Параллельная работа и группы соединений трансформаторов.

 

При параллельной работе и параллельно соединяются обмотки как на первичной, так и на вторичной стороне, т.е. одноименные выводы присоединяются к одним и тем же фазам РУ, рис.6.3.

Для обеспечения правильного распределения нагрузки между параллельно работающими трансформаторами пропорционально их мощностям должны выполняться следующие условия:

 

- равенство номинальных напряжений, первичных и вторичных

- равенство напряжений к.з.

- тождественность групп соединений трансформаторов.

Группа трансформатора определяется величиной угла (фазовым сдвигом) между векторами напряжений обмоток ВН и НН. Различные группы порождаются различными комбинациями схем соединений Δ и Y обмоток и объединением в одну точку их начал или концов. Таких возможных комбинаций в трехфазных Т, а, следовательно, групп – 12. Кратность сдвига между группами – 30⁰. Обозначаются группы цифрами от 0 до 11. В трехфазном трансформаторе могут быть все 12 групп, в однофазном только две – 0 и 6.

Если у параллельно работающих сдвиги фазовых углов различны, то в контуре, образованном этими трансформаторами, будет циркулировать ток. Если фазовые углы отличаются на 180⁰ , то передача мощности через вообще невозможна.

Наиболее распространены нулевая и 11 группы. Обозначаются группы следующим образом: у двухобмоточных - Y/Y - 0; Δ/Δ - 0; Y/Δ - 11; у трехобмоточных - Y/Y/Δ -0-11. При схемах Y/Y, Δ/Δ - можно получить любую четную группу, при Y/Δ или Δ/Y - нечетную.

Благодаря Y на ВН изоляция обмотки ВН рассчитывается на фазное напряжение; r на НН позволяет уменьшить сечение обмотки НН, кроме того в r создается замкнутый контур для токов высших гармоник, кратных трем, которые не выходят во внешнюю сеть, вследствие чего улучшается форма кривой напряжения на нагрузке.

Определение группы трансформатора связано с понятием полярности обмоток. Если векторы первичной и вторичной обмоток, вызванные общим магнитным потоком в магнитопроводе, совпадают по фазе, то говорят, что обмотки ВН и НН имеют одинаковую полярность, рис.6.4. За положительное направление принимают направление напряжения в обмотке ВН от конца Х к началу А, обозначаемому точкой, которая показывает полярность обмотки. совпадают по фазе при одинаковом направлении намотки обмоток, при разном направлении намотки они сдвинуты по фазе на 180⁰.

Для определения группы трансформатора используют аналогию с циферблатом часов: вектор напряжения обмотки ВН выполняет роль минутной стрелки и совмещается с цифрой 12; при этом вектор напряжения обмотки НН, выполняя роль часовой стрелки, укажет номер группы трансформатора.

Пример 1, рис.6.5. Здесь первичная и вторичная обмотки соединены в Y, полярности одинаковы. На построенной векторной диаграмме видно, что совпадают по фазе. Следовательно, имеем группу Y/Y - 0.

 

Пример 2, рис.6.6. Векторы напряжений: фазного обмотки ВН и линейного обмотки НН (обмотки расположены на одном стержне трансформатора) направлены одинаково. Определяя из треугольника линейных напряжений вторичной обмотки фазные напряжения, находим, что указывает на цифру 11, т.е. имеем группу Y/Δ - 11.

 

Примечание. Звезда заземленная используется тогда, когда нейтраль должна быть заземлена. Изоляция нулевых выводов обычно рассчитывается не на обмотки, а на ступень ниже, поэтому при работе с разземленной нейтралью возможные перенапряжения, опасные для изоляции нулевых выводов, уменьшают, присоединяя вентильные разрядники к нейтрали по схеме, рис.6.7.

 

Охлаждение трансформаторов.

 

Сухие трансформаторы имеют следующее охлаждение и соответствующее буквенное обозначение:

- естественное воздушное при открытом исполнении – С;

- естественное воздушное при защищенном исполнении – СЗ;

- естественное воздушное при герметичном исполнении – СГ;

- воздушное с дутьем – СД;

 

В масляных трансформаторах магнитопровод с обмотками помещен в бак с маслом, которое является охлаждающей и изолирующей средой. Используется следующее охлаждение:

- с естественной циркуляцией масла - М;

- с естественной циркуляцией масла и принудительным дутьем – Д;

- с принудительной циркуляцией масла и дутьем – ДЦ;

- масляно-водяное с естественной циркуляцией масла – МВ;

- масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла – Ц.

