Включение трансформаторов на параллельную работу
Параллельная работа трансформаторов, т. е. включение их на одни сборные шины ВН и НН, а также СН, возможна: а) при равенстве их первичных и их вторичных напряжений; б) при равенстве напряжений короткого замыкания; в) тождественности групп соединения обмоток. На этих же условиях возможна параллельная работа и автотрансформаторов, а также трансформаторов с автотрансформаторами.
У трансформаторов, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации, напряжения на зажимах вторичных обмоток неодинаковы. При включении таких трансформаторов на параллельную работу в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений.
Уравнительный ток равен:
где D U = U 1 — U 2 — разность вторичных напряжений трансформаторов; ZK 1 и ZK 2 — сопротивления первого и второго трансформаторов, определяемые по формуле
где u к% — напряжение КЗ трансформатора.
Пример. Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включаются на параллельную работу. Трансформаторы имеют следующие параметры: S 1 = S 2 =10000 кВ·А ; U 1 =6600 В; U 2 =6300 В; uk 1 = u к2 =8% ; группы соединения обмоток U/D-11. Определить уравнительный ток после включения на параллельную работу.
Решение. Номинальные токи трансформаторов
Разность вторичных напряжений
Из примера видно, что при неравенстве вторичных напряжений трансформаторы будут загружаться уравнительным током даже в режиме холостого хода. При работе под нагрузкой уравнительный ток налoжится на ток нагрузки. Уравнительный ток, загружая обмотки трансформаторов, увеличивает потери энергии в них и снижает суммарную мощность подстанции. Поэтому разность вторичных напряжений при включении трансформаторов на параллельную работу должна быть минимальной. Отклонения по коэффициенту трансформации допускаются в пределах ±0,5% номинального значения. Напряжение короткого замыкания ик является постоянной для каждого трансформатора величиной, зависящей исключительно от его конструкции. При работе трансформатора под нагрузкой необходимо равенство их ик. Это объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально их мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. В общем случае неравенство ик приводит к недогрузке одного трансформатора и перегрузке другого. Если два трансформатора номинальной мощности S 1 и S 2 имеют различные напряжения короткого замыкания u к1 и u к2 соответственно, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по формуле
где S ‘ и S » — реальные нагрузки первого и второго трансформаторов; u ‘к — некоторое эквивалентное напряжение короткого замыкания параллельно включенных трансформаторов.
Пример. На параллельную работу включаются два трансформатора мощностью S 1 =S 2 =10000 кВ·А , имеющих напряжения короткого замыкания u к1 =8%, u к2 =6,5% . Суммарная мощность нагрузки потребителей S = 20000 кВ·А. Определить, как распределится нагрузка между трансформаторами.
Решение. Эквивалентное напряжение короткого замыкания
Таким образом, при включении на параллельную работу трансформаторов с различными напряжениями короткого замыкания трансформатор с меньшим uk примет на себя бόльшую нагрузку .Некоторое перераспределение (выравнивание) нагрузки в данном случае можно получить путем изменения коэффициента трансформации, т. е. повышением вторичного напряжения недогруженного трансформатора. Но пользоваться этим способом в эксплуатации не следует, так как при этом возрастают потери от уравнительного тока.
Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов возможно только при равенстве напряжений короткого замыкания. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонениями ик на основном ответвлении не более чем на ± 10%. Такое допущение связано с технологией изготовления трансформаторов, т. е. с отступлениями в размерах обмоток, влияющих на ик.
Рис. 1. 8. Разность напряжений ДU при сдвиге векторов вторичных напряжений U 1 и U 2 по фазе на угол d
Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении и, особенно в том случае, если они имеют меньшие ик. Поэтому при отношении мощностей трансформаторов более 1: 3 целесообразно при возрастании нагрузок совсем отключить трансформатор меньшей мощности, чтобы не подвергать его недопустимой перегрузке.
Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений обмоток, невозможна по той причине, что между вторичными обмотками одноименных фаз соединяемых трансформаторов появляется разность напряжений, обусловленная углом сдвига 5 между векторами вторичных напряжений (рис. 1.8). Уравнительный ток при сдвиге векторов на угол 5 определяется по формуле
где u к1 и u К2 — напряжения короткого замыкания первого и второго трансформаторов; I 1 и I 2 — номинальные токи первого и второго трансформаторов соответственно.
Пример. Подсчитаем значение уравнительного тока, предположив, что на параллельную работу оказались включенными два трансформатора с одинаковыми номинальными токами (I 1 = I 2 = I ) и одинаковыми напряжениями короткого замыкания (uk 1 =ик2=ик), но при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторичных обмоток на угол 60° (например, группы соединений Y/D-11 и Y/D-1). В этом случае уравнительный ток равен:
Например, при ик=6,5% уравнительный ток достигает почти восьмикратного значения номинального, что равносильно короткому замыканию.
Группы соединения обмоток в ряде случаев могут быть изменены путем перемаркировки выводов и соответствующего присоединения к ним шин. В других случаях необходимо вскрытие трансформатора для изменения группы соединения его обмоток.
включение трансформаторов 10/0,4 в параллель
Инструкция Минэнерго по переключениям не допускает включение в параллель трансформаторов 10/0,4
С чем это связано?
Хотели на ПС 35-110/6 кВ ТСНы поставить кратковременно в параллель, чтобы контакты РПО, РПВ не откидывались.
2 Ответ от alex.larionov2011 2015-09-09 17:43:43
- alex.larionov2011
- Пользователь
- Неактивен
- Зарегистрирован: 2015-08-16
- Сообщений: 3
- Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: включение трансформаторов 10/0,4 в параллель
aidar. пожалуйста поконкретнее какие именно трансформаторы вы хотелибы включить в парралель. мне не очень понятна постановка вопроса.
3 Ответ от matu 2015-09-09 21:21:07
Re: включение трансформаторов 10/0,4 в параллель
Подробности в студию. Также не ясна конечная цель и сдерживающие факторы.
4 Ответ от Саня 2015-09-10 09:15:13 (2015-09-10 09:16:41 отредактировано Саня)
Re: включение трансформаторов 10/0,4 в параллель
aidar пишет:
Инструкция Минэнерго по переключениям не допускает включение в параллель трансформаторов 10/0,4
С чем это связано?
Условия включения трансформаторов в параллель определены и общеизвестны в не зависимости от напряжения, в том числе 10/0,4.
Касательно ТСН на подстанциях. Ради примера: представьте двухтрансформаторную подстанцию 110/10. ТСН запитаны с выводов 10кВ трансформатора 110/10кВ. Секции 10кВ работают раздельно, т.е. секционники по 10кВ отключены. Вы паралелите ТСН по стороне 0,4кВ, тем самым объединяете две системы 110кВ, через трансформацию 110/10/0,4кВ.
1. В нормальном режиме: даже если РПНом установите равные напряжения по 10кВ, по стороне 0,4кВ будет переток «мама не горюй». А если ещё в момент параллельной работы на линии 110кВ изменится напряжение ввиду наброса нагрузки, то см. п.2.
2. Если на одной из линий 110кВ возникнет КЗ, будет подпитка со второй линии через трансформацию 110/10/0,4 — 0,4/10/110. Результат — в лучшем случае садим собственные нужды на 0. В худшем — сгорят вводные автоматы 0,4кВ или сам ТСН, если что-то не так с коммутационными аппаратами или релейкой ТСН по стороне 10 и 0,4кВ.
Оперативные переключения ПС110\10кВ, Включение на параллельную работу
Здравствуйте! Имеется ПС110\10кВ по ВН две секции 110кВ с секционными выключателем и две секции 10кВ с секционным выключателем. Одинаковые трансформаторы с РПН, нейтраль 110кВ заземлена ЗОН включен, нейтраль 10кВ изолирована, имеются два ДГР через нейтралеобразующий трансформатор. ПС тупиковая, питается от РУ-110кВ которое представлено полуторной схемой, 3 выключателя на 2 присоединения.
