Параллельная работа трансформаторов: преимущества, особенности, условия подключения
Параллельная работа трансформаторов – подключение трансформаторов на совместную работу, при таком подключении соединяются между собой одноименные выводы обмоток со стороны высокого напряжения и выводы обмотки сторон низкого напряжения.
Соединение только первичных, или только вторичных обмоток между собой не следует смешивать с параллельной работой трансформаторов. Такое соединение определяется, как совместная работа двух трансформаторов.
Для чего нужна параллельная работа трансформаторов
Параллельная работа трансформаторов предполагает подключение двух или более трансформаторов к единой сети и их синхронную работу с обеспечением равного напряжения и частоты на выходе. Этот подход предлагает ряд преимуществ по сравнению со случаем использования одного мощного трансформатора.
Прежде всего, параллельная работа трансформаторов способствует увеличению общей мощности системы электроснабжения, поскольку итоговая мощность таких трансформаторов равняется сумме их индивидуальных мощностей. Эта особенность позволяет использовать трансформаторы меньших размеров и веса, облегчая тем самым их транспортировку, монтаж и обслуживание.
Далее, параллельная работа позволяет распределять нагрузки между трансформаторами либо равномерно, либо в соответствии с потребностями потребителей, повышая тем самым эффективность и экономическую выгоду системы электроснабжения.
Вдобавок к этому, параллельная работа трансформаторов увеличивает надежность работы потребителей энергии, так как при выходе из строя одного трансформатора остальные продолжают стабильно обеспечивать подачу электроэнергии.
Такой подход также минимизирует риск перегрузки или перегревания трансформаторов, которые могут привести к повреждениям оборудования или возгоранию.
Более того, параллельная работа трансформаторов облегчает проведение плановых или аварийных ремонтных работ на одном из них без прерывания работы всей системы электроснабжения.
При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу во избежание негативных последствий для оборудования необходимо учитывать несколько факторов. Рассмотрим подробно условия включения силовых трансформаторов на параллельную работу.
Равенство групп соединения обмоток
Существует несколько групп соединений обмоток трансформатора. Каждая группа отличается своим углом сдвига фаз первичного и вторичного напряжений. Поэтому если включить два трансформатора с разными группами соединения обмоток на параллельную работу, то это приведет к возникновению больших уравнительных токов в обмотках, которые приведут к выходу из строя трансформаторы.
Поэтому первым условием включения трансформаторов на параллельную работу является равенство их групп соединений обмоток.
Номинальная мощность трансформаторов
Второе условие, необходимое для возможности включения трансформаторов на параллельную работу – соотношение их номинальной мощности не более 1 к 3. Например, если номинальная мощность одного силового трансформатора 1000 кВА, то он может быть включен на параллельную работу с другим трансформатором, мощностью от 400 кВА до 2500 кВА – все величины из данного диапазона мощности в соотношении с мощностью 1000 кВА не более 1 к 3.
Параллельная работа трансформаторов с различной номинальной мощностью:
Номинальное напряжение обмоток, коэффициент трансформации
Третье условие – равенство номинальных напряжений обмоток подключаемых на совместную работу трансформаторов. Если напряжение на вторичных обмотках трансформаторов будет отличаться, то это приведет к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь приводят к падениям напряжения и нежелательным потерям.
Допускается незначительное отклонение напряжений — разница коэффициентов трансформации в пределах до 0,5%.
На трансформаторах, где предусмотрена возможность регулировки коэффициента трансформации путем увеличения или уменьшения количества витков обмотки, нужно учитывать положение переключающих устройств – ПБВ или РПН. При необходимости посредством применения данных устройств можно откорректировать напряжение на трансформаторе до требуемых значений, после чего можно соединять вторичные обмотки – включать трансформаторы на параллельную работу.
Напряжение короткого замыкания
На каждом трансформаторе в паспорте указывается такой параметр, как напряжение короткого замыкания. Эта величина показывает процентное соотношение к номинальному напряжению первичной обмотки силового трансформатора, которое необходимо подать на первичную обмотку, чтобы по обмотке протекал номинальный электрический ток, при замкнутых накоротко выводах вторичной обмотки.