 

Трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком имеют охлаждение:

- естественное воздушное – Н;

- с дутьем – НД.

 

Трансформаторы допускают перегрузку в течение 5 суток на 40% не более 6 часов ежедневно в часы максимальных нагрузок ЭЭС.

Автотрансформаторы.

 

От Т они отличаются тем, что их первичные и вторичные обмотки имеют не только электромагнитную (т.е. трансформаторную) связь, но и электрическую. Эта особенность дает АТ преимущества, благодаря которым они находят все большее применение. Силовые АТ применяются, как правило, трехобмоточными, рис.6.8.

 

Третья обмотка имеет с ВН и СН трансформаторную связь и вследствие схемы Δ позволяет улучшить форму кривой напряжения во внешней сети. К ней можно подключить СГ, нагрузку, резервный ТСН. АТ применяют только в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Рассмотрим работу АТ в режиме передачи мощности с ВН на СН в одной фазе, рис.6.9.

 

Питающий ток последовательной обмотки создает поток, под действием которого в общей обмотке наводится э.д.с. и протекает ток . Таким образом, ток нагрузки . Полная мощность, передаваемая из первичной цепи во вторичную, называется проходной. Если пренебречь потерями в АТ, то она определяется, как При номинальных и будем иметь номинальную проходную мощность

(6.2)

Предположим режим работы АТ номинальным и преобразуем ()

, (6.3)

где - трансформаторная мощность, передаваемая из первичной обмотки во вторичную трансформаторным путем; - электрическая мощность, передаваемая электрическим путем без трансформации. не нагружает общей обмотки, т.к. из последовательной обмотки проходит к нагрузке, минуя ее.

Посмотрим как нагружены обе обмотки.

Согласно рис.6.9. по последовательной обмотке передается мощность

. (6.4)

По общей обмотке при этом протекает мощность

(6.5)

Коэффициент определяет уменьшение мощности последовательной и общей обмоток АТ по сравнению с и называется коэффициентом выгодности или коэффициентом типовой мощности .

Чем меньше , тем выгоднее АТ по сравнению с трансформатором той же мощности. тем меньше, чем меньше отличаются . Так как , то определяет расход активных материалов (стали и меди). , что и определяет экономическую выгодность применения АТ по сравнению с Т той же мощности.

Обмотка НН имеет с другими обмотками только трансформаторную связь, поэтому ее мощность не может быть больше .

 

9.Главные схемы электростанций, и подстанций.

9.1. Основные определения.

<<Главной схемой называется порядок соединения основного электрооборудования между собой и отходящими линиями>>. К основному оборудованию относят СГ, силовые трансформаторы, РУ, реакторы.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции или подстанции, т.к. он определяет состав основных элементов и связи между ними. Главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем с.н., схем вторичных соединений и монтажных схем.

Главные схемы, как правило, изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении элементов,.где все присоединения показаны для одной фазы.

Выделяют два вида схем:

1) схемы, имеющие поперечные связи на генераторном напряжении; 2) блочные схемы, где связи между СГ осуществляются на шинах ВН или на шинах удаленных подстанций.

Упрощенная главная схема, содержащая только основное оборудование с указанием положения коммутационных аппаратов (КА) называется оперативной.

Трехлинейные схемы составляются для всех трех фаз с указанием всех соединений вторичных цепей (используется при монтажных работах).

Основные требования к главным схемам.

1.Надежность - это способность обеспечить безотказную выдачу мощности станции в ЭЭС или бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией нормированного качества. Не существует универсального критерия оценки надежности из-за большого разнообразия факторов:

технологических, конструктивных, схемных, оперативных и др. Для выбора схемы часто используется экспертная оценка ряда предложенных вариантов.

2. Экономичность - оценивается по критерию минимума приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию электроустановки.

3. Гибкость - возможность приспосабливаться к изменяющимся условиям работы, создавать необходимые эксплуатационные режимы и проводить оперативные переключения. Здесь большую, роль играет наличие дистанционного управления коммутационными аппаратами.

4. Приспособленность к проведению ремонтов определяется возможностью ремонтов выключателей без нарушения нормальной работы присоединений.

5. Безопасность обслуживания - во многом зависит от простоты и наглядности схемы.