Czy wiesz, jakie warunki muszą być spełnione, aby transformatory mogły pracować równolegle?

Ponadto, ze względu na silną sezonowość obciążenia elektrycznego, niektóre transformatory mogą zostać wycofane z eksploatacji w sezonie małego obciążenia, co może nie tylko zmniejszyć straty jałowe transformatora, poprawić sprawność, ale także zmniejszyć reaktywny prąd wzbudzenia, poprawić współczynnik mocy sieci i zwiększyć wydajność sieci energetycznej.

Jakie są zatem wymagania dotyczące równoległej pracy transformatorów? To bardzo częste pytanie. Najpierw przyjrzyjmy się wymaganiom dotyczącym łączenia transformatorów, a następnie omówmy warunki łączenia.

(1) Ogólnie rzecz biorąc, zobacz poniższy rysunek:

Na tym zdjęciu widzimy dwa transformatory oznaczone jako T1 i T2.

Metoda odzyskiwania systemu:

Podczas rzeczywistej pracy obie szyny zbiorcze są zasilane przez własne transformatory.

W rezultacie oba wyłączniki wejściowe QF1 i QF2 są zamknięte, a wyłącznik szynowy QF3 pojedynczego segmentu szyn zbiorczych jest otwarty. Jeśli wystąpi problem z transformatorem lub stroną średniego napięcia określonej linii wejściowej, na przykład poważny spadek napięcia (podnapięcie lub zanik napięcia) lub awaria, wyłącznik linii wejściowej tej sekcji jest otwarty, a następnie wyłącznik szynowy QF3 jest zamknięty. Po przywróceniu systemu dostępne są dwie metody odzyskiwania:

Metoda odzyskiwania 1: Otwórz wyłącznik szyny zbiorczej QF3, a następnie zamknij odpowiadający mu wyłącznik obwodu wejściowego. Ta metoda jest prosta, ale po zaniku zasilania konieczne jest ponowne uruchomienie obciążenia szyny, takiego jak silnik.

Metoda odzyskiwania 2: najpierw zamknij odpowiedni wyłącznik obwodu wejściowego, następnie transformatory pracują równolegle, a na końcu otwórz wyłącznik szyny zbiorczej. Ta metoda jest nieco bardziej skomplikowana, ale obciążenie nie musi przechodzić przez drugą awarię zasilania, aby ponownie się uruchomić.

Przyjrzyjmy się warunkom zestawienia transformatorów:

Po pierwsze: stan samego transformatora

W tym: metoda okablowania transformatora jest taka sama jak przekładnia transformatora, napięcie impedancji transformatora jest takie samo, a napięcie wtórne transformatora jest takie samo.

Drugie: warunki liniowe

W tym: strona średniego napięcia musi pochodzić z tej samej sieci dystrybucyjnej, ich faza, początkowy kąt fazowy i częstotliwość są takie same, a amplituda napięcia również jest taka sama. Jednocześnie strona średniego napięcia musi być w stanie wytrzymać wstrząsy rozruchowe strony niskiego napięcia.

(2) Gdy system jest wyposażony w generator, przyjrzyjmy się poniższemu rysunkowi:

Rysunek ten jest nieco bardziej skomplikowany niż rysunek 1. Na rysunku przedstawiono niezależny generator, a wyłącznik generatora i wyłącznik zasilania sieciowego są ze sobą wzajemnie blokowane i wzajemnie się zabezpieczają.

Ze względu na złożoność relacji wyłączenia, w ABB do konstruowania logiki wyłączenia często stosuje się PLC. Opiszmy pokrótce:

1) Podczas normalnej pracy przyłącze magistrali jest otwarte, a linie przychodzące każdej sekcji są zamknięte.

2) W przypadku awarii zasilania sieciowego danej sekcji należy otworzyć linię przychodzącą tej sekcji, a następnie zamknąć złącze magistrali.

3) Po usunięciu i przywróceniu działania usterki, system zostanie przywrócony na dwa sposoby: z transformatorami równoległymi i nierównoległymi. Warunki pracy równoległej transformatorów są takie same jak powyżej.