Напряжение короткого замыкания характеризует внутреннее сопротивление обмоток силового трансформатора. Поэтому если включить параллельно трансформаторы с разными показателями напряжения короткого замыкания, то внутренние сопротивления трансформаторов будут непропорциональны и при подключении нагрузки трансформаторы будут нагружены неравномерно: один из трансформаторов может быть перегружен, а другой недогружен.
В данном случае нагрузка будет распределяться обратно пропорционально напряжению короткого замыкания – то есть трансформатор с меньшим значением напряжения КЗ будет перегружен.
Поэтому четвертым условием включения трансформаторов на параллельную работу является равенство напряжений короткого замыкания. Допускается разница напряжений короткого замыкания на 10%.
Распределение нагрузки между трансформаторами разной мощности
При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу возникает вопрос: а как будет распределена нагрузка между трансформаторами разной номинальной мощности? При соблюдении вышеперечисленных условий нагрузка на трансформаторах будет распределена пропорционально, в соответствии с их номинальными мощностями.
Но, не смотря на соответствие паспортных данных вышеприведенным условиям, фактические параметры включаемых на параллельную работу трансформаторов могут немного отличаться.
В первую очередь это связано с техническим состоянием трансформатора, возможными несоответствиями, допущенными на производстве либо внесенными изменениями в конструкцию при выполнении ремонтно-восстановительных работ. В таком случае при включении трансформаторов на параллельную работу может наблюдаться непропорциональное распределение нагрузки.
Возможный вариант решения данной проблемы — изменение коэффициента трансформации переключением устройства ПБВ или РПН. В данном случае необходимо экспериментально откорректировать напряжение на вторичной обмотке трансформаторов таким образом, чтобы на обмотке недогруженного трансформатора напряжение было выше, чем на другом трансформаторе.
После выбора трансформаторов с учетом вышеприведенным условий необходимо выполнить еще одно важное условие – соблюсти фазировку при подключении выводов вторичных обмоток во избежание создания аварийной ситуации в электросети – междуфазного короткого замыкания.
То есть перед тем как соединить выводы вторичных обмоток необходимо убедиться в том, что будут подключены одноименные выводы – для этого выполняется пофазная проверка специальными указателями для фазировки.
При включении трансформаторов на параллельную работу не менее важно правильно выбрать оборудование для их подключения к электрической сети.
Выбор коммутационных аппаратов и соединительных токопроводов по стороне ВН и НН трансформаторов осуществляется по номинальному току обмоток трансформатора с учетом допустимых кратковременных перегрузок.
Защитные аппараты – высоковольтные выключатели, автоматически выключатели или предохранители должны быть выбраны таким образом, чтобы обмотки не подвергались перегрузкам выше допустимых значений, были защищены от возможных коротких замыканий в электрической сети.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Параллельная работа трансформаторов
Под параллельной работой двухобмоточных трансформаторов согласно стандарта понимается работа трансформаторов (двух, трех или более) при параллельном соединении как первичных, так и вторичных обмоток. Параллельная работа нескольких трансформаторов имеет ряд следующих технических и экономических преимуществ по сравнению с работой одного мощного трансформатора:
- Надежность снабжения потребителей электроэнергией, так как выход из строя одного из трансформаторов не лишает потребителей энергии. Нагрузка выбывшего трансформатора может быть временно принята полностью или частично оставшимися трансформаторами;
- Резервная мощность трансформаторов при их параллельном включении будет значительно меньшей, чем при питании потребителей от одного мощного трансформатора;
- В периоды снижения нагрузок (в течение суток или весеннего и летнего сезона) в энергетических системах— на повышающих, понижающих или на районных трансформаторных подстанциях,часть трансформаторов может быть отключена, что обеспечит более экономичный режим работы подстанции за счет уменьшения потерь холостого хода трансформаторов и их загрузки на максимальный кпд.
- Постепенное развитие подстанций. При подключении новых потребителей электрической энергии увеличение трансформаторной мощности может быть выполнено дополнительным включением одного или нескольких трансформаторов на параллельную работу. Это особенно необходимо на районных понижающих подстанциях, снабжающих энергией большие промышленные районы.Новое строительство, электрификация различных отраслей народного хозяйства, расширение действующих предприятий требуют из года в год увеличения мощностей электрических установок, а следовательно, и большего отпуска электроэнергии районными подстанциями.
