Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice
Acasa » tehnologie » electronica electricitate
Functionarea in paralel a transformatoarelor electrice de putere

Functionarea in paralel a transformatoarelor electrice de putere




Functionarea in paralel a transformatoarelor electrice de putere

1. Generalitati privind functionarea in paralel

a transformatoarelor electrice

Functionarea in paralel a doua sau mai multe transformatoare electrice este impusa de necesitatea asigurarii alimentarii continue cu energie electrica a consu-matorilor. Toate transformatoarele cuplate in paralel au bornele primare legate la aceeasi retea de alimentare cu tensiunea U1, iar bornele secundare sunt legate la reteaua receptoare de tensiune U2 (fig.2.39).

Functionarea in paralel a transformatoarelor electrice este justificata de urmatoarele avantaje:



grad sporit de siguranta in exploatare, datorita inlaturarii riscului de intrerupere a alimentarii cu energie electrica, in cazul defectarii sau reviziei unuia din transformatoare;

mentinerea la un nivel minim a pierderilor in procesul de transformare, prin modificarea numarului de transformatoare aflate in functiune corespunzator sarcinii cerute, deci utilizarea transformatoarelor in functi-une la un randament maxim;

inlocuirea transformatoarelor de puteri si gabarite mari cu transforma-toare de gabarite situate in limitele admisibile.

Fig.2.39 Transformatoare electrice monofazate conectate in paralel

Functionarea economica in paralel a transformatoarelor electrice impune satisfacerea urmatoarelor cerinte:

in cazul absentei sarcinii secundare (functionarea in gol), curentii prin infasurarile secundare sa fie nuli ca in cazul functionarii separate; in caz contrar, pierderile provocate de curentii de egalizare ce se inchid prin infasurarile transformatoarelor legate in paralel determina incalziri ale infasurarilor, scad randamentul si capacitatea de incarcare a transforma-toarelor la o putere mai mica decat puterea nominala;

in prezenta sarcinii, curentii secundari de linie sa fie sinfazici si propor-tionali cu curentii nominali, fiecare transformator cuplat in paralel, incar-candu-se cu o putere proportionala cu puterea lui nominala; astfel, pentru un curent dat al receptorului, pierderile din infasurarile transformatoa-relor sunt minime.

In aceste conditii, curentii se insumeaza aritmetic, iar puterea obtinuta la bornele secundare este maxima si egala cu suma puterilor nominale ale transfor-matoarelor puse in paralel. In scopul realizarii acestor conditii, este necesara o analiza in detaliu a aspectului teoretic al problemei, ca apoi sa fie trase concluziile de natura practica.

2. Ecuatiile de functionare ale transformatorului in paralel

Se considera cazul a doua transformatoare electrice monofazate indicate prin literele a, b, cuplate in paralel si care debiteaza pe impedanta Z (fig.2.40).

Deducerea conditiilor ce trebuie satisfacute pentru o functionare optima a transformatoarelor cuplate in paralel, necesita determinarea curentilor din infasu-rari si a tensiunilor induse in ipoteza ca tensiunile la bornele primare si secundare sunt aceleasi pentru toate transformatoarele.

Fig.2.40 Schema echivalenta simplificata a doua transformatoare

electrice monofazate cuplate in paralel

Se considera cazul a doua transformatoare (a,b) cu aceeasi schema de cone-xiuni conectate in paralel care au:

receptorul conectat la bornele secundare de impedanta Z si parcurs de curentul I2;

tensiunile la borne U1 respectiv U2;

sarcina simetrica, putand fi urmarita pe o singura faza.

Se admite ca transformatorul a este caracterizat prin:

Z1a, Z2a, Z1ma - impedantele primara, secundara si de magnetizare;

ka  - raportul de transformare;

I1a, I2a, I10a - curentul primar, secundar si de functionare in gol;

E1a, E2a - t.e.m. primara si secundara.

