Если два трансформатора одинаковой мощности имеют напряжения короткого замыкания соответственно

Обновлено: 26.01.2025

Можно включить в параллельную работу два трансформатора. У 1го Uкз=4,5%, а у 2го Uкз=5,1% ? Допустимые 10% как считать?

Правила я знаю эти. Меня интересует КАК именно считаются эти проценты!

Лучший ответ

Остальные ответы

Допускается параллельная работа трансформаторов при условии, что не одна обмотка не будет перегружена током, который превышает допустимый ток для данной обмотки. Параллельная работа допускается при условии:
- группы соединений обмоток одинаковы;
- соотношение мощностей трансформаторов не более чем 1:3;
- коэффициенты трансформации отличаются не более чем на ±0,5 %;
- напряжения короткого замыкания отличаются не более чем на ±10 %;
- проведено фазирование трансформаторов.
Для выравнивания нагрузки между параллельно работающими трансформаторами с разными напряжениями короткого замыкания допускается в небольших пределах изменять коэффициент трансформации путем переключения анцапфы, опять же при условии что ни один из трансформаторов не будет перегружен.

Вопрос № 231306

Сравните жесткость внешних характеристик трансформаторов одинаковой мощности, имеющих напряжения короткого замыкания соответственно UК1=7,5 % и UК2=12 %.

внешние характеристики одинаковы

для ответа недостаточно данных

характеристика первого трансформатора более мягкая

характеристика первого трансформатора более жесткая

Вопрос № 133020

для ответа недостаточно данных

характеристика первого трансформатора более мягкая

внешние характеристики одинаковы

характеристика первого трансформатора более жесткая

Вопрос № 940304

На изображенной схеме приемник П присоединен к сети переменного тока через трансформатор мощностью Коэффициент мощности приемника Паспортные потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора и . Максимальный КПД трансформатора при коэффициенте нагрузки трансформатора

Вопрос № 135991

внешние характеристики одинаковы

для ответа недостаточно данных

характеристика первого трансформатора более мягкая

характеристика первого трансформатора более жесткая

Вопрос № 133020

для ответа недостаточно данных

характеристика первого трансформатора более мягкая

внешние характеристики одинаковы

характеристика первого трансформатора более жесткая

Вопрос № 940304

Включение трансформаторов на параллельную работу

Параллельная работа трансформаторов, т. е. включение их на одни сборные шины ВН и НН, а также СН, возможна: а) при равенстве их первичных и их вторичных напряжений; б) при равенстве напряжений короткого замыкания; в) тождественности групп соединения обмоток. На этих же условиях возможна параллельная работа и автотрансформаторов, а также трансформаторов с автотрансформаторами.

У трансформаторов, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации, напряжения на зажимах вторичных обмоток неодинаковы. При включении таких трансформаторов на параллельную работу в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений.

Уравнительный ток равен:

где DU=U₁-U₂ - разность вторичных напряжений трансформаторов; Z_K1 и Z_K2 - сопротивления первого и второго трансформаторов, определяемые по формуле

где u_к% - напряжение КЗ трансформатора.

Пример. Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включаются на параллельную работу. Трансформаторы имеют следующие параметры: S₁=S₂=10000 кВ·А; U₁=6600 В; U₂=6300 В; u_k1=u_к2=8%; группы соединения обмоток U/D-11. Определить уравнительный ток после включения на параллельную работу.

Решение. Номинальные токи трансформаторов

Сопротивления трансформаторов

Разность вторичных напряжений

Уравнительный ток

Из примера видно, что при неравенстве вторичных напряжений трансформаторы будут загружаться уравнительным током даже в режиме холостого хода. При работе под нагрузкой уравнительный ток налoжится на ток нагрузки. Уравнительный ток, загружая обмотки трансформаторов, увеличивает потери энергии в них и снижает суммарную мощность подстанции. Поэтому разность вторичных напряжений при включении трансформаторов на параллельную работу должна быть минимальной. Отклонения по коэффициенту трансформации допускаются в пределах ±0,5% номинального значения. Напряжение короткого замыкания и_к является постоянной для каждого трансформатора величиной, зависящей исключительно от его конструкции. При работе трансформатора под нагрузкой необходимо равенство их и_к. Это объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально их мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. В общем случае неравенство и_к приводит к недогрузке одного трансформатора и перегрузке другого. Если два трансформатора номинальной мощности S₁ и S₂ имеют различные напряжения короткого замыкания u_к1 и u_к2 соответственно, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по формуле

где S' и S" - реальные нагрузки первого и второго трансформаторов; u'_к - некоторое эквивалентное напряжение короткого замыкания параллельно включенных трансформаторов.