Следует строго отличать параллельную работу трансформаторов от совместной, когда они включены лишь одной стороной на общие шины. На рисунке 1 показаны различные примеры включения трансформаторов одной стороной на общие шины. На рис. 1,а показана совместная работа двух повышающих трансформаторов, когда первичные обмотки их включены на общие шины 6300 В, а вторичные работают раздельно; на рис. 1,б — совместная работа трех понижающих трансформаторов,включенных со стороны первичных обмоток (ВН) на общие шины 110 000 В, а вторичные обмотки работают раздельно, а на рис. 1,в — совместная работа двух повышающих трансформаторов, включенных вторичными обмотками на общие шины 121000 В, в то время как их первичные обмотки электрически не связаны.
а — совместная paбота повышающих трансформаторов со стороны обмоток НН;
б — совместная paботa понижающих трансформаторов со стороны обмоток BН;
в —совместная работа повышающих трансформаторов со стороны обмоток ВН.
Совместная работа трансформаторов, т. е. случаи,когда трансформаторы одной из своих обмоток (безразлично какой) работают на общие шины, нами рассматриваться не будут.
Параллельная работа четырех трансформаторов.(рис.2)
Условия параллельной работы трансформаторов
При параллельной работе двухобмоточиых трансформаторов нагрузка между ними будет распределяться пропорционально их номинальной мощности лишь при
следующих условиях:
Номинальные напряжения первичных и вторичных обмоток трансформаторов должны быть соответственно равны.
Напряжения короткого замыкания должны быть равны.
Группы соединений обмоток трансформаторов должны быть тождественны, т. е. параллельно работающие трансформаторы должны принадлежать к одной группе.
Кроме того отношение наибольшей номинальной мощности к наименьшей не должно превышать 3:1.
Суммарная нагрузка параллельно включенных трансформаторов должна быть такова, чтобы ни один из трансформаторов не был нагружен более его нагрузочной способности. Допускается параллельная работа трансформаторов и при неполном равенстве номинальных напряжений и напряжений короткого
замыкания при условии, чтобы ни один из параллельно включенных трансформаторов не был нагружен более его нагрузочной способности.
Имеются указания, относящиеся к параллельной работе трансформаторов:
Допускается параллельная работа двухобмоточных трансформаторов и трехобмоточных трансформаторов между собой на всех трех обмотках, а также двухобмточных с трехобмоточными, если предварительным расчетом установлено, что ни одна из обмоток параллельно соединенных трансформаторов не нагружается выше ее нагрузочной способности на тех ответвлениях и в тех режимах, в которых предусматривается параллельная работа.
Параллельная работа трансформаторов с отношением номинальных мощностей больше чем 3 не рекомендуется.
При параллельной работе трансформаторов с РПН (РПН — регулирование напряжения путем переключения ответвлений обмотки трансформатора под нагрузкой), имеющих дистанционное ручное или автоматическое управление, их приводы должны обеспечивать при подаче команды на переключение практически одновременное окончание процесса переключения с одного ответвления на другое для всех параллельно работающих трансформаторов. Трансформаторы с РПН мощностью ниже 1000 кВА не предназначены для параллельной работы.
Условия параллельной работы трансформаторов
Параллельная работа трансформатора характеризуется особенной работой обмоток. К первичным контурам подводится питающая сеть. Подключение обмотки вторичного типа производится к общей сети. Исходящее электричество питает различных потребителей.
- 1 Требования сети
- 2 Особенности
- 3 Условия
- 4 Невыполнение условий
- 5 Выполнение фазировки
Требования сети
Включение трансформаторов на параллельную работу вызвано определенными особенностями эксплуатации электроустановок. Представленный подход позволяет решить проблемы электроснабжения.
При параллельном подключении силовых трансформаторов удается избежать увеличения токов основного устройства. Система менее подвержена перегрузкам. В процессе параллельного подключения обмоток трансформатора уменьшается показатель сбоев в работе электросети. Вероятность, что не будут работать сразу два трансформаторных устройства, крайне мала.
При эксплуатации силового оборудования высокой мощности необходимо обеспечить достаточное пространство (в высоту) для установки агрегата. В небольшом помещении допускается параллельная работа трансформаторов, согласно ПУЭ. На территории одной электроустановки со стандартными размерами пространства возможно использовать необходимое количество силовой аппаратуры. Для увеличения продуктивности, безопасности работающих от разных источников агрегатов, потребуется правильно создать параллельное соединение обмоток.
