Im Stromübertragungs- und -verteilungssystem ist der Parallelbetrieb von Transformatoren ein üblicher und wichtiger Betriebsmodus, der die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessern, die Lastverteilung optimieren und die Gerätekapazität voll ausnutzen kann. Insbesondere in industriellen und kommerziellen Szenarien, die eine stabile Stromversorgung erfordern, ist die Beherrschung der Bedingungen und sinnvollen Betriebsmodi des Transformatorparallelbetriebs von entscheidender Bedeutung, um einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten. Als professioneller Hersteller von Stromübertragungs- und -verteilungsgeräten bietet JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD professionelle technische Unterstützung für den Parallelbetrieb von Transformatoren und produziert gleichzeitig hochwertige Transformatoren. Das Unternehmen produziert hauptsächlich Öltransformatoren, trockene -Leistungstransformatoren, ölgefüllte dreidimensionale Spulentransformatoren, trockene -dreidimensionale Spulentransformatoren, explosionssichere trockene-Transformatoren für den Bergbau, explosionsgeschützte mobile Umspannwerke für den Bergbau, Leistungstransformatoren aus amorpher Legierung, Leistungstransformatoren zur Regelung der Lastkapazität und Lokomotiven Trockentransformatoren vom Typ -sowie vorgefertigte Umspannwerke, modulare Umspannwerke, kastenförmige Umspannwerke für Windenergie, Hoch- und Niederspannungsschaltanlagen und andere Übertragungs- und Verteilungsgeräte.
I. Grundvoraussetzungen für den Transformatorparallelbetrieb
Um den sicheren, stabilen und effizienten Parallelbetrieb von Transformatoren zu gewährleisten, müssen vier Kernbedingungen erfüllt sein. Wenn eine dieser Bedingungen nicht erfüllt ist, führt dies zu zirkulierendem Strom, ungleichmäßiger Lastverteilung, erhöhtem Energieverlust und sogar zu schwerwiegenden Sicherheitsunfällen wie dem Durchbrennen des Transformators. Der3-Phasen-100-kVA-Transformator, das häufig in kleinen und mittleren Industrie- und Gewerbeprojekten eingesetzt wird, muss diese Bedingungen auch beim Parallelbetrieb strikt einhalten. Das Gleiche gilt für den ölgefüllten Leistungstransformator, der häufig im Freien und bei Stromversorgungsszenarien mit großer{2}}Kapazität eingesetzt wird.
1. Identische Verbindungsgruppen
Die Anschlussgruppe bestimmt die Phasenbeziehung zwischen der Primär- und Sekundärspannung des Transformators. Wenn zwei Transformatoren mit unterschiedlichen Anschlussgruppen parallel geschaltet werden, entsteht im Sekundärkreis eine große Spannungsdifferenz (meist bis zu 51,8 % der Netzspannung). Aufgrund des geringen Innenwiderstands des Transformators wird sofort ein Umlaufstrom erzeugt, der ein Vielfaches des Nennstroms beträgt, was zu einer schnellen Überhitzung der Wicklung und einem Durchbrennen des Transformators führt. Dies ist die kritischste Bedingung für den Parallelbetrieb von Transformatoren und darf nicht verletzt werden. Unabhängig davon, ob es sich um einen dreiphasigen 100-kVA-Transformator oder einen Öltransformator handelt, muss vor dem Parallelbetrieb zunächst die Konsistenz der Anschlussgruppe überprüft werden.
2. Gleiches Spannungsverhältnis
Das Spannungsverhältnis (Übersetzungsverhältnis) bezeichnet das Verhältnis der Nennspannung der Primärseite zur Sekundärseite des Transformators. Wenn zwei Transformatoren mit unterschiedlichen Spannungsverhältnissen parallel geschaltet werden, entsteht in der Sekundärwicklung auch im Leerlauf ein stetiger Kreisstrom. Dieser zirkulierende Strom erhöht nicht nur den Leerlaufverlust des Transformators, sondern belegt auch die Gerätekapazität, wodurch die Lastbelastbarkeit des Transformators verringert wird. Gemäß den einschlägigen nationalen Normen darf die zulässige Differenz des Spannungsverhältnisses paralleler Transformatoren ±0,5 % nicht überschreiten (wenn sich der Stufenschalter in derselben Position befindet). Wenn beispielsweise zwei dreiphasige 100-kVA-Transformatoren parallel geschaltet sind, müssen ihre Spannungsverhältnisse auf den gleichen Wert eingestellt werden, um einen Umlaufstrom zu vermeiden. Die gleiche Anforderung gilt für den Parallelbetrieb von Öl-Leistungstransformatoren.
