Paralelni Rad Transformatora sa Konkretnim Proracunima.pdf

Paralelni rad energetskih transformatora Dva ili više transformatora rade paralelno kada su im primari i sekundari spojeni na zajedničke sabirnice. Da bi bio mogud takav paralelni rad transformatora i kako bi se omogudilo puno iskorištenje njihove nazivne snage, transformatori moraju ispunjavati sljedede uvjete: a) b) c) d)

moraju imati približno jednake prijenosne omjere moraju imati približno jednake nazivne napone moraju imati jednake grupe spoja prema mreži moraju imati približno jednake napone kratkog spoja, u%, odnosno, naponi kratkog spoja se ne smiju razlikovati više od 10% od aritmetičke sredine napona kratkog spoja svih transformatora e) ne smiju imati omjere nazivnih snaga vede od 3:1 (prema nekim propisima 2:1).

Približno jednaki prijenosni omjeri Ako prijenosni omjeri transformatora koji rade paralelno nisu jednaki (npr. 30/10 kV i 30/10,5 kV), transformator s vedim sekundarnim naponom potjerat de, i prije nego što je priključeno opteredenje na sekundarnu stranu transformatora, struju izjednačenja kroz oba transformatora:

Ii 

V V  2 u U 2 ZK 1  ZK 2  ZKm uk 1% Un1 uk 2% Un22      km%  nm 100 Sn1 100 Sn2 100 Snm

gdje je ΔV = razlika faznih napona na nekoj strani transformatora Važno je napomenuti da se impedancije u gornjoj formuli preračunavaju na sekundarnu stranu transformatora, jer tako i računamo struje izjednačenja!

Z1

Z2

Ii

~

ΔV

Slika 29 Električna postrojenja, skripta za vježbe, autori Slavko Krajcar, Marko Delimar, Minea Skok, Ivan Rajšl, Luka Lugarid zaštidena je je Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 2.5 Croatia licencom.

164

To znači da bi se ved u praznom hodu mogla pojaviti struja kroz namote transformatora koja odgovara, može se čak redi, polovici nazivne struje. Zbog toga je onda mogudnost opteredivanja paralelno spojenih transformatora znatno manja od zbroja njihovih nazivnih snaga. Pri tome je ta mogudnost to manja što je veda razlika prijenosnih omjera transformatora (vedi ΔV), a što su manji naponi kratkog spoja transformatora. Dakle, transformatori koji nemaju jednake prijenosne omjere ‘mogu’ raditi paralelno, no to nije ekonomično zbog nemogudnosti potpunog iskorištenja njihovih nazivnih snaga. Tolerira se razlika u prijenosnom omjeru od ±0,5%.

Približno jednaki nazivni naponi Ukoliko spojimo paraleno transformatore jednakih prijenosnih omjera, ali različitih nazivnih napona (npr. 30/10 kV i 31,5/10,5 kV) na napon jednak najnižem nazivnom naponu, nede biti nikakvih neugodnih posljedica, no kada je taj napon viši od najnižeg nazivnog napona tedi de kroz neke od transformatora nešto povedana struja magnetiziranja koja de nepovoljno zagrijavati te transformatore i povedavati gubitke u njima. Kako su ipak transformatori građeni tako da mogu izdržati i pogon s naponom 5% višim od nazivnog, tolerira se razlika u nazivnim naponima paralelno spojenih transformatora u toj istoj mjeri.

Jednake grupe spoja Ved i uz najmanji fazni pomak od 30° između faznih napona, kao posljedice različite grupe spoja transformatora, pojavila bi se velika struja izjednačenja kroz namote transformatora ved u praznom hodu (npr. uz 30° i razliku napona na sekundaru od 50% Un te uk% = 10% nastala bi struja izjednačenja Ii = 2,5 In). Ta struja ved tada, ovisno o naponu kratkog spoja, prekoračuje nazivnu struju transformatora zbog čega je onda zahtjev na jednakost grupa spoja paralelno spojenih transformatora obavezan. Prednost ovog zahtjeva ogleda se u mogudnosti da se permutacijom stezaljki mogu transformatori neke grupe spoja prema mreži ponašati kao da su neke druge grupe spoja.