4) Jeśli awaria jednej sekcji sieci zasilającej nie zostanie przywrócona, a druga sekcja sieci zasilającej ponownie ulegnie awarii lub dwie sekcje sieci zasilającej ulegną awarii jednocześnie, system uruchomi generator. W zależności od sposobu uruchomienia generatora, decyduje się, czy połączenie magistrali zostanie uruchomione.

5) Po przywróceniu zasilania sieciowego istnieją dwa sposoby postępowania: pierwszy sposób, jak pokazano na rysunku 2, polega na zablokowaniu linii zasilającej sieci i linii zasilającej generatora, a tylko jedna strona może być zamknięta. W tym momencie należy otworzyć linię zasilającą generatora, a następnie zamknąć linię zasilającą sieciową; drugi sposób nie zakłada blokady między linią zasilającą siecią a linią zasilającą generatora. Po przywróceniu zasilania sieciowego, pod kontrolą systemu, generator jest quasi-synchronizowany z siecią, a następnie linia zasilająca sieciowa zostaje zamknięta, a generator zostaje ewakuowany.

Druga metoda może zapobiec ponownemu uruchomieniu obciążenia po drugiej awarii zasilania. Widzimy, że stan transformatorów równoległych jest taki sam, jak w przypadku standardowej sytuacji.

(3) Praca równoległa transformatorów w przypadku, gdy obciążalność pojedynczego transformatora jest niewystarczająca

Warunki równoległego połączenia transformatorów są takie same jak poprzednio. W tym przypadku, po wystąpieniu zwarcia po stronie obciążenia, wartość prądu zwarciowego należy pomnożyć przez liczbę transformatorów połączonych równolegle. Spójrzmy na poniższy rysunek:

Na rysunku dwie linie wejściowe i magistrala są zamknięte, a transformatory T1 i T2 pracują równolegle.

Gdy obciążenie sekcji szyny ulega zwarciu, oba transformatory dostarczają prąd zwarciowy do punktu zwarcia, więc prąd zwarciowy w obciążeniu jest równy dwukrotności prądu zwarciowego pojedynczego transformatora.

Zatem warunki równoległej pracy transformatorów są następujące: zdolność wyłączania wyłącznika obwodu zasilającego w każdej sekcji szyny musi być dwukrotnie większa niż zdolność wyłączania wyłącznika obwodu wejściowego. W przeciwnym razie transformatory nie mogą pracować równolegle.

W specyfikacji ustalono, że w przypadku równoległej pracy transformatorów w krótkim okresie operacji łączeniowych, zdolność wyłączania wyłącznika po stronie obciążenia może zostać dobrana w normalnych warunkach bez podwajania.

(4) Zalety i cele równoległej pracy transformatorów

Poprawa ekonomiki pracy transformatora. Gdy obciążenie wzrośnie do punktu, w którym moc jednego transformatora jest niewystarczająca, drugi transformator można połączyć równolegle, a gdy obciążenie zmniejszy się do punktu, w którym oba transformatory nie będą musiały dostarczać energii jednocześnie, jeden transformator można wyłączyć z eksploatacji.

Szczególnie na obszarach wiejskich sezonowe charakterystyki zużycia energii elektrycznej są oczywiste, a równoległa praca transformatorów może być przełączana w zależności od wielkości obciążenia. W ten sposób można zminimalizować straty w samym transformatorze i osiągnąć cel ekonomicznej eksploatacji.

Poprawa niezawodności zasilania. W przypadku uszkodzenia jednego z transformatorów pracujących równolegle, o ile zostanie on szybko odłączony od sieci, pozostałe dwa transformatory mogą nadal normalnie dostarczać energię; naprawa transformatora nie wpłynie na normalną pracę pozostałych transformatorów, zmniejszając tym samym ryzyko awarii i uszkodzeń. Zakres i częstotliwość przerw w dostawie prądu podczas konserwacji mogą poprawić niezawodność zasilania.

Oszczędzaj energię elektryczną, realizuj oszczędności i zwiększ wydajność. Na przykład, podstacja jest wyposażona w dwa transformatory o mocy 4000 kVA i 3150 kVA. Po obliczeniu warunków pracy obu transformatorów, po roku pracy równoległej, oszczędność energii wynosi 102 000 kWh. Efekt oszczędności energii jest bardzo widoczny, a nakłady inwestycyjne są niższe.