Пример. На параллельную работу включаются два трансформатора мощностью S₁=S₂=10000 кВ·А, имеющих напряжения короткого замыкания u_к1=8%, u_к2=6,5%. Суммарная мощность нагрузки потребителей S=20000 кВ·А. Определить, как распределится нагрузка между трансформаторами.

Решение. Эквивалентное напряжение короткого замыкания

Нагрузки трансформаторов

Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов возможно только при равенстве напряжений короткого замыкания. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонениями и_к на основном ответвлении не более чем на ± 10%. Такое допущение связано с технологией изготовления трансформаторов, т. е. с отступлениями в размерах обмоток, влияющих на и_к.

Рис. 1. 8. Разность напряжений ДU при сдвиге векторов вторичных напряжений U₁ и U₂ по фазе на угол d

Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении и, особенно в том случае, если они имеют меньшие и_к. Поэтому при отношении мощностей трансформаторов более 1: 3 целесообразно при возрастании нагрузок совсем отключить трансформатор меньшей мощности, чтобы не подвергать его недопустимой перегрузке.

Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений обмоток, невозможна по той причине, что между вторичными обмотками одноименных фаз соединяемых трансформаторов появляется разность напряжений, обусловленная углом сдвига 5 между векторами вторичных напряжений (рис. 1.8). Уравнительный ток при сдвиге векторов на угол 5 определяется по формуле:

где u_к1 и u_к2 - напряжения короткого замыкания первого и второго трансформаторов; I₁ и I₂ - номинальные токи первого и второго трансформаторов соответственно.

Пример. Подсчитаем значение уравнительного тока, предположив, что на параллельную работу оказались включенными два трансформатора с одинаковыми номинальными токами (I₁=I₂=I) и одинаковыми напряжениями короткого замыкания (u_k1=и_к2=и_к), но при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторичных обмоток на угол 60° (например, группы соединений Y/D-11 и Y/D-1). В этом случае уравнительный ток равен:

Например, при и_к=6,5% уравнительный ток достигает почти восьмикратного значения номинального, что равносильно короткому замыканию.

Группы соединения обмоток в ряде случаев могут быть изменены путем перемаркировки выводов и соответствующего присоединения к ним шин. В других случаях необходимо вскрытие трансформатора для изменения группы соединения его обмоток.

Параллельная работа трансформаторов

В большинстве случаев трансформаторы работают индивидуально каждый на свои шины РУ, но предусматривается и их параллельная работа на одни и те же шины. Параллельной работой называют совместную работу трансформаторов на общую нагрузку.

Параллельная работа трансформаторов считается нормальной, если: во-первых, токи нагрузки совпадают по фазе, во-вторых, между ними отсутствуют уравнительные токи и, в-третьих, общая нагрузка распределяется пропорционально их номинальным мощностям.

Трансформаторы могут быть включены на параллельную работу при соблюдении четырех условий:

1. Номинальные первичные и вторичные напряжения трансформаторов должны быть соответственно равны: (U₁₁ = U₁₂ и U₂₁ = U₂₂), т.е. трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации (К_ТР1 = К_ТР2). Допускается разность коэффициентов трансформации не более ±0,5%.

2. Трансформаторы должны иметь одинаковые группы соединения обмоток.

3. Напряжения короткого замыкания U_кз% должны быть одинаковыми. Допускается отклонение от среднего значения U_кз% не более чем на ±10%.

4. Кроме того, не рекомендуется параллельная работа трансформаторов с отношением номинальных мощностей более чем три к одному.

В случае нарушения любого из первых двух условий через обмотки трансформаторов потечет уравнительный ток I_ур, возникающий в контуре, образованном вторичными обмотками трансформаторов, который по величине может даже превышать номинальные токи трансформаторов.

Рассмотрим случай нарушения первого условия включения трансформаторов на параллельную работу. Пусть на параллельную работу включены два трансформатора (рис. 2.19) с коэффициентами трансформации К_ТР1 и К_ТР2.

Тогда после подключения силового трансформатора в цепи, образованной вторичными обмотками трансформаторов Т₁ и Т₂ и соединяющими их шинами, будет протекать уравнительный ток, зависящий от разности вторичных напряжений трансформаторов

(2.11)

где U₁₁ и U₁₂ – напряжения, подаваемые к первичным обмоткам трансформа-

торов Т₁ и Т₂, соответственно;

U₂₁ и U₂₂ – напряжения на вторичных обмотках трансформаторов;

Z_ТР1 и Z_ТР2 – сопротивления вторичных обмоток трансформаторов.

