ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Глава   восьмая
ТРАНСФОРМАТОРЫ

8.8. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ  РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

Для преобразования электрической энергии высокого напряжения на территории отдельных промышленных предприятий, цехов или рядом с ними устанавливаются трансформаторы, понижающие напряжение до 220, 380 или 500 В, при котором работают большинство потребителей.

С целью сокращения длины проводов низковольтных сетей, а они имеют значительное сечение, и бесперебойного снабжения электроэнергией приемников целесообразно устанавливать не один трансформатор на один цех или промышленное предприяие, а несколько и включить их параллельно. При аварийном выходе из строя или профилактическом ремонте одного из них остальные обеспечат электроэнергией приемники. С той же целью бесперебойного снабжения промышленных предприятий на электрических станциях устанавливаются несколько трансформаторов, включенных параллельно. На рис. 8.18, а изображена схема двух параллельно включенных трехфазных трансформаторов.

Рис. 8.18. Параллельное соединение трехфазных трансформаторов (а), векторные диаграммы (б) к пояснению группы соединения обмоток трансформатора Y/Y

Для нормальной работы параллельно включенных трансформаторов необходимо, чтобы при холостом ходе в их обмотках не возникало так называемых уравнительных токов — это будет при условии, если линейные напряжения первичных и вторичных обмоток трансформаторов соответственно одинаковы по модулю и вторичные линейные напряжения совпадают по фазе, т. е. Uab(1) = Uab(2). Действительно, из уравнения электрического состояния вторичной цепи параллельно включенных трансформаторов, составленного по второму закону Кирхгофа,

Ua(1) - Ub(1) + Ub(2) - Ua(2) - Iyp(Za(1) + Zb(1) + Za(2) + Zb(2)) = 0

вытекает, что

Iyp =	Uab(1) - Uab(2)	,
	4Z

и если Uab(1) = Uab(2), то Iур = 0.

Указанные условия выполняются, если трансформаторы имеют одинаковые схемы соединения первичных и вторичных обмоток и схемы образованы одинаковым способом — звездой: нулевая точка выполнена путем объединения или концов (рис. 18. а), или начал обмоток; треугольником: начало обмотки фазы А соединено с концом обмотки фазы В, начало обмотки фазы В — с концом обмотки фазы С и начало обмотки фазы С — с концом обмотки фазы А (рис. 8.19, а), или конец обмотки фазы А с началом обмотки фазы В и т. д. Все это выражено в группе соединения трансформатора, указанной в его паспорте. Группа соединения определяется углом между векторами линейных напряжений первичной и вторичной обмоток трансформатора. В паспорте трансформатора группа соединений указывается не значением угла, а временем, которое будут показывать часы, когда угол между стрелками часов соответствует углу между линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток.

Рис.  8.19.   К  пояснению  группы  соединения  при  соединении  обмо­ток трансформатора   Y/Δ

Рис. 8.20. Упрощенная схема замещения двух параллельно включенных трансформаторов

Для этого совмещают вектор линейного напряжения первичной обмотки с минутной стрелкой часов и устанавливают ее на цифре 12, а вектор линейного напряжения вторичной обмотки совмещают с часовой стрелкой. Например, при соединении обмоток Y/Y, как изображено на рис. 8.18, а, векторы линейных напряжений совпадают (рис. 8.18, б) — это соответствует 12 часам. Группа соединения трансформатора 12, и на его паспорте будет написано Y/Y-12. Когда первичная обмотка соединена звездой, а вторичная — треугольником, как изображено на рис. 8.19, а, из векторной диаграммы рис. 8.19, б следует, что будет группа соединения 11.

В Советском Союзе выпускаются трансформаторы трех групп со­единения Y/Y-12, Y/YN-12, Y/Δ-11.

Для того чтобы нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределялась пропорционально их номинальным мощностям, трансформаторы должны иметь одинаковое значение напряжения короткого замыкания.

Из упрощенной схемы замещений двух параллельно включенных трансформаторов (рис. 8.20) следует, что

Uк = I'2(1)zк(1) = I'2(2)zк(2) ,

откуда

I'2(1)	=	zк(2)	=	I2(1)	.
I'2(2)		zк(1)		I2(2)

Если трансформаторы имеют одинаковые значения Uк

Uк(1) = I2н(1)zк(1) = Uк(2) = I'2н(2)zк(2) =  Uк ,

то

I'2(1)	=	I2(1)	=	I2н(1)	.
I'2(2)		I2(2)		I2н(2)

Параллельно   включенные   трансформаторы   имеют   одинаковые значения первичных и вторичных напряжений, поэтому

I2(1)	=	I2н(1)U2н √3	=	Sн(1)	.
I2(2)		I2н(2)U2н √3		Sн(2)

Условия нормальной параллельной работы однофазных трансформаторов те же, что и трехфазных. Линейное напряжение однофазного трансформатора есть напряжение между началом и концом соответствующей обмотки.