Približno jednaki naponi kratkog spoja Ako stavimo u paralelni rad više transformatora jednakih napona kratkog spoja, ali različitih snaga, onda de se neki priključeni teret na njih uvijek raspodijeliti u omjeru njihovih nazivnih struja i što je najvažnije, biti de mogude na grupu ovako spojenih transformatora priključiti teret jednak sumi nazivnih snaga svih transformatora. No ukoliko naponi kratkog spoja transformatora nisu međusobno jednaki, onda maksimalno dozvoljeno opteredenje grupe paralelno spojenih transformatora nede odgovarati zbroju njihovih nazivnih snaga, nego de biti manje on njega. Pri tome de uz to maksimalno dozvoljeno opteredenje grupe transformatora biti nazivno optereden transformator s najmanjim naponom kratkog spoja. Električna postrojenja, skripta za vježbe, autori Slavko Krajcar, Marko Delimar, Minea Skok, Ivan Rajšl, Luka Lugarid zaštidena je je Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 2.5 Croatia licencom.

165

Maksimalno dopušteno opteredenje grupe paralelno spojenih transformatora sa različitim naponom kratkog spoja se računa na slijededi način: m

Sni i 1 uk % i

Sdopušteno  uk % min  

Neka je spomenuta grupa transformatora opteredena teretom snage S koja je manja ili jednaka maksimalnoj dopuštenoj. Tada se opteredenje svakog pojedinog transformatora (Si) računa prema formuli:

S Si  Sni 

uk % i Snj ,  j 1 uk % j m

gdje je S ≤ Sdopušteno. Kako rad uz maksimalnu dopuštenu snagu koja je manja od zbroja nazivnih snaga svih transformatora nije ekonomičan, to se onda dopuštaju male razlike u naponima kratkog spoja transformatora (pogotovo stoga što se u kradim razdobljima dopušta i preopteredenje transformatora).

Omjeri nazivnih snaga ne veći od 3:1 (2:1) Za transformatore jednakih napona kratkog spoja, ali različitih snaga, karakteristično je da im se razlikuje omjer R/X što dovodi do faznog zakreta njihovih po iznosu jednakih faznih napona, odnosno time i do pojave struje izjednačenja bez obzira na jednakost njihovih napona kratkog spoja. Ta je pojava to izraženija što je veda razlika u nazivnim snagama transformatora. Zbog toga se onda ne izvodi paralelno spajanje transformatora čiji je omjer nazivnih snaga vedi od 3:1 (2:1).

Električna postrojenja, skripta za vježbe, autori Slavko Krajcar, Marko Delimar, Minea Skok, Ivan Rajšl, Luka Lugarid zaštidena je je Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 2.5 Croatia licencom.

166

33. Primjer

– Nađite razliku faznih napona i struju izjednačenja na niženaponskoj strani paralelnog spoja transformatora u neopteredenom stanju. Transformatori su priključeni na 30 kV, a njihove su karakteristike: T1: Sn = 50 MVA; 30/10 kV; uk% = 8%; Yd5, T2: Sn = 50 MVA; 35/10 kV; uk% = 7%; Yd5.

Rješenje: 30 kV Ii2,30

Ii1,30

X2

X1

35/10 kV

30/10 kV

Ii

~

ΔV + 10 kV

X1 

uk 1% Un22 8 102     j 0,16 Ω 100 Sn1 100 50

uk 2% Un22 7 102     j 0,14 Ω 100 Sn2 100 50 30 10 30 10 V      0,825 kV 3 30 3 35 V 825 Ii    2750 A X1  X2 0,16  0,14 X2 

Sekundar (10 kV):

U  10 Ii 1,30  Ii   2n   2750   916,67 A 30  U1n 1 Preračunavanje na primar (30 kV):

U  10 Ii 2,30  Ii   2n   2750   785,7 A 35  U1n 2 I30  Ii 1,30  Ii 2,30  916,67  785,7  130,97 A .


167

34. Primjer – U pogonu se nalaze dva transformatora jednakih nazivnih snaga te s naponima kratkog spoja 5% i 10%. Koliko iznosi maksimalna snaga opteredenja ovih transformatora, ako nije dopušteno preopteredenje niti jednog od transformatora?