При равенстве первичных напряжений трансформаторов U₁₁ = U₁₂ = U₁ получим

Как видно из соотношения, чем больше отличаются коэффициенты трансформации друг от друга, тем больше I_УР. Поскольку сопротивление обмоток трансформатора носит в основном индуктивный характер, то уравнительный ток имеет большую индуктивную составляющую. Этот ток векторно складывается с током нагрузки.

Пример 1. Два трансформатора на ТП-35/6,3 кВ одинаковой мощности S₁ = S₂ = 10 МВА с разными значениями вторичных напряжений включены на параллельную работу: U₂₁ = 6600 В; U₂₂ = 6,3 кВ; U_К1% = U_К2 % = 8%; группы соединения обмоток Y/D–11. Определить максимальные токи нагрузки трансформаторов и величину уравнительного тока.

; .

Решение. 1. Найдем нагрузочные вторичные токи трансформаторов:

А,

А.

2. Номинальный вторичный ток для этих трансформаторов определяется по номинальному току вторичной обмотки и равен I_НАГР.2.

3. Определим сопротивления обмоток трансформаторов:

;

Ом.

4. Так как DU = 6,6 – 6,3 = 0,3 кВ, то уравнительный ток будет равен

А.

; .

Уравнительный ток, загружая обмотки трансформаторов, увеличивает потери энергии в них и снижает суммарную мощность подстанции. Поэтому разность вторичных напряжений должна быть минимальной. Отклонение по К_тр допускается в пределах ±0,5% номинального значения.

Уравнительный ток при сдвиге векторов на угол d определяется по формуле

, (2.12)

где U_К1%, U_К2% – напряжения короткого замыкания первого и второго

I₂₁ и I₂₂ – номинальные токи первого и второго трансформаторов со-

Пример 2. На параллельную работу включены два трансформатора с одинаковыми номинальными токами I₂₁ = I₂₂ = I_Н и одинаковыми напряжениями короткого замыкания U_К1% = U_К2% = 6,5%, но при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторичных обмоток на угол 60 о (например, группы соединения обмоток Y/D–11 и Y/D–1). Оценить величину уравнительного тока.

Решение. В этом случае уравнительный ток равен

Из полученного выражения видно, что при напряжении короткого замыкания равном 6,5% уравнительный ток достигает почти восьмикратного значения номинального тока для данных трансформаторов, а это равносильно короткому замыканию.

Группы соединения обмоток в ряде случаев могут быть изменены путем изменения маркировки выводов и соответственного присоединения к ним шин. В других случаях необходимо вскрытие трансформатора для изменения группы соединения его обмоток.

где I_н и U_н – номинальные значения тока и напряжения во вторичных обмот-

Пренебрегая активным сопротивлением обмотки, можно считать . Чем больше U_К%, тем больше X_тр и тем меньше соответствующий ток. При одинаковых U_К% сопротивления Z_ТР будут одинаковыми и их номинальные токи также будут равными.

Если два трансформатора номинальной мощности S₁ и S₂ имеют различные U_К1%, U_К2%, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по формуле

, (2.13)

где и – реальные нагрузки первого и второго трансформаторов;

– эквивалентное напряжение короткого замыкания параллельно

Пример 3. Пусть на параллельную работу включены два трансформатора одинаковой мощности S₁ = S₂ = 10 МВА, но с разными напряжениями короткого замыкания U_К1% = 8%, U_К2% = 6,5%. Суммарная нагрузка объекта S_å равна 20 МВА. Определить, как распределяется нагрузка между трансформаторами.

Решение. 1. Эквивалентное напряжение короткого замыкания

2. Реальные нагрузки трансформаторов будут равны:

;

Таким образом, при включении на параллельную работу нескольких трансформаторов с различными напряжениями короткого замыкания трансформатор с меньшим U_К% принимает на себя большую нагрузку.

На практике допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонениями U_К% не более ±10%. Такое допущение связано с технологией изготовления трансформаторов, т.е. с отступлениями в размерах обмоток, влияющих на U_К%.

Силовой трансформатор: формулы для определения мощности, тока, uk%

Силовой трансформатор представляет собой сложную систему, которая состоит из большого числа других сложных систем. И для описания трансформатора придумали определенные параметры, которые разнятся от машины к машине и служат для классификации и упорядочивания.