3. Gleicher Prozentsatz der Impedanzspannung
Die Impedanzspannung (auch Kurzschlussspannung genannt) ist ein wichtiger Parameter, der die Impedanzeigenschaften der Transformatorwicklung widerspiegelt. Die Lastverteilung paralleler Transformatoren ist umgekehrt proportional zu ihrem Impedanzspannungsprozentsatz. Wenn die Impedanzspannungsprozentsätze zweier Transformatoren unterschiedlich sind, trägt der Transformator mit einer kleineren Impedanzspannung mehr Last, während der Transformator mit einer größeren Impedanzspannung unterlastet wird, was zu einer Verschwendung von Gerätekapazität führt. Im Allgemeinen darf die zulässige Differenz des Impedanzspannungsprozentsatzes paralleler Transformatoren ±10 % nicht überschreiten. In der praktischen Anwendung können wir die Anzapfungsposition des Transformators anpassen, um den Prozentsatz der Impedanzspannung tendenziell konstant zu halten und so eine angemessene Lastverteilung sicherzustellen. Diese Einstellmethode ist auch auf den Parallelbetrieb eines dreiphasigen 100-kVA-Transformators und eines Öltransformators anwendbar, wodurch die Kapazität der Anlage voll ausgeschöpft werden kann.
4. Das Kapazitätsverhältnis überschreitet nicht 3:1
Das Kapazitätsverhältnis von Paralleltransformatoren sollte im Allgemeinen 3:1 nicht überschreiten. Dies liegt daran, dass der Impedanzwert von Transformatoren mit unterschiedlichen Kapazitäten stark unterschiedlich ist, was zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung führt. Darüber hinaus können Transformatoren mit kleiner -Kapazität aus Sicht von Betrieb und Wartung keine effektive Standby-Rolle spielen, wenn das Kapazitätsverhältnis zu groß ist. Wenn jedoch beide Transformatoren im Betrieb die Nennlast nicht überschreiten, kann das Kapazitätsverhältnis größer als 3:1 sein. Es ist zu beachten, dass unter normalen Umständen die Impedanzspannung eines Transformators mit großer-Kapazität kleiner ist als die eines Transformators mit kleiner-Kapazität und die Impedanzwinkel der Kurzschlussimpedanz jedes Transformators gleich sein sollten, um sicherzustellen, dass der Sekundärstrom in der gleichen Phase ist und das Gerät sinnvoll genutzt wird.
II. Rationale Konfiguration der parallelen Betriebsmodi von Transformatoren
Transformatoren erzeugen im Betrieb Energieverluste. Je mehr Transformatoren parallel geschaltet sind, desto größer ist der Gesamtverlust. Daher sollte die Anzahl der Paralleltransformatoren entsprechend der tatsächlichen Laständerung im Stromversorgungssystem angepasst werden. Der Kern einer rationellen Konfiguration besteht darin, den Gesamtverlust des Transformators zu minimieren und einen wirtschaftlichen Betrieb zu realisieren. Dieses Prinzip ist gleichermaßen auf den Parallelbetrieb von 3-Phasen-100-kVA-Transformatoren anwendbarÖltransformator, wodurch die Betriebskosten des Stromversorgungssystems effektiv gesenkt werden können.
1. Arten von Transformatorverlusten
Transformatorverluste werden hauptsächlich in zwei Arten unterteilt: Eisenverluste und Kupferverluste. Der Eisenverlust bleibt im Normalbetrieb nahezu unverändert und wird auch als konstanter Verlust bezeichnet. Der Kupferverlust ändert sich mit dem Quadrat des Laststroms, auch variabler Verlust genannt. Der Wirkungsgrad des Transformators ist am höchsten, wenn der konstante Verlust gleich dem variablen Verlust ist. Dies ist der wirtschaftlichste Betriebszustand des Transformators. Darüber hinaus können Transformatorverluste in Wirkverluste und Blindverluste unterteilt werden. Die von Geräten verbrauchte Blindleistung wird vom Stromnetz bereitgestellt. Das Vorhandensein von Blindleistung erhöht den Strom im System und erhöht dadurch den Wirkverlust des Stromversorgungssystems.