Возникают вопросы о секционировании этих трансформаторов по ВН и НН.
1. При секционировании по НН ступени РПН выравниваются и включается секционный выключатель 10кВ. Вопрос возникает о возможных перетоках, могут ли они быть при разной нагрузке. Как я понимаю трансформаторы являются гальванической развязкой и перетоки из сети 110кВ никак не пройдут через трансформаторы и через секционник 10кВ будут идти только уравнительные токи ввиду различия нагрузок по секциям 10кВ. В интернете уже ознакомился с мнениями, что такое действие нужно согласовывать с вышестоящим ДЦ, поскольку включение секционника 10кВ может вызвать большие перетоки. Так повлияет ли секционирование трансформаторов по 10кВ на сеть 110кВ если транзит далеко? В описанном случае по идее повлиять не должен, поскольку в вышестоящей ПС110кВ со схемой полуторной все выключатели включены и секции работают в параллели.
2. Вопрос напишу сюда же, дабы не засорять форум дилетантскими вопросами. Можно ли включить на параллельную работу два трансформатора 10\0,4 по стороне НН путем включения секционного выключателя со следующими условиями: 1) на одном из них на стороне ВН 10кВ «Земля в сети» 2) Нагрузка на обоих трансформаторах одинаковая и включение секционного выключателя 0.4кВ происходит без проблем в нормальном режиме. 3) схема трансформаторов Треугольник во ВН и Звезда с нулем по НН. Насколько я могу судить трансформатор представляет собой гальваническую развязку, к тому же линейные напряжения в норме, а следовательно на схему треугольника по ВН это никак не повлияет. Не могу понять почему у людей мнения разделяются по этим вопросам.
Вопросы от оперативного персонала, поэтому готов к критике.
Буду особенно благодарен если будет посоветована литература, в которой затронуты вопросы секционирования сетей и трансформаторов.
Спасибо.
2 Ответ от doro 2023-08-21 12:31:01
Re: Оперативные переключения ПС110\10кВ, Включение на параллельную работу
Кратковременно такой режим допускается. И так повышенный риск при переключениях. Перегеруз одного из трансформаторов в разумных пределах на разумное время допустим. Допустим, вывод трансформатора без погашения потребителей. Но, если после каких-то переключений забыли на долгое время нарушенную схему (СВ включен и В-10 выводимого трансформатора включен), можете нарваться на неприятности. В нашей энергосистеме произошел отказ АПВ при КЗ на одной из параллельных линий по этой причине.
По поводу ОЗЗ. Мнения моих слушателей — диспетчеров расходятся (это речь идет по поводу ОЗЗ в сети 6 — 10 кВ). Когда поочередным отключением фидеров выявить место повреждения не удается, остается выявлять место повреждения на секции шин или на вводе. Можно ли выявить переводом на питание от смежного трансформатора? Дополнительный риск, который берет на себя диспетчер.
3 Ответ от Lekarь 2023-08-21 12:46:19
Re: Оперативные переключения ПС110\10кВ, Включение на параллельную работу
Боров писал(а) : ↑
2023-08-20 22:52:05
Здравствуйте! Имеется ПС110\10кВ по ВН две секции 110кВ с секционными выключателем и две секции 10кВ с секционным выключателем. Одинаковые трансформаторы с РПН, нейтраль 110кВ заземлена ЗОН включен, нейтраль 10кВ изолирована, имеются два ДГР через нейтралеобразующий трансформатор. ПС тупиковая, питается от РУ-110кВ которое представлено полуторной схемой, 3 выключателя на 2 присоединения.
Тупиковая подстанция, в смысле отпаечная, каждый трансформатор питается от своей линии?
Питающие вашу подстанцию линии, идут от узловой подстанции по схеме 3/2 на какие подстанции или электростанции? Или это тупиковые линии с односторонним питанием?
Добавлено: 2023-08-21 14:46:19
Боров писал(а) : ↑
2023-08-20 22:52:05
Можно ли включить на параллельную работу два трансформатора 10\0,4 по стороне НН путем включения секционного выключателя .
Уточните, что вы считаете за «параллельную работу»:
1. Это два трансформатора на одном объекте, уже объединены по стороне ВН и вы еще хотите их объединить по стороне НН?
2. Это два трансформатора на одном объекте подключены к разным источникам питания, а вы хотите объединить их по НН? В данном случае я под разными источниками питания имею ввиду, даже одну линию, но места разных ответвлений от неё на указанные трансформаторы.
И вы ответ хотите услышать, как по жизни или как по правилам?
4 Ответ от Боров 2023-08-26 12:14:37
Re: Оперативные переключения ПС110\10кВ, Включение на параллельную работу
Lekarь писал(а) : ↑
2023-08-21 12:46:19
Тупиковая подстанция, в смысле отпаечная, каждый трансформатор питается от своей линии?
Питающие вашу подстанцию линии, идут от узловой подстанции по схеме 3/2 на какие подстанции или электростанции? Или это тупиковые линии с односторонним питанием?Добавлено: 2023-08-21 14:46:19
Уточните, что вы считаете за «параллельную работу»:
1. Это два трансформатора на одном объекте, уже объединены по стороне ВН и вы еще хотите их объединить по стороне НН?
2. Это два трансформатора на одном объекте подключены к разным источникам питания, а вы хотите объединить их по НН? В данном случае я под разными источниками питания имею ввиду, даже одну линию, но места разных ответвлений от неё на указанные трансформаторы.
И вы ответ хотите услышать, как по жизни или как по правилам?
Да, все верно, каждый трансформатор питается от собственной линии, которая не имеет отпаек, это две тупиковые линии с односторонним питанием, которые берут начало с 1 и 2 секций шин 110кВ узловой подстанции со схемой 3\2
Насчет 2 вопроса. Под параллельной работой я имею ввиду соединение двух трансформаторов на одной ПС 10\0,4 по стороне 0,4кВ, по стороне 10кВ трансформаторы питаются от разных секций шин, причем эти две секции разделены по всей сети 10кВ. Если на 1 секции шин «Земля», то на 2 секции ее не будет. Т.е. если говорить по правилам трансформаторы имеют два отдельных источника питания. Хотелось бы услышать как в жизни и как по правилам, потому что в местной инструкции по ликвидации аварий нет четкого ответа. Более всего интересно какие процессы произойдут и какие токи пойдут, к тому же в правилах не нахожу ничего по такому вопросу. Спасибо
5 Ответ от retriever 2023-08-26 12:46:44
Re: Оперативные переключения ПС110\10кВ, Включение на параллельную работу
Боров писал(а) : ↑
2023-08-26 12:14:37
Более всего интересно какие процессы произойдут и какие токи пойдут
Возникнет уравнительный переток из-за разной нагрузки секций 10 кВ.
Он будет ограничен сопротивлением трансформаторов 10/0.4 кВ.
По-хорошему, надо составить схему замещения и посчитать режим.
6 Ответ от Lekarь 2023-08-28 09:42:11 (2023-08-28 16:40:15 отредактировано Lekarь)
Re: Оперативные переключения ПС110\10кВ, Включение на параллельную работу
Боров писал(а) : ↑
2023-08-20 22:52:05
. Так повлияет ли секционирование трансформаторов по 10кВ на сеть 110кВ если транзит далеко?
Вы про секционирование, что имеете ввиду, длительное (на десятки минут и часы) включение СВ 10 кВ (замыкание секций на совместную работу), когда секции работают и от Т-1 и от Т-2?
Режимного влияния при замкнутом «поле» на ПС 110 кВ, никакого не будет, при одинаковых напряжениях на секциях 10 кВ вашей подстанции.
