Parallelle werking van enkelfasige en driefasige transformatoren

Vereisten en voorwaarden voor parallelle aansluiting van transformatoren

In een stroomsysteemnetwerk worden transformatoren gebruikt om de spanningsniveaus te verhogen en te verlagen. De classificatie van een transformator wordt geselecteerd op basis van de belastingsvraag. Maar de vraag naar lading neemt met de dag toe. Om aan de extra belastingvraag te voldoen, moeten we daarom de bestaande transformator vervangen door een transformator met een hogere capaciteit of we kunnen een extra transformator toevoegen die is aangesloten op de bestaande transformator.

• Gerelateerde post:parallelle werking van DC-generatoren

De economische manier om aan de belastingsvraag te voldoen, is door een tweede transformator parallel aan de bestaande transformator aan te sluiten.

Behoefte aan parallelle werking van transformatoren

De parallelle werking van de transformator is nodig om de volgende redenen.

• Om een ​​belasting van meer classificaties aan de bestaande transformator te leveren, moeten we de tweede transformator parallel aan de bestaande transformator aansluiten.
• Tijdens het onderhoud wordt een tweede transformator gebruikt om de continuïteit van de levering aan de consument te behouden. Het verhoogt de betrouwbaarheid van een systeem.
• Als een transformator een storing heeft of om welke reden dan ook niet werkt, wordt de tweede transformator gebruikt om stroom te leveren en te voorkomen dat er stroom binnenkomt.

Voorwaarden voor parallelle werking van transformatoren

Om een ​​succesvolle parallelle werking van de transformatoren te garanderen, moet aan de volgende voorwaarden worden voldaan.

• De primaire wikkeling van beide transformatoren is geschikt ontworpen voor de spanning en frequentie van het voedingssysteem.
• Beide transformatoren zijn met dezelfde polariteit aangesloten. Als de polariteiten niet op elkaar zijn afgestemd, bestaat er kans op kortsluiting. Daarom moet, terwijl beide transformatoren parallel worden aangesloten, de polariteit van beide transformatoren overeenkomen.
• De wikkelverhouding (transformatieverhouding) van beide transformatoren moet identiek zijn. Dit betekent dat de nominale spanning van de primaire en secundaire wikkelingen identiek moet zijn. Als de windingsverhouding niet hetzelfde is, is de parallelle werking van transformatoren mogelijk. Maar er zal een zekere hoeveelheid circulatiestroom vloeien in onbelaste omstandigheden. En het zal ongelijke laadomstandigheden creëren.
• Om circulatiestroom te voorkomen, moet de X/R-verhouding hetzelfde zijn. Dit betekent dat de impedantiedriehoek voor beide transformatoren identiek moet zijn. Als de X/R-verhouding niet hetzelfde is, werken beide transformatoren op verschillende vermogensfactoren.
• Als beide transformatoren verschillende KVA-classificaties hebben, is de equivalente impedantie omgekeerd evenredig met de individuele kVA-classificatie (circulatiestroom wordt genegeerd).

Parallelle werking van eenfasige transformator

Twee enkelfasige transformatoren kunnen parallel worden aangesloten, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Zoals in de afbeelding te zien is, is de primaire wikkeling van beide transformatoren verbonden met de voedingsrail en de secundaire wikkeling van beide transformatoren met de belastingsrail. Op deze manier kunnen we twee of meer dan twee transformatoren parallel aansluiten en de transformatorwaarden overschrijden.

Tijdens het parallel aansluiten van transformatoren moeten de polariteiten van de transformator overeenkomen. Anders leidt dit tot kortsluiting en kan de transformator beschadigd raken.

Ideale conditie

In een ideale toestand beschouwen we dat beide transformatoren dezelfde spanningsverhouding en dezelfde windingsverhouding hebben. De impedantiedriehoek van beide transformatoren is dus identiek in vorm en grootte. Het fasordiagram van deze aandoening is zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Waar,

• E =Secundaire spanning zonder belasting van elke transformator
• V₂ =Secundaire (belasting) klemspanning
• V₁ =Primaire (voedings) klemspanning
• I_A =Stroom geleverd door transformator-1
• I_B =Stroom geleverd door transformator-2
• I =Totale stroom

Zoals weergegeven in het fasordiagram, ligt de totale belastingsstroom (I) achter V₂ met een hoek van . En huidige I_A en ik_B van een individuele transformator zijn in fase met de totale stroom (I).

En individuele stroom (I_A en ik_B ) voor elke transformator is;

Evenzo, huidige I_B is afgeleid als;

Gelijke spanningsverhoudingen

Laten we aannemen dat de transformatoren dezelfde spanningsverhouding hebben. Daarom is de nullastspanning van beide transformatoren gelijk (E_A =E_B =E). In deze toestand zal er geen stroom vloeien tussen twee transformatoren. Het equivalente circuit van deze toestand is zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Waar,

• E_A , E_B =Onbelaste spanning
• Z_A , Z_B =Impedanties
• I_A , I_B =Secundaire stroom van respectieve transformator
• V₂ =Klemspanning
• I =Totale stroom

Hier is de impedantie van beide transformatoren parallel geschakeld. Vandaar, totale impedantie Z_AB is;

Het vectordiagram van deze aandoening is zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Hier, huidige I_A en ik_B zijn niet in fase. Daarom is de totale stroom die aan de belasting wordt geleverd een fasorsommen van I_A en ik_B . En de totale stroom (I) is zoals weergegeven in het vectordiagram. Hier hebben we overwogen dat de nullastspanning van elke transformator hetzelfde is en in fase is in het vectordiagram.