Особенности
Параллельное соединение трансформаторов тока должно выполнять установленные правила и условия включения. Силовые агрегаты при включении должны характеризоваться определенным показателем полной мощности. Эта величина соответствует сумме мощностей соединенных приборов. При этом выполняется условие. Величины сопротивлений, коэффициент трансформации в процессе включения трансформаторов на параллельную работу, равны.
Если величины мощности неодинаковы, нагрузка делится в соответствии с номиналами. Это происходит при условии равенства коэффициента трансформации подключаемых объектов.
Существует правило. Разрешается допускать соединения параллельным включением установок с мощностью выше в 2 раза. В этом случае нужно следить за работой агрегатов. Трансформаторы не функционируют постоянно.
Условия
Существуют определенные условия параллельной работы трансформаторов. Всего установлено 5 пунктов. Включенные приборы работают правильно при следующих условиях:
- Фазировка. Выполнение этого условия трансформаторами является обязательным. Иначе будет наблюдаться короткое замыкание. Токи вторичных цепей позволяют выполнить фазировку. Фазы соединений согласовываются со стороны низкого, высокого напряжения.
- Напряжение на обмотках вторичных и первичных катушек при соединении должно быть разным. Это условие выполняется с соблюдением особенностей изоляции. Коэффициент трансформации всех элементов системы должен быть идентичным. Соединить устройство допускается, если отклонение показателя не превышает 0,5 %.
- Напряжение короткого замыкания равно для всех агрегатов. Это способствует выполнению обмотками установленных функций. Сопротивление контура возрастает при высоком напряжении короткого замыкания. Увеличивая его уровень для маломощного агрегата, можно получить перегрузку. Для нормальных условий функционирования системы при выполнении стандартов отклонение между показателями короткого замыкания устройств не превышает 10%.
- Включить параллельным соединением допускается одинаковые обмотки, соответствующие друг другу. При несоблюдении этого условия работающими приборами вырабатываются уравнительные токи. Наблюдается сдвиг фазы.
- Мощность аппаратуры не должна отличаться в 3 раза. Это является важным условием правильной работы системы. В противном случае мощный прибор увеличивает нагрузку на следующие приборы. Маломощные агрегаты будут перегружены. Соединять подобные устройства запрещается правилами безопасности.
Следуя перечисленным условиям, обеспечивается стабильная, эффективная работа силового оборудования. Безопасность и надежность функционирования системы повышается.
Невыполнение условий
Если не соблюдается хотя бы одно из условий, следует ожидать сбоев в работе оборудования. Нужно знать, в каком случае эксплуатация коммутированной установки будет небезопасной.
При использовании разных типов соединения появляется сдвиг фаз. При этом по контурам будет бежать ток, превышающий установленные производителем параметры. Максимальное увеличение значения появляется при возникновении короткого замыкания. Сдвиг фазы при этом составляет 180º для трансформаторов с группами обмоток 12 и 6.
Следующая небезопасная ситуация возможна при неравенстве коэффициентов трансформации. Во вторичной обмотке появится результирующее напряжение. Электричество будет протекать по цепи на холостом ходу.
При несовпадении показателей короткого замыкания будут неравны внутренние сопротивления. На холостом ходу электричество не появится, но нагрузка распределится в обратной зависимости от их сопротивления. Маломощный агрегат в такой ситуации будет перегружен.
Выполнение фазировки
Чтобы избежать появления короткого замыкания, на низшем выводе напряжения проводится фазировка. Если этот показатель в указанной точке не превышает 1000 В, применяется вольтметр. Его настраивают на соответствующий уровень напряжения.
Фазируемые обмотки соединяют. Это позволит получить замкнутый контур. Обмотки могут иметь заземленную нейтраль или выпускаться без нее. В первом случае контур замыкается через землю. Сопротивление между выводами замеряется. Результат сопоставляется с указанными производителем значениями.
Если нейтраль в конструкции не предусмотрена, потребуется ставить последовательно перемычку между соответствующими выводами двух трансформаторов. Между ними замеряют напряжение. Чтобы обеспечить безопасную работу агрегатов, соединяют те выводы, между которыми при замере не было напряжения.