Rješenje:

U1

X1

V  0  I1  X1  I2  X2 S1 u U 2 S2 u U 2  k %1  2n   k %2  2n 3  U2 100 Sn1 3  U2 100 Sn2 S1 S  uk %1  2  uk %2 Sn1 Sn2 uk %1  uk %2  S1  Sn1 u 5 S2  Sn2  k %1  Sn2  uk %2 10 1 3 Sd  S1  S2  Sn1  Sn2  Sn 2 2

X2

I1

I2 U2 I, S = ?

35. Primjer – Raspolažemo s dva transformatora iste grupe spoja i nazivne snage po 10 MVA. Prvi ima prijenosni omjer 30/10 kV i napon kratkog spoja 5% a drugi 45/15 kV i 4%. Kvantitativno pokazati što de se desiti, ako ih stavimo da rade paralelno na primarni napon 30 kV i opteretimo s 20 MVA.

Rješenje: 30 kV

T1 30/10 kV 5%

T2 45/15 kV 4% I1

I2 U 20 MVA

30  10 15       0 kV  I1  X1  I2  X2 3  30 45  S1 uk %1 U2n2 S2 uk %2 U2 n2      3  U 100 Sn1 3  U 100 Sn2 S1 S  uk %1  2  uk %2 Sn1 Sn2 S2 Sn2 uk %1 10 5      1,25 S1 Sn1 uk %2 10 4 S  S1  S2  2,25S1  20 MVA  S1  8,889 MVA  0,89 Sn1 S2  1,25  8,889MVA  11,111  1,11Sn1 V 

Može se zaključiti da de transformator s manjim naponom kratkog spoja preuzeti vede opteredenje i postati preoptereden, dok de drugi transformator biti podoptereden.


168

36. Primjer a)

Nađite ukupnu djelatnu snagu kojom smijemo trajno opteretiti transformatore u paralelnom radu koji su na primaru priključeni na 30 kV napon. Karakteristike transformatora su: T1: T2:

Sn = 50 MVA; 30/10 kV; uk% = 8%; Yd5, Sn = 50 MVA; 35/10 kV; uk% = 8%; Yd5.

Radne otpore transformatora zanemarite! b)

Kojom su snagom opteredena ova dva transformatora, kada su u praznom hodu priključeni na mrežni napon 30 kV?

Rješenje: a) dio zadatka:

E1

II

I

30 kV I1'

I2'

T1 30/10 kV 8%

V

T2 35/10 kV 8% I1''

E2

I2'' 10 kV

I2''kap. II

I

30 kV

X1 X2 ΔV + I1''

~ Ii

I2'' 10 kV

I1''ind.

30  10 10       825 V 3  30 35  u U2 8 102 X1  X 2  k %  2    0,16 Ω  X 100 Sn 100 50 V V 825 Ii |I1 ''||I2 ''|    2,578 kA X1  X2 2 X 0,32  I1 ''  2,578 kA induktivno I2 ''  2,578 kA kapacitivno V 


169

Sn 50   2,887 kA 3  U2 3  10

I1n ''  I2n '' 

I1n ''  I1r ''2  I1 ''2  I1r ''  I1n ''2  I1 ''2  2,8872  2,5782  1300 A I2n ''  I2r ''2  I2 ''2  I2r ''  I2n ''2  I2 ''2  2,8872  2,5782  1300 A P1  P2  3  U2  I1r ''  3  10  1300  22,52 MW P  P1  P2  45 MW b) dio zadatka:

ΔI I

II 30 kV

I1'

I2'

T1 30/10 kV 8%

T2 35/10 kV 8% I1''

|I1 ''|  |I2 ''|  2,578 kA 10 I1 '  I1 ''  859 A 30 10 I2 '  I2 ''  737 A 35 I  I1 ' I2 '  122 A S  3  U1  I  3  30  122  6,34MVA

I2'' 10 kV I=0


170

Paralelni Rad Transformatora sa Konkretnim Proracunima.pdf

Recommend Documents