Evenzo,

Laten we aannemen dat Q_A en Q_B worden respectievelijk door elke transformator verbruikt.

Q_A =V₂ Ik_A en     Q_B =V₂ I_B

Het totale energieverbruik van beide transformatoren is Q;

Q =V₂ ik

Nu,

Evenzo,

Daarom, Q_A en Q_B worden in grootte en in fase verkregen uit de bovenstaande vectoriële vergelijkingen.

Ongelijke spanningsverhouding

Als de transformatieverhouding niet hetzelfde is voor beide transformatoren, is de secundaire spanning bij nullast niet hetzelfde. In deze toestand zal er in onbelaste toestand een zekere hoeveelheid stroom tussen transformatoren vloeien. Deze stroom staat bekend als circulatiestroom IC.

Het vectordiagram van deze aandoening is zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

De onbelaste EMF van beide transformatoren is in deze toestand niet hetzelfde. Vandaar,

E_A =ik_A Z_A + I Z_L

E_B =I_B Z_B + I Z_L

Waar,

Z_L =belastingsimpedantie

I =I_A + I_B en     V₂ =I Z_L

Dus,

E_A =ik_A Z_A + (Ik_A + I_B ) Z_L

E_B =I_B Z_B + (I_A + I_B ) Z_L

Trek de bovenstaande vergelijkingen af;

E_A – E_B =ik_A Z_A – I_B Z_B

(E_A – E_B ) + I_B Z_B =ik_A Z_A

Zet de waarde van I_A in de vergelijking van E_B;

Evenzo,

Voer nu de waarde van de totale stroom (I) in de vergelijking van klemspanning V₂;

De transformatorimpedanties (Z_A en Z_B ) zijn altijd kleiner dan de belastingsimpedantie Z_L . Dus, om de vergelijking gemakkelijk te maken, verwaarlozen we Z_A Z_B in vergelijking met Z_L (Z_A +Z_B ).

Parallelle werking van driefasentransformatoren

Ook in een driefasige transformator kunnen we twee of meer dan twee transformatoren parallel aansluiten om de belastingscapaciteit te vergroten. De voorwaarden die vereist zijn bij de parallelle werking van een driefasige transformator zijn dezelfde als een enkelfasige transformator. Bovendien is er een voorwaarde waaraan moet worden voldaan.

• De fasevolgorde van beide transformatoren is hetzelfde en wordt gecontroleerd door de fasevolgorde-indicator.
• Faseverplaatsing tussen de primaire wikkeling en secundaire wikkeling moet hetzelfde zijn.
• Alle drie de transformatoren die in de transformatorbank worden gebruikt, moeten van hetzelfde type transformator zijn (kern of schaal).
• Houd bij het berekenen van de spanningsverhouding rekening met lijnspanningen. En houd de spanningsverhouding hetzelfde.

De Er moet een spanningsverhouding zijn tussen de primaire en secundaire klemspanning. Het laat zien dat deze spanningsverhouding niet gelijk is aan de verhouding van het aantal windingen per fase. Als bijvoorbeeld V₁ en V₂ zijn respectievelijk de primaire en secundaire klemspanning, dan zou de draaiverhouding voor ster / delta-verbinding (Y-Δ) zijn:

Het schakelschema van de parallelle werking van een driefasige transformator is zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

De primaire en secundaire wikkeling van beide transformatoren (T1 en T2) zijn aangesloten zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Hier worden de b- en c-klemmen van de secundaire wikkeling flexibel gehouden en voor testdoeleinden verbonden met een voltmeter. Als beide voltmeters nul aangeven, zijn de polariteiten correct. Als de voltmeter twee keer de fasespanningen aangeeft, zijn de polariteiten verkeerd.

Verwante berichten:

• Transformerfasering:de puntnotatie en puntconventie
• Transformers brandbeveiligingssysteem – oorzaken, typen en vereisten
• Stroomtransformatoren (CT) - Typen, kenmerken en toepassingen
• Autotransformator - Zijn soorten, werking, voordelen en toepassingen
• Wat is Potentiële Transformator (PT)? Typen en werking van spanningstransformatoren
• Bescherming en storingen van stroomtransformator
• Transformatorprestaties en elektrische parameters
• Isolatiematerialen voor transformatoren in olie-ondergedompeld en droog type T/F
• Toepassing van Transformer
• Transformatorverliezen - Soorten energieverliezen in een transformator
• EMF-vergelijking van een transformator
• Open Delta-verbindingen van transformatoren
• Transformatorformules en vergelijkingen
• Elektrische transformatorsymbolen – Enkele lijntransformatorsymbolen