Другое дело защиты линий, когда есть объединения по 10 кВ, могут не пойми как отработать и погасить обе линии, если место повреждение будет в районе третьих зон дистанционных защит.
Добавлено: 2023-08-28 11:42:11
Боров писал(а) : ↑
2023-08-20 22:52:05
Можно ли включить на параллельную работу два трансформатора 10\0,4 по стороне НН путем включения секционного выключателя со следующими условиями: 1) на одном из них на стороне ВН 10кВ «Земля в сети»
Смотрите, Правила переключений, нам говорят вот что:
215. Не допускается включение «в кольцо» сети напряжением 0,4 кВ между разными центрами питания.
Замыкание «в кольцо» в сети напряжением 0,4 кВ трансформаторов, питающихся от одной ЛЭП, допускается как исключение для разгрузки перегружающихся трансформаторов.
А раздел, где это говорится называется вот так: XVIII. Особенности организации переключений в электроустановках электрических сетей напряжением 35 кВ и ниже.
Но те, кто писал и этот раздел и требования к нему, как бы даже не очень хорошо представляют, что такое обыкновенная подстанция напряжением 110 кВ. Говорю я так потому что, на каждой подстанции 110 кВ, есть так называемые собственные нужды, которые как раз и образуют сеть 10/0,4 кВ или 6/0,4 кВ. И чем больше подстанция, тем разветвленнее сеть собственных нужд. Соответственно, если работать по правилам, то для перевода сети СН с одного ТСН на другой, требуется кратковременное погашение одной из секций. Тридцать лет назад, когда первый раз написали такую формулировку (сегодняшние писатели не задумываясь просто ее переписали), никаких компьютеров на подстанциях не было. Сегодня же, отключение питания компьютеров, может повлечь за собой серьезные последствия. Риск, в независимости есть земля в сети 10/6 кВ или нет, по 0,4 заключается только в том, что:
1) конструктивно РУ НН (0,4 кВ) выполнено на предохранителях или даже на рубильниках, без автоматов 0,4 кВ.
2) фазы могут не совпасть, объединяемых сетей;
3) возникнуть недопустимые нагрузки в объединяемых сетях, которые определяются напряжением с обеих сторон.
Поэтому в зависимости от ситуации, надо подходить к вопросу объединения каждый раз индивидуально.
Вышестоящие диспетчеры редко когда разрешат объединять, по той причине, что они не понимают и не знают, как работают сети 0,4 кВ. Исключения бывают тогда, когда сам диспетчер вышел из бывших подстанционников и он сам делал переводы нагрузки. Чаще всего скажут, а как в проекте?. А в проекте никак в 99,9 % случаев. Это не вопрос проекта.
Я считаю, что правильно будет, если есть техническая возможность объединения, то надо объединять и выполнять перевод нагрузки без погашения. Если нет, то надо делать с погашением. Техническая возможность это значит, что есть автоматические выключатели с защитами и вы наглядно видите, сфазированы ли стороны или нет.
А диспетчеры правильно будут действовать если даже не зная схемы. но задав ряд вопросов, сделают необходимые и достаточные выводы для перевода нагрузки или отказа в переводе. А не так как это повсеместно — читайте инструкцию. звонинте начальнику или смотрите проект.
Кстати, в этих же Правилах переключений, приводят примеры перевода нагрузки с ТСН-1 на ТСН-2 на электростанции, без погашения, т.е. замыкают сеть 0,4 кВ собственных нужд электростанции в кольцо, тем самым показывая операции противоположные тем, которые должны быть выполнены в вышеупомянутой главе.
Форум АСУТП
Jackson администратор
Сообщения: 17511 Зарегистрирован: 17 июн 2008, 16:01 Имя: Евгений свет Брониславович Страна: Россия город/регион: Санкт-Петербург Благодарил (а): 811 раз Поблагодарили: 1637 раз
Параллельная работа с сетью
Сообщение Jackson » 23 янв 2014, 22:06
Мне был прислан вопрос, который в полном объёме без каких-либо правок выкладываю на форуме с разрешения его автора. Дабы было побольше ответов, а не только мой.