Рассмотрев особенности параллельного соединения трансформаторных устройств, а также условия и рекомендации по проведению этого процесса, можно обеспечить стабильную и безопасную работу системы. Это предоставляет массу преимуществ в процессе энергоснабжения потребителей электричеством.
Тема: 2 трансформатора для увеличения мощности
2 трансформатора для увеличения мощности
Думаю, что так можно, но на всякий случай спрашиваю. можно ли у одинаковых трансформаторов, для увеличения мощности, подключить вторичные обмотки параллельно?
27.09.2016, 05:49 #2
Старый знакомый Регистрация 25.02.2015 Адрес Алтайский край г. Барнаул Возраст 66 Сообщений 798
Re: 2 трансформатора для увеличения мощности
В некоторых трансформаторах ТАН обмотки подключают параллельно.
27.09.2016, 06:05 #3
Частый гость
Автор темы
Регистрация 16.04.2011 Сообщений 334
Re: 2 трансформатора для увеличения мощности
Сообщение от jeell58 
В некоторых трансформаторах ТАН обмотки подключают параллельно.
А это в какую либо сторону ухудшает или улучшает характеристики для звука.. или наука ни чего по этому поводу не знает..
27.09.2016, 06:35 #4
Старый знакомый Регистрация 25.02.2015 Адрес Алтайский край г. Барнаул Возраст 66 Сообщений 798
Re: 2 трансформатора для увеличения мощности
Наверное влияет, увеличивается сила тока, уменьшаются просадки напряжения.
27.09.2016, 07:31 #5
Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,113
Re: 2 трансформатора для увеличения мощности
Сообщение от kvv1
или наука ни чего по этому поводу не знает
Почему не знает — емкость межобмоточная удвоится, т.е. связь с питающей сетью усилится, больше помех будет попадать из сети в усилительный тракт.
Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
27.09.2016, 09:04 #6
Завсегдатай Регистрация 27.10.2003 Адрес деревня Гадюкино Сообщений 3,076
Re: 2 трансформатора для увеличения мощности
Сообщение от kvv1
можно ли у одинаковых трансформаторов, для увеличения мощности, подключить вторичные обмотки параллельно?
Можно. Но сначала убедиться, что они действительно одинаковые. А у ТАНов и иже с ними — всякое бывает.
ремонт Hi-Fi/Hi-End аппаратуры.
27.09.2016, 11:45 #7
Завсегдатай Регистрация 28.12.2012 Адрес Москва Сообщений 4,089
Re: 2 трансформатора для увеличения мощности
вместо полного моста можно применить выпрямитель Миткевича.
тогда будут задействованы обе вторички двух трансформаторов без какого-либо паразитного влияния друг на друга.
27.09.2016, 12:06 #8
Старый знакомый Регистрация 30.08.2008 Адрес Санкт-Петербург Сообщений 905
Re: 2 трансформатора для увеличения мощности
Сообщение от kvv1
Думаю, что так можно,
правила (ПТЭЭП) разрешают:
«. 2.1.19. Допускается параллельная работа трансформаторов (автотрансформаторов) при условии, что ни одна из обмоток не будет нагружена током, превышающим допустимый ток для данной обмотки.
Параллельная работа трансформаторов разрешается при следующих условиях:
- группы соединений обмоток одинаковы;
- соотношение мощностей трансформаторов не более 1:3;
- коэффициенты трансформации отличаются не более чем на +/- 0,5%;
- напряжения короткого замыкания отличаются не более чем на +/- 10%;
- произведена фазировка трансформаторов.
А реально , для усилителя соединять и первички и вторички параллельно очень нежелательно. Гораздо эффективнее первички соединить параллельно, а вторички -последовательно.
ПРи параллельной работе не избежать уравнительных токов. У трансформаторов, даже одинакового конструктива, немного отличаются внешние характеристики. в случае переменной нагрузки ( потребляемый от трансформатора ток меняется, наличие фильтров не исключает это полностью) это вызовет разное смещение рабочей точки по внешней характеристике .
Уравнительные токи приводят к повышенным потерям, нагреву. и выходу на колено кривой намагничивания — это неизбежно будет слышно.