Работа силового транса при симметричной нагрузке

Векторная диаграмма нагруженного трансформатора наглядно показывает соотношение между параметра­ми трансформатора. Из-за сложности эта диаграмма не может быть использована для практических расчетов. Для упрощения диаграммы и придания ей практического значения в силовых трансформаторах, работающих с нагрузкой, близкой к номиналь­ной, пренебрегают током х.х. и считают, что I₁=-I₂’. Упрощенная векторная диаграмма строится для определения вторичного напряжения.

При построении считаем что нам известно U₁, I₁, cos =r_H’/Z_H’ и U_k, U_ka, U_kp. Из т.О радиусом ОА=U₁ проводим окружность, затем из т.О проводим луч U₂’ под углом к оси ординат. Треугольник к.з. пристраиваем к оси абсцисс. Затем сторону этого треугольника А’С’ переносим параллельно самой себе так, чтобы один её конец касался окружности а другой луча U₂’. Тогда проведя ОА получим вектор U₁, а отрезок ОС дает вектор -U₂’.

Уравнения напряжений и токов для упрощенной схемы замещения:

Здесь =I₂/I_2ном – коэффициент нагрузки. Снимается при U₁=U_ном, f₁=f_ном, cos =const.

КПД тр-ра определя­ется как отношение активной мощности на выходе вторичной обмотки Р2 (полезная мощность) к активной мощности на входе первичной обмотки P1 (подводимая мощность):

 

 

 

Активная мощность на выходе вторичной обмотки трехфаз­ного трансформатора

где Sном - номинальная мощность трансформа­тора. Учитывая, что P1 = Р₂+SР, получаем выражение для расче­та КПД трансформатора:

Анализ выражения показывает, что КПД тра-ра зависит как от величины (b), так и от характера (cos(j2)) нагрузки. Мах. значение КПД соответствует нагрузке, при кото­рой магнитные потери равны электрическим: Роном = b²×Рк.ном, от­сюда значение коэффициента нагрузки, соответствующее мах. КПД,

 

8.Параллельная работа трансформаторов

Параллельной работой двух или нескольких тр-ров называется работа при параллельном соединении их обмоток как на первичной, так и на вторичной сторонах. При параллель­ном соединении одноименные зажимы тр-ров присо­единяют к одному и тому же проводу сети.Применение нескольких параллельно включенных тр-ров вместо одного тр-ра суммарной мощности необходимо для обеспечения бесперебойного энергоснабжения в случае аварии в каком-либо тр-ре или отключения его для ремонта. Это также целесообразно при работе тр-ной подстанции с переменным графиком нагрузки. В этом случае при уменьшении мощности нагрузки можно отключить один или несколько тр-ров для того, чтобы нагрузка тр-ров, оставшихся вклю­ченными, была близка к номинальной.

1.При одинаковом первичном напряжении вторичные напря­жения должны быть равны. Другими словами, тр-ры должны иметь одинаковые коэф-ты тр-ции: К₁= К₂= К₃= .... При несоблюдении этого условия, даже в ре­жиме х.х., между параллельно включенными тр-ми возникает уравнительный ток, обусловленный разностью вторич­ных напряжений тр-в. I_ур=DU/(Z_K1+Z_K2),где Z_K1и Z_K2 - внутренние сопротивления тр-ров. При нагрузке тр-ров уравнительный ток наклады­вается на нагрузочный. При этом тр-р с более высоким вторичным напряжением х.х. (с меньшим коэф-м тр-ции) оказывается перегруженным, а тр-р равной мощ­ности, но с большим коэф-м тр-ции - недогруженным.­ Однако ГОСТ допускает включение на параллельную работу тр-ров с различными коэф­-ми тр-ции, если разница ко­эф-в тр-ции не превышаетDК=(К₁-К₂)/ÖК₁К₂£ ±0,5 % их среднего значения.

2.Тр-ры должны принадлежать к одной группе соединения. При несоблюдении этого условия вторичные линей­ные напряжения трансформаторов окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга и в цепи тр-в появится разностное напряжение DU, под действием которого возникнет значительный уравнительный ток. Так, если включить на парал­лельную работу два тр-ра с одинаковыми коэффици­ентами тр-ции, но один из них принадлежит к нулевой (Y/Y-0), а другой—к одиннадцатой (Y/D-11) группам со­единения, то линейное напряжение U₂₁ первого тр-ра будет больше линейного напряжения U₂₂ второго тр-­ра в Ö3 раз. Кроме того, векторы этих напря­жений окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга на угол 30°. В этих условиях во вторичной цепи тр-в появится разностное напряжение DU. Появление такого разностного напряжения привело бы к возникновению во вто­ричной цепи тр-в уравнительного тока, в 15—20 раз превышающего номинальный ток нагрузки.

3.Тр-ры должны иметь одинаковые напряже­ния к.з.: Uki=Uk2=Uk3=..... Соблюдение этого условия необ­ходимо для того, чтобы общая нагрузка распределялась между тр-рами пропорционально их номинальным мощно­стям.(S₁/S_1н)/(S₂/S_2н)=U_k2/U_k1 Из соотношения следует, что относительные мощности параллельно работающих тр-в обратно пропорциональны их напряжениям к.з. Т.е. при неравенстве напряжений к.з. параллельно работающих тр-в больше нагружается тр-р с меньшим на­пряжением к.з. В итоге это ведет к перегрузке одного тр-ра (с меньшим Uk) и недогрузке другого (с большим Uk). Учитывая, что практически не всегда можно подобрать тр-ры с одинаковыми напряжениями к.з., ГОСТ допускает включение тр-в на параллельную работу при раз­нице напряжений к.з. не более чем 10% от их среднего ариф­метического значения. Разница в напряжениях к.з. тр-в тем больше, чем больше эти тр-ры отличаются друг от друга по мощности. Поэтому ГОСТ рекомендует,чтобы отно­шение ном. мощностей тр-ров, включенных параллельно, было не более чем 3.

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