Ako dodávateľ distribučných výkonových transformátorov som bol svedkom zložitosti a výziev, ktoré so sebou prináša paralelná prevádzka týchto kľúčových elektrických zariadení. Paralelná prevádzka distribučných výkonových transformátorov je bežnou praxou v energetickom priemysle s cieľom zvýšiť kapacitu napájacieho systému, zlepšiť spoľahlivosť a zvýšiť flexibilitu. Nie je to však bez problémov. V tomto blogu sa budem venovať možným problémom, ktoré môžu nastať pri paralelnej prevádzke distribučných silových transformátorov.
1. Nerovnaké pomery napätia
Jedným z primárnych problémov pri paralelnej prevádzke je rozdiel v pomeroch napätia medzi transformátormi. Pomer napätia transformátora je definovaný ako pomer primárneho napätia k sekundárnemu napätiu. Pri paralelnom zapojení transformátorov s rôznymi napäťovými pomermi bude medzi nimi tiecť cirkulačný prúd aj vtedy, keď na sekundárnej strane nie je žiadna záťaž.
Tento cirkulujúci prúd je spôsobený rozdielom napätia medzi sekundárnymi vinutiami transformátorov. Podľa Ohmovho zákona bude rozdiel napätia riadiť prúd cez impedanciu transformátorov. Cirkulačný prúd nielen zvyšuje straty medi v transformátoroch, ale tiež znižuje účinnosť energetického systému. Okrem toho môže spôsobiť prehriatie transformátorov, čo môže viesť k poškodeniu izolácie a v konečnom dôsledku k poruche transformátora.
Na zmiernenie tohto problému je nevyhnutné zabezpečiť, aby pomery napätia paralelne zapojených transformátorov boli čo najbližšie. Pred inštaláciou je potrebné starostlivo zmerať a porovnať pomery napätia transformátorov. Ak existuje významný rozdiel, je možné použiť vhodné prepínače odbočiek na nastavenie pomerov napätia.
2. Rôzne percentuálne impedancie
Ďalším kritickým faktorom pri paralelnej prevádzke je percentuálna impedancia transformátorov. Percentuálna impedancia transformátora je definovaná ako úbytok napätia na impedancii transformátora pri plnom zaťažení, vyjadrený ako percento menovitého napätia.
Keď sú transformátory s rôznymi percentuálnymi impedanciami zapojené paralelne, nebudú zdieľať záťaž v pomere k svojim hodnotám. Transformátory s nižšími percentuálnymi impedanciami prenesú väčší podiel záťaže, kým tie s vyššími percentuálnymi impedanciami menší podiel. Toto nerovnomerné rozdelenie záťaže môže viesť k preťaženiu transformátorov s nižšími percentuálnymi impedanciami, zatiaľ čo ostatné môžu byť nedostatočne využívané.
Preťaženie transformátora môže spôsobiť nadmerné zahrievanie, čo skracuje životnosť izolácie a zvyšuje riziko poruchy. Na druhej strane nedostatočné využitie transformátorov je plytvaním zdrojmi a znižuje celkovú účinnosť energetického systému.
Aby sa zabezpečilo správne zdieľanie záťaže, percentuálne impedancie paralelne zapojených transformátorov by mali byť v určitom tolerančnom rozsahu. Vo všeobecnosti by rozdiel v percentuálnej impedancii medzi transformátormi nemal presiahnuť ± 10 %. V prípade potreby je možné použiť zariadenia na prispôsobenie impedancie na nastavenie impedancie transformátorov.
3. Nekompatibilné skupiny pripojení
Skupina pripojenia transformátora sa vzťahuje na spôsob pripojenia primárneho a sekundárneho vinutia (napr. Y - Y, Y - Δ, Δ - Y, Δ - Δ). Keď sú transformátory s nekompatibilnými spojovacími skupinami zapojené paralelne, medzi sekundárnymi napätiami transformátorov bude veľký fázový rozdiel.
Tento fázový rozdiel bude mať za následok veľký cirkulačný prúd pretekajúci medzi transformátormi. Veľkosť tohto cirkulujúceho prúdu môže byť niekoľkonásobne väčšia ako menovitý prúd transformátorov, čo môže v krátkom čase spôsobiť vážne poškodenie transformátorov.
Pred paralelným pripojením transformátorov je dôležité zabezpečiť, aby mali rovnakú skupinu pripojenia. Skupina pripojenia transformátora môže byť určená použitím vhodného testovacieho zariadenia. Ak je potrebné použiť transformátory s rôznymi skupinami pripojení, možno použiť vhodné transformátory s fázovým posunom na korekciu fázového rozdielu.
4. Nesúlad fázovej sekvencie
Sled fáz je poradie, v ktorom trojfázové napätia dosiahnu svoje maximálne hodnoty. V trojfázovom napájacom systéme je správny sled fáz nevyhnutný pre správnu činnosť elektrického zariadenia. Keď sú transformátory zapojené paralelne, sled fáz ich primárneho a sekundárneho napätia musí byť rovnaký.
