4.3. Исследование распределения нагрузки между параллельно работающими трансформаторами

     Схема включения трансформаторов на параллельную работу приведена на рис.2.11. Перед включением трансформаторов необходимо проверить равнопотенциальность выводов обмоток, к которым подключены зажимы выключателя QS1.

     Для этого при отключенных автомате QF и выключателях QS2 и QS1 замыкают перемычкой зажимы (например C₁ и C₂) выключателя QS1. Далее включают автомат QF и измеряют напряжение между парами выводов A₁, A₂, затем - B₁, B₂. Если фазы напряжений вторичных обмоток трансформаторов совпадают, то напряжения между этими парами выводов будут равны нулю, что имеет место при одинаковых группах соединений и коэффициентах трансформации. Если напряжения не равны нулю, то это означает, что схема собрана неправильно. До устранения неисправностей включать трансформаторы на параллельную работу нельзя.

     Убедившись в правильности фазировки, следует отключить автомат QF и снять перемычку. Далее для включения трансформаторов I и II на параллельную работу на общую активную нагрузку RR_нг необходимо последовательно (один за другим) включить автомат QF, выключатель QS1 и выключатель QS2.

     После этого, постепенно увеличивая нагрузку, записывают значения: первичных токов I_1I и I_1II (показания амперметров PA4 и РА5), вторичных токов I_2I и I_2II (показания амперметров PA6 и РА7), общего тока нагрузки I_нг (среднее арифметическое значение показаний амперметров PA8, РА9 и РА10), первичного и вторичного напряжений U₁ и U₂ (показания вольтметров PV1 и РV2) Трансформаторы загружают до номинального тока.

     Опыт проводят три раза при следующих условиях:

     1) равенство коэффициентов трансформации (k₁ = k_II) и напряжений короткого замыкания (U_кI = U_кII) (при этом добавочные витки W_дб и добавочное сопротивление RR_дб отключены);

     2) равенство коэффициентов трансформации (k₁ = k_II) и неравенство напряжений короткого замыкания (U_кI № U_кII) (при этом добавочные витки W_дб отключены, а добавочное сопротивление RR_дб включено);

     3) неравенство коэффициентов трансформации (k₁ № k_II) и равенство напряжений короткого замыкания (U_кI = U_кII) (при этом добавочные витки W_дб включены, а добавочное сопротивление RR_дб отключено).

     Результаты измерений для случаев 1), 2) и 3) записывают соответственно в табл.2.4а, табл.2.4б и табл.2.4в (снимаются 5 точек при различных значениях общего тока нагрузки I_нг, в том числе фиксируется точка при номинальных токах трансформаторов).

Таблица 2.4
a) k₁ = k_II,   U_кI = U_кII

U2	Iнг	Pнг	U1	I1I	I2I	SI	U1	I1II	I2II	SII
B	A	Вт	В	А	А	В·A	В	А	А	В·A

б) k₁ = k_II,   U_кI № U_кII

U2	Iнг	Pнг	U1	I1I	I2I	SI	U1	I1II	I2II	SII
B	A	Вт	В	А	А	В·A	В	А	А	В·A

в) k₁ № k_II,   U_кI = U_кII

U2	Iнг	Pнг	U1	I1I	I2I	SI	U1	I1II	I2II	SII
B	A	Вт	В	А	А	В·A	В	А	А	В·A

* столбцы 1-3 - нагрузка, столбцы 4-7 - трансформатор I, столбцы 8-11 - трансформатор II

     Значения мощностей рассчитываются по формулам: P_нг = (3)^1/2 U₂I_нг, S_I =(3)^1/2U₁I_1I, S_II =(3)^1/2U₁I_1II.. Для каждого из случаев 1), 2), 3) строят зависимости I_2I , I_2II =f(I_нг), а также внешние характеристики трансформаторов U₂ = f(I_2I , I_2II). Для режима номинальной нагрузки следует выполнить, используя выражение (3), теоретическую проверку распределения нагрузки между трансформаторами при неравенстве их напряжений короткого замыкания (сравнить результаты расчета с данными табл.2.4б).

     4.4. Анализ уравнительного тока параллельно работающих трансформаторов

     Для оценки величины уравнительных токов, протекающих в обмотках при неравенстве коэффициентов трансформации (k₁ № k_II), проводят опыты:

     1) при параллельной работе трансформаторов и отключенной нагрузке RR_нг (выключатель QS2 отключен). В процессе опыта добавочное сопротивление RR_дб отключено, а добавочные витки W_дб включены;

     2) при холостом ходе трансформаторов (выключатели QS1 и QS2 отключены). В процессе этого опыта добавочные витки W_дб включены.

     Измерение проводят при номинальном значении напряжения U₁ =127B, их результаты для случаев 1) и 2) записывают соответственно в табл.2.5а и в табл.2.5б.

Таблица 2.5
a) нагрузка RR_нг отключена. (k₁ № k_II) (U_кI = U_кII)

U1	U2	I1I	I2ypI	I1II	I2ypII
B	B	A	A	A	A
127

б) холостой ход. (k₁ № k_II)

U1	U2	I1хI	I2ypI	I1хII	I2ypII
B	B	A	A	A	A
127

     В табл.2.5б величина DU - значение напряжения между зажимами, например C₁ и C₂, разомкнутого выключателя QS1. Оно используется при расчете значения уравнительного тока по формуле (1).

     Из сопоставления первичных токов измеренных в опыте 1) и 2) (сравнить данные в табл.2.5а и в табл.2.5б) следует, что они не равны. Это объясняется тем, что вторичный уравнительный ток трансформируется в первичные обмотки и геометрически складывается с токами холостого хода.

     При параллельной работе трансформаторов на общую нагрузку RR_нг уравнительный ток обусловит их неравномерную загрузку (сравнить данные в табл.2.4а и в табл.2.4в).

     Теоретическая проверка уравнительного тока выполняется по выражению (1), где Z_кI = U_кI% (U_2I)²/100 S_номI, Ом ; Z_кII =U_кII% (U_2II)²/100 S_номII, Ом (сравнить результаты расчета с данными табл.2.5а).

     5. Содержание отчета

     Отчет должен содержать программу лабораторной работы, паспортные данные трансформаторов, схемы испытаний, результаты опытных и теоретических исследований в соответствующих таблицах, графические зависимости.

     6. Контрольные вопросы

     1. Назовите условия включения трансформаторов на параллельную работу.

     2. В каких случаях при включении трансформаторов на параллельную работу будет протекать значительный уравнительный ток?

     3. Почему трансформатор с меньшим значением напряжения короткого замыкания больше перегружается при параллельной работе, чем остальные трансформаторы?

     4. Почему не рекомендуется включать на параллельную работу трансформаторы, у которых номинальные мощности отличаются более чем в 3 раза?

     5. Что означает номер группы соединения обмоток трансформатора? Как он определяется опытным путем?

     6. Как опытным путем выполнить маркировку обмоток трансформатора?

     7. Осуществить маркировку выводов обмотки НН согласно заданной схеме и группе соединения обмоток трехфазного двухобмоточного трансформатора.

Вернуться назад
Возврат на начальную страницу