находит широкое применение в электрических системах: используется при сильных сезонных и суточных ко­ лебаниях нагрузки (в этом случае в зависимости от общей нагрузки можно ос­ тавлять в работе столько трансформаторов, чтобы каждый из них имел нагруз­ ку, близкую к номинальной, а суммарные потери в них были бы минимальны­ ми); для обеспечения резервирования в электроснабжении при аварии или ре­ монте трансформатора; если передаваемая мощность превышает ту, на которую рассчитан трансформатор.

При параллельной работе трансформаторов следует каждый из них нагру­ жать токами, пропорциональными их номинальным мощностям. Тогда макси­ мальная мощность, забираемая от всех включенных трансформаторов, может быть равна сумме их номинальных мощностей. Для этого необходимо, чтобы трансформаторы, включаемые на параллельную работу, имели равные первич­ ные и равные вторичные номинальные напряжения, а следовательно, и одина­ ковые коэффициенты трансформации, группы соединений обмоток, напряже­ ния короткого замыкания.

При несоблюдении первых двух условий, даже в режиме холостого хода, между параллельно включенными трансформаторами возникает уравнительный

(2.18)

(2.19)

При нагрузке трансформаторов уравнительный ток накладывается на на­ грузочный. При этом трансформатор с более высоким вторичным напряжением холостого хода (с меньшим коэффициентом трансформации) оказывается пере­ груженным, 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 машин становится практически невозможной. Однако ГОСТ допускает включение на параллельную работу трансформаторов с различными коэффициентами трансформации, если их разница не превышает ±0,5% их

где К ~ iK ,K u - среднее геометрическое значение коэффициентов трансфор­

мации.

При несоблюдении третьего условия вторичные линейные напряжения трансформаторов окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга и в цепи трансформаторов появится разностное напряжение д и , под действием которого возникнет значительный уравнительный ток. Так, если включить на параллельную работу два трансформатора, один из которых принадлежит к ну­ левой, а другой - к 1 1 -й группе соединения, то их линейные напряжения ока­ жутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 30° (рис. 2.31, б).

При этом появится разностное напряжение

AU = 2 .u 2 sini50 = 0,52-U2.

Соблюдение четвертого условия (равенство напряжений короткого замы­ кания) необходимо для того, чтобы общая нагрузка распределялась между трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям.

При исследовании параллельной работы трансформаторов с неодинако­ выми напряжениями короткого замыкания пренебрежем намагничивающими токами и будем считать, что машины имеют равные коэффициенты трансфор­ мации и одинаковые группы соединений. При этих условиях уравнительные токи в их обмотках будут отсутствовать. Схема замещения для параллельной работы двух трансформаторов, сопротивления короткого замыкания которых равны Z KI и Z KII , показана на рис. 2.32.

Рис. 2.32. Схема замещения для параллельной работы двух трансформаторов

Известно, что токи в параллельных ветвях распределяются обратно про порционально их сопротивлениям:

второго трансформаторов.

Из соотношения (2.23) следует, что относительные мощности (нагрузки) параллельно работающих трансформаторов обратно пропорциональны их на­ пряжениям короткого замыкания. Другими словами, при неравенстве напряже­ ний короткого замыкания параллельно работающих трансформаторов больше нагружается трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания. В итоге это ведет к перегрузке одного трансформатора (с меньшим U к) и не­