Nesúlad fázovej sekvencie spôsobí, že medzi transformátormi bude pretekať veľký cirkulačný prúd. Tento cirkulujúci prúd môže spôsobiť prehriatie, mechanické namáhanie vinutia a poškodenie izolácie. Aby sa predišlo nesúladu sledu fáz, sled fáz vstupného napájacieho zdroja a transformátorov by sa mal pred pripojením dôkladne skontrolovať. Na overenie sledu fáz je možné použiť indikátory fázového sledu.
5. Otázky koordinácie ochrany
V paralelne prevádzkovanom transformátorovom systéme je koordinácia ochrany zložitou, ale kľúčovou otázkou. Každý transformátor v paralelnom zapojení má svoje vlastné ochranné zariadenia, ako sú nadprúdové relé, prepäťové relé a diferenciálne relé.
Keď dôjde k poruche v systéme, ochranné zariadenia transformátorov by mali fungovať koordinovaným spôsobom, aby izolovali chybný transformátor a zároveň udržali zdravé v prevádzke. Avšak v dôsledku cirkulujúcich prúdov a nerovnomerného rozdelenia záťaže v paralelne prevádzkovaných transformátoroch môže byť ovplyvnená činnosť ochranných zariadení.
Napríklad cirkulujúci prúd môže spôsobiť predčasnú činnosť nadprúdových relé, čo vedie k zbytočnému vypínaniu transformátorov. Na druhej strane v prípade poruchy jedného transformátora nemusia správne fungovať ochranné zariadenia ostatných transformátorov, čo môže spôsobiť rozšírenie poruchy a zasiahnutie celého energetického systému.
Aby sa zabezpečila správna koordinácia ochrany, mala by sa vykonať podrobná analýza poruchových prúdov systému a činnosti ochranných zariadení. Na zlepšenie selektivity a spoľahlivosti ochranného systému možno použiť pokročilé ochranné schémy, ako je diferenciálna ochrana.
6. Vplyv na stabilitu systému
Paralelná prevádzka distribučných výkonových transformátorov môže mať vplyv aj na stabilitu elektrizačnej sústavy. Cirkulujúce prúdy a nerovnomerné zdieľanie záťaže môžu spôsobiť kolísanie napätia a kolísanie výkonu v systéme.
Kolísanie napätia môže ovplyvniť výkon elektrického zariadenia pripojeného k napájaciemu systému. Napríklad citlivé elektronické zariadenia môžu zlyhať alebo sa poškodiť v dôsledku kolísania napätia. Oscilácie napájania môžu viesť k nestabilite v napájacom systéme, čo môže mať za následok výpadky systému.
Na udržanie stability systému by mali byť nainštalované správne riadiace a monitorovacie systémy. Tieto systémy dokážu detekovať kolísanie napätia a výkonové oscilácie v reálnom čase a prijať vhodné opatrenia, ako je nastavenie prepínačov odbočiek transformátorov alebo znižovanie záťaže.
Naše riešenia
V našej spoločnosti ponúkame široký sortiment kvalitných distribučných výkonových transformátorov vhodných pre paralelnú prevádzku. náš30 - 2500 kVA/10 kV I. trieda energie - Účinnosť oleja - Ponorný transformátorje navrhnutý s vysokou presnosťou, aby zabezpečil presné pomery napätia a nízke percentuálne impedancie. Vyznačuje sa tiež vynikajúcimi izolačnými materiálmi a pokročilými výrobnými procesmi, ktoré zaručujú spoľahlivú prevádzku.
náš50 - 2500 kVA/35 kV olejový transformátor s dvojitým vinutímje ďalšou skvelou možnosťou pre paralelnú prevádzku. Má dobre navrhnutú pripojovaciu skupinu a impedančné prispôsobenie, ktoré môže účinne znížiť cirkulujúce prúdy a zabezpečiť správne zdieľanie záťaže.
Pre väčšie požiadavky na výkon je našaVýkonový transformátor ponorený do oleja 3150 - 20000 kVA/35 kVje spoľahlivá voľba. Je vybavený pokročilými ochrannými systémami a monitorovacími zariadeniami na zaistenie bezpečnej a stabilnej prevádzky v paralelne prepojených systémoch.
Ak uvažujete o paralelnej prevádzke distribučných silových transformátorov pre váš energetický systém, sme tu, aby sme vám poskytli odborné poradenstvo a kvalitné produkty. Náš tím odborníkov vám môže pomôcť vybrať najvhodnejšie transformátory, vykonať potrebné testy a nastavenia a zabezpečiť správnu inštaláciu a uvedenie do prevádzky. Kontaktujte nás ešte dnes, aby ste mohli začať diskusiu o obstarávaní a posunúť váš energetický systém na ďalšiu úroveň.
Referencie
- Electric Power Systems od AJ Wood a BF Wollenberg
- Analýza a návrh energetického systému J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma a Thomas J. Overbye
- Transformer Engineering: Design, Technology, and Diagnostics by VK Mehta and Rohit Mehta