2. Bestimmung der Anzahl paralleler Transformatoren
Bei der Bestimmung der Anzahl paralleler Transformatoren aus wirtschaftlicher Sicht ist es notwendig, sowohl den Wirkverlust als auch den Blindverlust zu berücksichtigen und den Blindverlust durch das wirtschaftliche Blindäquivalent (kq, Einheit: kW/kVar) in Wirkverlust umzurechnen. Für Umspannwerke beträgt kq im Allgemeinen 0,02 bis 0,15. Die spezifische Anzahl paralleler Transformatoren wird anhand der folgenden zwei Situationen bestimmt:
(1)Transformatoren mit demselben Modell und derselben Kapazität
Wenn die Paralleltransformatoren das gleiche Modell und die gleiche Kapazität haben, kann die Anzahl der in Betrieb befindlichen Transformatoren unter unterschiedlichen Lastbedingungen mit der folgenden Formel bestimmt werden: Wenn die Last auf S > n×Sn ansteigt, ist es wirtschaftlicher, einen weiteren Transformator zum Parallelbetrieb hinzuzufügen; Wenn die Last auf S < (n-1)×Sn sinkt, ist es wirtschaftlicher, einen Transformator vom Parallelbetrieb zu trennen. Dabei ist S die Gesamtlastkapazität des Transformators (kVA), Sn die Nennkapazität jedes Transformators (kVA) und n die Anzahl der in Betrieb befindlichen Transformatoren. Wenn beispielsweise mehrere dreiphasige 100-kVA-Transformatoren parallel geschaltet sind, kann die Anzahl der in Betrieb befindlichen Transformatoren entsprechend der Änderung der Gesamtlast angepasst werden, um einen wirtschaftlichen Betrieb sicherzustellen.
(2)Transformatoren mit unterschiedlichen Modellen und Kapazitäten
Wenn die Paralleltransformatoren unterschiedliche Modelle und Kapazitäten haben, sind ihre Eisenverluste nicht unbedingt gleich und die Lastverteilung ist komplexer, sodass es schwierig ist, die Anzahl der in Betrieb befindlichen Transformatoren mit einer einzigen Formel zu bestimmen. Die praktische Methode besteht darin, die Kurve des Gesamtverlusts jedes Transformators und des Gesamtverlusts mehrerer paralleler Transformatoren mit der Last zu zeichnen und die Anzahl der in Betrieb zu nehmenden Transformatoren anhand der Kurve zu bestimmen (die Anzahl der Transformatoren, die dem geringsten Verlust unter der aktuellen Last entspricht, ist am sinnvollsten). Darüber hinaus schreiben die Vorschriften vor, dass die Abschaltzeit des Transformators nicht weniger als 2 bis 3 Stunden betragen darf, um die Anzahl der Schaltvorgänge am Tag und in der Nacht zu verringern. Diese Methode ist auch auf den Parallelbetrieb von Öltransformatoren verschiedener Modelle und Kapazitäten anwendbar.
III. Abschluss
Der sichere und wirtschaftliche Parallelbetrieb von Transformatoren ist der Schlüssel für den stabilen Betrieb des Energieübertragungs- und -verteilungssystems. Es ist notwendig, die vier Kernbedingungen identischer Verbindungsgruppen, gleiches Spannungsverhältnis, gleicher Prozentsatz der Impedanzspannung und Kapazitätsverhältnis von nicht mehr als 3:1 strikt einzuhalten. Gleichzeitig sollte die Anzahl der Paralleltransformatoren entsprechend der Laständerung sinnvoll konfiguriert werden, um Energieverluste zu minimieren. Als professioneller Hersteller von Energieübertragungs- und -verteilungsgerätenJINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDbietet hochwertige 3-Phasen-100-kVA-Transformatoren, Öltransformatoren und andere Produkte und bietet professionelle technische Beratung für den Parallelbetrieb von Transformatoren, um Benutzern dabei zu helfen, eine sichere, effiziente und wirtschaftliche Stromversorgung zu erreichen.