Будет реализована схема параллельной работы генератора с внешней сетью с экспортом мощности в сеть 6 кВ
Экспорт мощности.png
Вопрос возникает такой: по этой схеме практически Т1 и Т4 будут работать на одну систему шин. Не похоже ли это на «параллельную» работу трансформаторов от разных источников питания? Которая запрещена документом «Рекомендации по проектированию систем внутрицехового электроснабжения с параллельной работой трансформаторов КТП»
3.5. Питание группы параллельно работающих трансформаторов на стороне 0,4 (0,69) кВ, как правило, рекомендуется выполнять одной линией 10 (6) кВ. Допускается включать на параллельную работу трансформаторы (группы трансформаторов), получающие питание от одного источника питания по двум и более питающим линиям 10 (6) кВ (см. рис. 2.3 и требования п. 2.3). Не допускается одновременное питание группы параллельно работающих трансформаторов по двум линиям от разных источников питания 10 (6) кВ.
Что думаете по работоспособности данной схемы?
На Т4 должна будет происходить обратная трансформация с 0,4 на 6 кВ. Т.е. трансформатор Т1 будет работать как положено в качестве понижающего с 35 на 6, а вот трансформатор Т4 будет работать как в качестве понижающего, так и повышающего при экспорте мощности. Отсюда вырисовывается то, что Т1 и Т4 будут работать на одну систему шин, т.е. вторички будут запараллелены, а вот первички будут питаться каждая от своего источника питания, что как бы и не допустимо.
Давайте рассмотрим упрощенную схему первого файл.
parallel_trans.png
Условия параллельного подключения двух трансформаторов:
1. Группы соединения обмоток трансформаторов одинаковы — условие выполняется, у каждого 11 группа соединений.
2. Соотношение мощностей трансформаторов не более 1:3 — условие не выполняется, соотношение мощностей 1:4. Распределение нагрузок между параллельно работающими трансформаторами распределяется прямо пропорционально мощностям и обратно пропорционально напряжениям КЗ. При отношении мощностей больше трехкратного незначительные абсолютные значения перегрузок параллельно работающих трансформаторов могут оказаться в процентном отношении для малых трансформаторов очень большими. Соответственно возможен перегруз трансформатора Т4.
3. Коэффициенты трансформации отличаются не более чем на +-0,5% — условие не выполняется. Коэффициенты трансформации конечно же будут разные у трансформатора 35/6 и у трансформатора 0,4/6. Но этим условием можно пренебречь, т.к. напряжение на вторичке будет одинаковое и достигаться это будет синхронизацией генератора с сетью.
4. Напряжение короткого замыкания отличаются не более чем на +-10% — условие не выполняется. UкзТ1 = 7,5%, UкзТ4 = 5,5%. Напряжения короткого замыкания различаются на 26%. Uкз характеризует потери в обмотках трансформатора. Чем выше Uкз, тем больше сопротивление обмотки. Ну и отсюда следует, что трансформатор, имеющий меньшее Uкз, будет брать на себя больше нагрузку и работать с постоянным перегрузом.
Отсюда хочется сделать вывод 1 схемы, что при фиксированной выдаваемой мощности генератора, трансформатор при меньшем Uкз, а это трансформатор Т4 будет брать на себя большую нагрузку, т.е. он будет передавать мощность на Т2 и Т3 как и от генератора, так и от Т1, делая условно «закольцевание, крюк». Не знаю как еще правильно объяснить свою мысль.
Вообщем, я больше боюсь за перегруз трансформатора Т4, а не за работоспособность схемы. В ней я не сомневаюсь — работать будет. Но вот не сказался бы плачевно этот самый перегруз для самого слабого звена системы.