Nel sistema di trasmissione e distribuzione dell'energia, il funzionamento in parallelo del trasformatore è una modalità operativa comune e importante, che può migliorare l'affidabilità dell'alimentazione, ottimizzare la distribuzione del carico e sfruttare appieno la capacità delle apparecchiature. Soprattutto per gli scenari industriali e commerciali che richiedono un'alimentazione elettrica stabile, padroneggiare le condizioni e le modalità operative ragionevoli del funzionamento in parallelo del trasformatore è fondamentale per garantire un funzionamento sicuro ed efficiente. In qualità di produttore professionale di apparecchiature di trasmissione e distribuzione di potenza, JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD fornisce supporto tecnico professionale per il funzionamento in parallelo dei trasformatori producendo trasformatori di alta-qualità. L'azienda produce principalmente trasformatori di potenza a bagno d'olio, trasformatori di potenza a secco-di tipo, trasformatori di potenza a spirale tridimensionale-a bagno d'olio, trasformatori di potenza a bobina tridimensionale di tipo-a secco-, trasformatori di tipo a secco-a prova di esplosione-per miniere, sottostazioni mobili a prova di-esplosione per miniere, trasformatori di potenza in lega amorfa, trasformatori di potenza con regolazione della capacità di carico, trasformatori di potenza a secco per locomotive trasformatori, nonché sottostazioni prefabbricate, sottostazioni modulari, sottostazioni di tipo box per energia eolica, quadri di alta e bassa tensione e altre apparecchiature di trasmissione e distribuzione.
I. Condizioni fondamentali per il funzionamento in parallelo del trasformatore
Per garantire il funzionamento in parallelo sicuro, stabile ed efficiente dei trasformatori, devono essere soddisfatte quattro condizioni fondamentali. Se una qualsiasi di queste condizioni non è soddisfatta, ciò porterà a corrente circolante, distribuzione non uniforme del carico, maggiore perdita di energia e persino gravi incidenti di sicurezza come la bruciatura del trasformatore. ILTrasformatore trifase da 100 kva, ampiamente utilizzato in progetti industriali e commerciali di piccole e medie-dimensioni, deve attenersi rigorosamente a queste condizioni quando opera in parallelo. Lo stesso vale per il trasformatore di alimentazione immerso in olio, ampiamente utilizzato in scenari di alimentazione all'aperto e di grande capacità.
1. Gruppi di connessione identici
Il gruppo di connessione determina la relazione di fase tra le tensioni primaria e secondaria del trasformatore. Se si collegano in parallelo due trasformatori con diversi gruppi di collegamento, nel circuito secondario si avrà una grande differenza di tensione (normalmente fino al 51,8% della tensione di rete). A causa della piccola resistenza interna del trasformatore, verrà generata istantaneamente una corrente circolante pari a diverse volte la corrente nominale, che surriscalderà rapidamente l'avvolgimento e brucerà il trasformatore. Questa è la condizione più critica per il funzionamento in parallelo del trasformatore e non deve essere violata. Che si tratti di un trasformatore trifase da 100 kva o di un trasformatore di potenza immerso in olio, la consistenza del gruppo di collegamento deve essere verificata prima del funzionamento in parallelo.
2. Rapporto di tensione uguale
Il rapporto di tensione (rapporto di trasformazione) si riferisce al rapporto tra la tensione nominale del lato primario e quella del lato secondario del trasformatore. Se due trasformatori con rapporti di tensione diversi sono collegati in parallelo, nell'avvolgimento secondario verrà generata una corrente circolante costante anche quando non sono sotto carico. Questa corrente circolante non solo aumenterà la perdita a vuoto del trasformatore-ma occuperà anche la capacità dell'apparecchiatura, riducendo la capacità di carico-del trasformatore. Secondo gli standard nazionali pertinenti, la differenza consentita del rapporto di tensione dei trasformatori paralleli non deve superare ±0,5% (quando l'interruttore è nella stessa posizione). Ad esempio, quando due trasformatori trifase da 100 kva sono collegati in parallelo, i loro rapporti di tensione devono essere regolati sullo stesso valore per evitare corrente circolante. Lo stesso requisito vale per il funzionamento in parallelo di trasformatori di potenza immersi in olio.
3. Uguale percentuale di tensione di impedenza
La tensione di impedenza (nota anche come tensione di corto-circuito) è un parametro importante che riflette le caratteristiche di impedenza dell'avvolgimento del trasformatore. La distribuzione del carico dei trasformatori in parallelo è inversamente proporzionale alla percentuale di tensione di impedenza. Se le percentuali di tensione di impedenza di due trasformatori sono diverse, il trasformatore con una tensione di impedenza minore sopporterà un carico maggiore, mentre il trasformatore con una tensione di impedenza maggiore sarà sottocarico, con conseguente spreco di capacità dell'apparecchiatura. In generale, la differenza consentita della percentuale di tensione di impedenza dei trasformatori paralleli non deve superare ±10%. Nell'applicazione pratica, possiamo regolare la posizione della presa del trasformatore per fare in modo che la percentuale di tensione dell'impedenza tenda ad essere coerente, in modo da garantire una ragionevole distribuzione del carico. Questo metodo di regolazione è applicabile anche al funzionamento in parallelo del trasformatore trifase da 100 kva e del trasformatore di potenza immerso in olio, che può sfruttare al massimo la capacità dell'apparecchiatura.
4. Rapporto di capacità non superiore a 3:1
Il rapporto di capacità dei trasformatori in parallelo non dovrebbe generalmente superare 3:1. Questo perché il valore di impedenza dei trasformatori con capacità diverse differisce notevolmente, il che porterà ad una distribuzione del carico non uniforme. Inoltre, dal punto di vista del funzionamento e della manutenzione, i trasformatori di piccola-capacità non possono svolgere un ruolo di riserva efficace quando il rapporto di capacità è troppo grande. Tuttavia, se entrambi i trasformatori non superano il carico nominale durante il funzionamento, il rapporto di capacità può essere maggiore di 3:1. Va notato che in circostanze normali, la tensione di impedenza di un trasformatore di grande-capacità è inferiore a quella di un trasformatore di piccola-capacità e gli angoli di impedenza dell'impedenza di corto-circuito di ciascun trasformatore dovrebbero essere uguali per garantire che la corrente secondaria sia nella stessa fase e che l'apparecchiatura venga utilizzata in modo ragionevole.
II. Configurazione razionale delle modalità di funzionamento in parallelo del trasformatore
I trasformatori genereranno perdite di energia durante il funzionamento e maggiore è il numero di trasformatori collegati in parallelo, maggiore sarà la perdita totale. Pertanto, il numero di trasformatori in parallelo deve essere regolato in base all'effettiva variazione del carico nel sistema di alimentazione. Il nucleo di una configurazione razionale è ridurre al minimo la perdita totale del trasformatore e realizzare un funzionamento economico. Questo principio è ugualmente applicabile al funzionamento in parallelo del trasformatore trifase da 100 kva etrasformatore di potenza immerso in olio, che può ridurre efficacemente i costi operativi del sistema di alimentazione.
1. Tipi di perdite del trasformatore
Le perdite del trasformatore si dividono principalmente in due tipologie: perdite nel ferro e perdite nel rame. La perdita di ferro rimane pressoché invariata durante il normale funzionamento, nota anche come perdita costante; la perdita del rame cambia con il quadrato della corrente di carico, nota anche come perdita variabile. L'efficienza del trasformatore è massima quando la perdita costante è uguale alla perdita variabile, che è lo stato operativo più economico del trasformatore. Inoltre, le perdite del trasformatore possono essere suddivise in perdite attive e perdite reattive. La potenza reattiva consumata dalle apparecchiature è fornita dal sistema di alimentazione. L'esistenza di potenza reattiva aumenterà la corrente nel sistema, aumentando così la perdita attiva del sistema di alimentazione.
2. Determinazione della quantità di trasformatori paralleli
Quando si determina il numero di trasformatori in parallelo da una prospettiva economica, è necessario considerare sia la perdita attiva che la perdita reattiva e convertire la perdita reattiva in perdita attiva attraverso l'equivalente economico reattivo (kq, unità: kW/kVar). Per le sottostazioni, kq è generalmente 0,02 ~ 0,15. Il numero specifico di trasformatori in parallelo è determinato in base alle due situazioni seguenti:
(1)Trasformatori con lo stesso modello e capacità
Quando i trasformatori in parallelo hanno lo stesso modello e capacità, il numero di trasformatori funzionanti in diverse condizioni di carico può essere determinato mediante la seguente formula: Quando il carico aumenta a S > n×Sn, è più economico aggiungere un ulteriore trasformatore al funzionamento in parallelo; quando il carico diminuisce a S < (n-1)×Sn, è più economico escludere un trasformatore dal funzionamento in parallelo. Tra questi, S è la capacità di carico totale del trasformatore (kVA), Sn è la capacità nominale di ciascun trasformatore (kVA) e n è il numero di trasformatori operativi. Ad esempio, quando più trasformatori trifase da 100 kva sono collegati in parallelo, il numero di trasformatori operativi può essere regolato in base alla variazione del carico totale per garantire un funzionamento economico.
(2)Trasformatori con modelli e capacità diversi
Quando i trasformatori in parallelo hanno modelli e capacità diversi, le loro perdite nel ferro non sono necessariamente uguali e la distribuzione del carico è più complessa, quindi è difficile determinare il numero di trasformatori operativi con un'unica formula. Il metodo pratico consiste nel tracciare la curva della perdita totale di ciascun trasformatore e della perdita totale di più trasformatori in parallelo con il carico, e determinare il numero di trasformatori da mettere in funzione in base alla curva (il numero di trasformatori corrispondente alla perdita più bassa sotto il carico corrente è il più ragionevole). Inoltre, le normative stabiliscono che per ridurre il numero di operazioni diurne e notturne, il tempo di spegnimento del trasformatore non deve essere inferiore a 2 ~ 3 ore. Questo metodo è applicabile anche al funzionamento in parallelo di trasformatori di potenza immersi in olio di diversi modelli e capacità.
III. Conclusione
Il funzionamento parallelo sicuro ed economico dei trasformatori è la chiave per garantire il funzionamento stabile del sistema di trasmissione e distribuzione dell'energia. È necessario rispettare rigorosamente le quattro condizioni principali di gruppi di connessione identici, uguale rapporto di tensione, uguale percentuale di tensione di impedenza e rapporto di capacità non superiore a 3:1. Allo stesso tempo, il numero di trasformatori in parallelo dovrebbe essere ragionevolmente configurato in base alla variazione del carico per ridurre al minimo la perdita di energia. In qualità di produttore professionale di apparecchiature per la trasmissione e la distribuzione di potenza,JINSHANMEN TECNOLOGIA CO., LTDfornisce trasformatori trifase da 100 kva di alta qualità, trasformatori di potenza immersi in olio e altri prodotti e fornisce una guida tecnica professionale per il funzionamento in parallelo dei trasformatori, aiutando gli utenti a ottenere un'alimentazione elettrica sicura, efficiente ed economica.