Ecuatiile transformatorului cu secundarul raportat la primar scrise in marimi complexe sunt:

U1a=Z1aI1a-E1a

E2a=Z2aI2a+U2a

E1a=kaE2a=-Z1mI10a (2.52)

U2a=ZI2

I10a = I1a+I2a =I1a+

= +

Ecuatia a doua a sistemului (2.52) se poate pune sub forma:

E2a==Z2aI2a+U2a (2.53)

respectiv:

E1a=+

incat ecuatia de tensiuni a primarului transformatorului devine:

U1a=Z1aI1a--=-Z1a-- (2.54)



U1a=-Zk1a-

deoarece potrivit schemei echivalente simplificate a transformatorului I1a=- iar

Zk1a=Rka+jXka=R1a++j(Xσ1a+) (2.55)

Similar, pentru transformatorul b, ecuatia de tensiuni a primarului este:

U1b=-Zk1b- (2.56)

si intrucat U1a=U1b prin egalare se obtine:

-Zk1a-=-Zk1b-

-Zk1a+Zk1b=- (2.57)

Substituind in relatia (2.57) pe =-, respectiv =--, vom obtine:

-Zk1a(-)+Zk1b=-

(Zk1a+Zk1b)=Zk1a+-

=

= (2.58)

Analiza expresiilor curentilor si evidentiaza faptul ca acesti curenti au cate doua componente: una dependenta de sarcina I2, iar cealalta componenta Ic , este independenta de sarcina si exista si la I2=0 care se aduna la un trans-formator si se scade la celalalt. Expresia:

reprezinta curentul de circulatie prin infasurarile celor doua transformatoare, care incarca pe unul si descarca pe celalalt, fiind astfel limitate posibilitatile de incar-care in sarcina normala a grupului celor doua transformatoare cuplate in paralel, in care sens este necesar Ic=0.

Conditia Ic = 0, impune

-=0, adica = (2.60)

respectiv egalitatea modulelor si fazelor tensiunilor secundare.

Din egalitatea modulelor ka∙U2a=kb∙U2b rezulta astfel egalitatea rapoartelor de transformare ale transformatoarelor adica ka=kb.

Relatia (2.60) fiind o relatie in complex, impune egalitatea modulelor si fazelor tensiunilor secundare rezultand astfel primele doua conditii ce trebuie indeplinite de transformatoarele ce se cupleaza in paralel:

sa aiba rapoartele de transformare egale (conditie impusa de egalitatea modulelor tensiunilor secundare);

sa aiba aceeasi grupa de conexiuni (conditie impusa de egalitatea faze-lor tensiunilor secundare);

Se face precizarea ca pentru cuplarea in paralel, transformatoarele pot avea si alte scheme de conexiuni. Astfel, transformatoarele cu schemele de conexiuni Yy-6 si Dd-6 se pot cupla in paralel daca este indeplinita si conditia kia=kib, stiind ca in aceste cazuri rapoartele de transformare ale infasurarilor si ale tensiunilor sunt egale (ki=kt). In practica se admite o abatere a raporturilor de transformare de la valoarea medie a lor, de 0,25% pentru transformatoarele de distributie si de 0,5% pentru cele care deservesc consumul propriu al centralelor electrice. Cele doua conditii de cuplare in paralel nu sunt suficiente ca cele doua transformatoare sa functioneze in sarcina.

3. Conditiile de functionare in sarcina

a transformatoarelor cuplate in paralel

Conditiile de functionare optima in sarcina, dupa indeplinirea conditiilor de cuplare sunt:

curentii secundari sa fie sinfazici;

curentii secundari sa fie proportionali cu curentii nominali, adica transforma-toarele cuplate in paralel sa se incarce proportional cu puterile lor nominale pentru o sarcina ceruta retelei secundare.

Considerand indeplinite conditiile de cuplare (Ic=0) din relatiile (2.58) dupa raportare rezulta:

(2.61)

si notand prin:

Uk1b=Zk1b I1bn; Uk1a=Zk1a I1an (2.62)



tensiunile de scurtcircuit ale celor doua transformatoare, vom obtine:

Zk1bI1bn=Zk1aI1an

(2.63)

unde φk1a, φk1b sunt definite pe baza triunghiului de scurtcircuit (fig.2.41) ca decalaj intre tensiunea de scurtcircuit uk si componenta sa activa uka iar indicele 1 indica raportarea secundarului la primar.

a) b)

Fig.2.41 Diagrama de fazori simplificata (Kapp): a-in marimi

b-in unitati relative (prin impartirea la U1n iar β=I1/I1n)

Relatia (2.63) indica faptul ca in practica, tensiunile de scurtcircuit ale transformatoarelor cuplate in paralel, pot diferi atat ca modul cat si ca faza. Pentru simplificarea modului de analiza a influentei pe care o au cele doua elemente, se considera doua cazuri diferite, si anume:

cazul in care tensiunile de scurtcircuit sunt egale ca modul, dar defazate;

cazul cand tensiunile de scurtcircuit au modulele neegale dar sunt in faza.

a) cand uk1an=uk1bn iar φk1a≠φk1b, potrivit relatiei (2.63) valorile relative ale curen-tilor sunt egale in modul , dar defazate cu unghiul φk1bk1a (fig.2.42).

Fig.2.42 Defazajul curentilor din secundarele transformatoarelor cuplate in

paralel si curentul rezultant in cazul φk1a≠φk1b.

La defazajul existent intre curentii secundari de sarcina, curentul secundar total de sarcina I2 rezulta ca suma fazoriala a curentilor si , mai mica decat suma aritmetica. Astfel, pentru a obtine curentul la receptor egal cu suma arit-metica a curentilor nominali secundari si (cat s-ar obtine daca tensiunile de scurtcircuit ar fi in faza), este necesar a supraincarca inutil transformatoarele la sarcinile >, >.

Pentru o functionare posibila, normele impun ca φk1b k1a incat supra-sarcina corespunzatoare devine:

(2.64)

si nu depaseste cu mai mult de 3,5% sarcina normala corespunzatoare S2= S2an+S2bn cand tensiunile de scurtcircuit ar fi egale si in faza.

b) cand φk1bk1a si uk1an≠uk1bn relatia (2.63) prin inmultire si impartire cu U1n/U1n.

rezulta:

(2.65)

sau

(2.66)

sau

(2.67)

rezultand astfel ca: puterile aparente cu care transformatoarele cuplate in paralel contribuie la acoperirea puterii aparente totale Sa+Sb , sunt direct propor-tionale cu puterile lor aparente nominale si invers proportionale cu tensiunile lor de scurtcircuit.

Relatia (2.67) se poate generaliza pentru λ transformatoare cuplate si in paralel:

(2.68)

Astfel, se poate determina puterea debitata de un singur transformator in functie atat de puterea totala debitata, cat si de puterile nominale si tensiunile de scurtcircuit ale tuturor transformatoarelor, si anume:

(2.69)

Deoarece tolerantele de executie, determina abateri de la valorile de calcul ale raportului de transformare si tensiunii de scurtcircuit, prin norme se admit:

pentru rapoartele de transformare, abateri in limitele 0,5% din raportul de transformare garantat;

pentru tensiunile de scurtcircuit, abateri de 10% din ukn.

La randul lor, aceste abateri impun ca transformatoarele cuplate in paralel sa fie de puteri apropiate, sa nu apara eventuale suprasarcini la transformatoarele mici, iar raportul puterilor lor nominale sa nu fie mai mare de 3.

In concluzie, functionarea optima a transformatoarelor dupa cuplarea lor in paralel are loc atunci cand:

tensiunile de scurtcircuit sunt egale sub aspectul modulului si fazei;

in paralel se cupleaza numai transformatoare de puteri apropiate.







Politica de confidentialitate







creeaza logo.com Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Comentarii literare

ALEXANDRU LAPUSNEANUL COMENTARIUL NUVELEI
Amintiri din copilarie de Ion Creanga comentariu
Baltagul - Mihail Sadoveanu - comentariu
BASMUL POPULAR PRASLEA CEL VOINIC SI MERELE DE AUR - comentariu

Personaje din literatura

Baltagul – caracterizarea personajelor
Caracterizare Alexandru Lapusneanul
Caracterizarea lui Gavilescu
Caracterizarea personajelor negative din basmul

Tehnica si mecanica

Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice.
Actionare macara
Reprezentarea si cotarea filetelor

Economie

Criza financiara forteaza grupurile din industria siderurgica sa-si reduca productia si sa amane investitii
Metode de evaluare bazate pe venituri (metode de evaluare financiare)
Indicatori Macroeconomici

Geografie

Turismul pe terra
Vulcanii Și mediul
Padurile pe terra si industrializarea lemnului



Calcularea si corectarea factorului de putere
Prezentarea Centralei Nuclearoelectrice - Cernavoda
Teorema reciprocitatii (teorema Maxwell)
Rezonanta serie-paralel. Antirezonanta.
Campul magnetic creat de un segment rectiliniu
Circuite logice integrate TTL
Cậmpul electric si potentialul unei sfere incarcate uniform cu sarcina electrica
Traductoare capacitive



Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu