Paralelní chod trojfázových transformátorů

Tato lekce se zabývá základními podmínkami paralelního chodu třífázových transformátorů.

Obr. 1: Paralelní chod transformátorů [1]

Pokud nepostačuje pro konkrétní použití výkon transformátoru, můžeme použít dva transformátory v paralelním zapojení. Abychom je takto mohli zapojit, je nutno splnit určité podmínky.

Obecné podmínky paralelního chodu transformátorů (pro jednoduchost je v textu uvažováno spojení dvou transformátorů), obecně je ale možné i spojení více strojů za stejných podmínek:

• stejný sled fází
• stejné hodinové číslo
• stejná jmenovitá napětí
• stejný převodový poměr
• stejné napětí nakrátko

Vysvětlení k jednotlivým bodům:

Stejný sled fází – podmínka zřejmá (pravotočivý sled fází)

Stejné hodinové číslo – paralelně lze spojit za určitých podmínek i transformátory s rozdílným hodinovým číslem a to tehdy, pokud permutací (prohozením) svorek buď na primárním, nebo na sekundárním vinutí (někdy i na obou zároveň) lze zajistit, že se dosáhne stejného fázového natočení vektorů. Aby bylo takového přepojení možné, je nutné, aby oba transformátory patřily do stejné skupiny hodinových čísel. Skupiny hodinových čísel jsou tři a to:

• 0 - 4 – 8
• 2 - 6 – 10
• 1 – 3 – 5 – 7 – 9 – 11

Stejná jmenovitá napětí – podmínka stejných napětí je zřejmá (vstupní i výstupní napětí obou transformátorů mají být stejná - jmenovitá napětí se nesmí lišit o více než 5 %)

Stejný převodový poměr - rozdíl převodových poměrů se připouští jen několik desetin procenta. Rozdíl v převodovém poměru způsobuje trvalý vyrovnávací proud, omezený impedancí transformátorů. Přibližná velikost vyrovnávacího proudu bude:

I_v = 100 ∙ b (u_k1 + u_k2),

kde I_v je vyrovnávací proud v procentech jmenovitého proudu, b je rozdíl v převodových poměrech v procentech, u_k je napětí nakrátko jednotlivých transformátorů v procentech.

Stejné napětí nakrátko – přípustný rozdíl v napětí nakrátko je10%. Rozdíl způsobuje nerovnoměrné zatížení jednotlivých transformátorů (výkon se rozdělí nepřímo úměrně poměru napětí nakrátko):

kde S₁ je skutečný výkon, který podává transformátor č. 1, S_n1 je jmenovitý výkon transformátoru č. 1, u_k1 je napětí nakrátko transformátoru č.1.

Poměr jmenovitých výkonů paralelně spolupracujících transformátorů menší než 3, 2. Předpisy doporučují paralelně spojovat transformátory s poměrem výkonu do 1:2. To by mělo být zohledněno při volbě transformátoru.

Při větším poměru už je přínos menšího stroje tak malý, že paralelní chod ztrácí smysl. Krátkodobě se využívá paralelní chod transformátorů s větším poměrem výkonů pouze při přepojování zátěže z většího stroje na menší a naopak bez přerušení dodávky. V tomto případě nemusí být ani splněná předepsaná tolerance pro napětí nakrátko.

 

 

Zdroje

Obrázky

[1] NAVRÁTILOVÁ, Eva. www.outech-havirov.cz [online]. [cit. 2014-6-26]. Dostupný na www: http://www.outech-havirov.cz/skola/files/knihovna_eltech/esp/transformatory.pdf