Разберем основные параметры, которые могут пригодиться при расчетах, связанных с силовыми трансформаторами. Данные параметры должны быть указаны в технических условиях или стандартах на тип или группу трансформаторов (требование ГОСТ 11677-85). Сами определения этих параметров приведены в ГОСТ 16110.

Номинальная мощность трансформатора - указанное на паспортной табличке трансформатора значение полной мощности на основном ответвлении, которое гарантируется производителем при установке в номинальном месте, охлаждающей среды и при работе при номинальной частоте и напряжении обмотки.

Числовое значение мощности в кВА изначально выбирается из ряда по ГОСТ 9680-77. На изображении ниже приведен этот ряд.

Значения в скобках принимаются для экспортных или специальных трансформаторов.

Если по своим характеристикам оборудование может работать при разных значениях мощностей (например, при различных системах охлаждения), то за номинальное значение мощности принимается наибольшее из них.

К силовым трансформаторам относятся:

трехфазные и многофазные мощностью более 6,3 кВА
однофазные - более 5 кВА

Номинальное напряжение обмотки - напряжение между зажимами трансформатора, указанное на паспортной табличке, на холостом ходу.

Номинальный ток обмотки - ток, определяемый мощностью, напряжением обмотки и множителем, учитывающим число фаз. То есть если трансформатор двухобмоточный, то мы будем иметь ток с низкой стороны и ток с высокой стороны. Или же ток, приведенный к низкой или высокой стороне.

Напряжение короткого замыкания - дадим два определения.

Приведенное к расчетной температуре линейное напряжение, которое нужно подвести при номинальной частоте к линейным зажимам одной из обмоток пары, чтобы в этой обмотке установился ток, соответствующий меньшей из номинальных мощностей обмоток пары при замкнутой накоротко второй обмотке пары и остальных основных обмотках, не замкнутых на внешние цепи
Взято из ГОСТ 16110

Напряжение короткого замыкания uk - это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному
Источник - Электрооборудование станций и подстанций

Определились с основными терминами, далее разберем как определить мощность, ток и сопротивление трансформатора на примере:

ТМ-750/10 с номинальными напряжениями 6 кВ и 0,4 кВ. Ток с высокой стороны будет 72,2 А, напряжение короткого замыкания - 5,4%. Определим ток из формулы определения полной мощности:

Так что, если недобрали данных для расчетов, всегда можно досчитать. Но это рассмотрен случай двухобмоточного Т.

Чтобы определить сопротивление двухобмоточного трансформатора в именованных единицах (Ом), например, для расчета тока короткого замыкания, воспользуемся следующими выражениями:

x - искомое сопротивление в именованных единицах, Ом
xT% - относительное сопротивление, определяемое через uk% (в случае двухобмоточных эти числа равны), отн.ед.
Uб - базисное напряжение, относительно которого мы ведем наш расчет (более подробно будет рассмотрено в статье про расчет токов КЗ), кВ
Sном - номинальная мощность, МВА

В формуле выше важно следить за единицами измерения, не спутать вольты и киловольты, мегавольтамперы с киловольтамперами. Будьте начеку.

Формулы для расчета относительных сопротивлений обмоток (xT%)

В двухобмоточном трансформаторе все просто и uk=xt.

Трехобмоточный и автотрансформаторы

В данном случае схема эквивалентируется в три сопротивления (по секрету, одно из них частенько бывает равно нулю, что упрощает дальнейшее сворачивание).

Трехфазный у которого НН расщепленная

Частенько в схемах ТЭЦ встречаются данные трансформаторы с двумя ногами.

В данном случае всё зависит от исходных данных. Если Uk дано только для в-н, то считаем по верхней формуле, если для в-н и н1-н2, то нижней. Схема замещения представляет собой звезду.

Группа двухобмоточных однофазных трансформаторов с обмоткой низшего напряжения, разделенной на две или на три ветви

Хоть внешне и похоже на описанные выше, и схемы замещения подобны, однако, формулы будут немного разные.

Внешние характеристики трансформатора.

Внешние характеристики нагруженного трансформатора.

Характер тока нагрузки бывает разный, например:

- активный,

- индуктивный,

- активно-индуктивный,

- емкостной,

- активно-емкостной.

Внешние характеристики трансформатора это зависимость U ₂ = f ( I ₂ ), они показывают, как изменяется напряжение U ₂ в зависимости от величины тока нагрузки I ₂ и его характера.

Изменение напряжения при различных видах нагрузки происходит по разному, например:

- при увеличении активной нагрузки напряжение падает,

- при увеличении активно-индуктивной нагрузки напряжение падает больше, чем при активной нагрузке,

при активно-емкостной нагрузке напряжение может увеличится.

Изменение вторичного напряжения

Определяется по формуле:

При увеличении тока емкостной нагрузки напряжение растёт из-за намагничивающего характера тока.

При увеличении тока индуктивной нагрузки напряжение падает из-за размагничивающего характера тока.

При увеличении тока активной нагрузки напряжение немного падает из-за падения напряжения на сопротивлениях обмоток.

Параллельная работа трансформатора.

Рис.26. Схема параллельной работы трансформаторов.

Расчёт распределения нагрузки между трансформаторами.

Если два трансформатора номинальной мощности S₁ и S₂ имеют различные напряжения КЗ U _К1 и U _К2 соответственно, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по следующим формулам:

Распределение общего тока нагрузки между трансформаторами

где I₂ –ток второго трансформатора, I – общий ток нагрузки

ток I₁ –ток первого трансформатора определится вычитанием тока второго трансформатора из общего тока нагрузки:

Общий ток нагрузки определим по формуле

Условия включения трансформаторов на параллельную

Работу.

1. Вторичные и первичные напряжения трансформаторов равны. Трансформаторы должны иметь равные коэффициенты трансформации К_Т1=К_Т2=К_Т3=. =К_Т _N .

где Кт = U ₁ / U ₂ на холостом ходу

2. Трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения короткого замыкания U _К1 = U _К2 = U _К3 =…,

U _к могут отличаются не более чем на ±10 %.

где I – общий ток нагрузки

Соблюдение этого условия необходимо для пропорционального распределения нагрузки между трансформаторами, рис.27.

Рис.27. Схема включения на параллельную работу однофазных трансформаторов (а) и их схема замещения (б).

Это требование объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально напряжениям КЗ. Неравенство напряжений КЗ приводит к недогрузке одного параллельно работающего трансформатора и перегрузке другого. Соотношение мощностей трансформаторов должно быть не более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении, особенно в том случае, если они имеют меньшие напряжения КЗ (u_к).

У какого трансформатора больше напряжения короткого замыкания?

может быть ты путаешь что-то.
если
одинаковая мощность -> одинаковый ток обмотки -> одинаковое сопротивление .
отчего же одинаковое сечение по меди и алюминию?
оно будет разное.

поэтому проводится опыт к. з. и определяется его величина.
не удивляйся, если эти значения окажутся достаточно близкими.

для общего развития:
в паспортах на тр-ры обычно указывается Uк (Ек), %, приведенное к 75°С.

Какие условия параллельной работы трансформаторов?

даже в инете найти не можешь
лови
Первое и пожалуй, наиболее важное - это соответствие фазировки двух трансформаторов. При несоблюдении этого условия, и включении их на одни шины произойдет междуфазное короткое замыкание. Фазировка высоковольтного оборудования выполняется довольно легко, по цепям вторичного напряжения, снимаемым с обмоток трансформаторов напряжения.

Вторым непременным условием параллельной работы этих электрических машин, является равенство первичных и вторичных напряжений. Тут все предельно понятно: нельзя включить трансформатор на напряжение, которое не соответствует его классу изоляции.

Из этого же условия вытекает равенство коэффициентов трансформации (согласно Правил Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей (ПТЭЭП), разница между ними должна быть в диапазоне ±0,5%). Так как коэффициент трансформации это отношение вторичного напряжения к первичному, а они у нас равны, то и сам коэффициент одинаков.

Третьим условием является равенство напряжений короткого замыкания. Термин напряжение короткого замыкания характеризует потери в обмотках трансформатора. Чем выше Uкз, тем больше сопротивление обмотки.

Соответственно, трансформатор, имеющий меньшее Uкз, будет “брать” на себя больше нагрузку и работать с постоянным перегрузом. Максимальное допустимое различие этих показателей, также регламентированное ПТЭЭП (п. 2.1.19) - не более 10%.

Четвертое условие – одинаковые группы соединения обмоток. Его невыполнение приведет к появлению уравнительных токов, так как фазы будут сдвинуты на определенный угол.

Соотношение мощностей, параллельно подключаемых трансформаторов, должно различаться не более чем в три раза. В противном случае, менее мощный трансформатор будет работать с перегрузом.

Читайте также: