Functionarea in paralel a transformatoarelelor trifazate

Functionarea in paralel a transformatoarelelor trifazate

Functionarea in paralel a transformatoarelor reprezenta regimul in care bornelor  lor primare sunt conectate la aceeasi retea de alimentare, iar bornele secundare debiteaza pe aceeasi retea de consumatori.

Necesitatea functionarii in paralel a transformatoarelor poate sa apara in urmatoarele situatii:

Scoaterea din functiune a unui transformator in scopul reviziei sau a remedierii unui defect, fara intreruperea alimentarii consumatorului.

Dezvoltarea, sau regimul de functionare, a unui consumator depaseste puterea nominala a transformatoarelor deja existente.

Functionarea economica a transformatoarelor cuplate in paralel are loc in conditiile in care sunt indeplinite urmatoarelele conditii:

La functionarea in gol a cuplajului de transformatoare, curentii de mers in gol trebuie sa fie nuli ( nu trebuie sa existe curenti de circulatie intre transformatoare)

La functioarea in sarcina a cuplajului, fiecare transformator trebuie sa se incarce cu o putere proportionala cu puterea lui nominala.

Inainte de cuplarea in paralel a transformatoarelor se verifica urmatoarele conditii:

1.           Tensiunile nominale ale transformatoarelor trebuie sa fie aceleasi

2.           Transformatoarele trebuie sa aiba aceeasi grupa de conexiune

3.           Transformatoarele trebuie sa aiba acelasi raport de transformare

4.           Tensiunile de scurcircuit nominale trebuie sa fie egale

5.           Unghiul intern la scurtcircuit sa fie acelasi.

Chestiuni de studiat:

1.           Verificarea posibilitatii functionarii in paralel a celor doua transformatoare trifazate (verificarea conditiilor cuplarii in paralel).

2.           Ridicarea caracteristicilor externe,  pentru fiecare dintre transformatoarele care urmeaza sa fie conectate in paralel (denumite in continuare “A” si “B”), debitand pe sarcina inductiva:

3.           Cuplarea transformatoarelor in paralel, debitand pe o sarcina inductiv. Ridicarea caracteristicii externe a cuplajului de transformatoare

Ridicarea caracteristicilor curentilor: 

Schema de montaj:

Date nominale:

Transformatorul A

Puterea nominala                          S_An = 5000 VA;

Tensiunile nominale                     U_A1n = 380 V; U_A2n= 220 V

Curentii nominali                            I_A1n = 5000/380 = 13.15 A; I_A2n= 5000/220 = 22.7 A

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

Schema de conexiuni

Raportul de transformare           k_AT= U_A1n/U_A2n = 1.72

Frecventa nominala                       f_n= 50 Hz;

Transformatorul B

Puterea nominala                          S_Bn = 5000 VA;

Tensiunile nominale          U_B1n = 380 V; U_B2n= 220 V

Curentii nominali                            I_B1n = 13.15 A; I_B2n= 22.7 A

Schema de conexiuni

Raportul de transformare              k_BT= U_B1n/U_B2n = 1.72

Frecventa nominala                       f_n= 50 Hz;

Mod de lucru:

1.           Se verifica valoarea tensiunii de scurtcircuit pentru fiecare transformator, realizand cate o incercare la scurtcircuit (vezi schema de la incercarea in scurtcircuit):

U_{A sc}=………….V,           u _{A sc}= U_{A sc} U_{A 1n}

U_{B sc}=………….V,           u _{B sc}= U_{B sc} U_{B 1n}

Se verifica valoarea raportului de transformare pentru fiecare transformator in parte, realizand cate o incercare de functionare in gol (vezi schema de la incercarea in gol):

U_{A 1n}= 380 V, U_{A 20}= 220 V, k_T= U_{A 1n} U_{A 20}= 1.72

U_{B 1n}= 380 V,  U_{B 20}= 220 V, k_T= U_{B 1n} U_{B 20}= 1.72

2.           Se realizeaza montajul cuplarii in paralel a celor doua transformatoare.  Fiecare transformator in parte se cupleaza la o sarcina inductiva. Sarcina este reglata astfel incat valoarea curentului din secundar sa varieze intre valoarea de mers in gol si . Se completeaza urmatorul tabel:

Se reprezinta grafic, caracteristicile externe ale celor doua transformatoare, in acelasi system de coordinate.

3.           Se verifica succesiunea fazelor pentru cele doua transformatoare. Se cupleaza ambele transformaoare in paralel debitand pe o sarcina inductiva.

Se regleaza sarcina astfel incat cuplajul se functioaneze de la mersul in gol pana la maximum  pentru fiecare transformator.

Se completeaza urmatorul tabel:

Se reprezinta grafic carcateristicile curentului, pentru ambele transformatoare, in acelasi system de coordinate.

Intrebari si comentarii:

1.           Care sunt implicatiile faptului ca cele doua transformatoare nu au caracteristicile externe identice?

In cazul in care cele 2 transformatoare nu au caracteristicile externe identice exista riscul incarcarii unuia deintr ele cu putere sau tensiune mai mare decat a celuilalt transformator.

2.           Care sunt urmarile cuplarii in paralel a transformatoarelor fara a respecta conditiilor cuplarii in paralel.

In cazul nerespectarii conditiilor cuplarii in parallel a transformatoarelor exista riscul deteriorarii transformatoarelor din cauza curentilor prea mari sau a supratensiunilor aparute.

3.           Calculati care este puterea totala pe care o poate debita un cuplaj de doua transformatoare cu puterile 100kVA si 120KVA si tensiunile de scurtcircuit 4%, respectiv 4.5%.

S₁/S_n1/u_scn1=S₂/S_n2/u_scn2=S_tot/(S_n1/u_scn1+S_n2/u_scn2)

S_n1=S_n2 => S₁u_scn1=S₂u_scn2=S_totu_scn1u_scn2/(u_scn1+u_scn2)=>S_tot=S₁u_scn1(u_scn1+u_scn2)/u_scn1u_scn2<=>

S_tot= 188.88 KVA