Prvky distribučních sítí 04: Provoz transformátorů

4.5.3

Prvky distribučních sítí 04: Provoz transformátorů

Doc. Ing. Petr Toman, Ph.D. a kolektiv autorů

 NahoruKrátkodobé přetížení transformátoru

Pro stanovení krátkodobého přetížení transformátorů lze použít provozních grafů Obr. 5.14, které vyjadřují závislost počátečního poměrného zatížení K₁= S₁/S_n a dovoleného poměrného přetížení K₂ = S₂/S_n, parametrem jednotlivých křivek je doba trvání přetížení t v hodinách. Konkrétní aplikaci je možné vidět na následujících příkladech.

Olejový transformátor o výkonu S_n = 1250 kVA je zatížen výkonem S₁ = 750 kVA. Jakým výkonem S₂ může být přetěžován po dobu 4 hodiny, jestliže teplota okolí je ϧ_o = 20 °C.

Jaký jmenovitý výkon transformátoru je vhodné zvolit pro provoz, ve kterém se předpokládá trvalé zatížení 250 kVA s dočasným zatížením 450 kVA po dobu 4 hodin. Volíme olejový transformátor pracující při teplotě okolí ϧ_o = 30 °C.

Z průsečíku přímky K2=1,8K1 s křivkou o parametru 4 (viz Obr. 5.14b) odečteme hodnoty K1 a K2

je hodnota z řady jmenovitých výkonů.

Obr. 5.14: Graf přetížení transformátoru s olejovým chlazením a) pro teplotu okolí ϧ_o = 20 °C, b) pro teplotu okolí ϧ_o = 30 °C¹

Paralelní chod transformátorů

Pro paralelní chod transformátorů je nezbytné, aby byly shodné v následujících parametrech:

• napětí nakrátko,

• převod a přibližně stejný rozsah odboček,

• hodinový úhel.

Důsledkem nedodržení podmínek paralelního chodu je nerovnoměrné zatížení transformátorů ve skupině a tím i omezení přenášeného výkonu. S ohledem na to je účelné dodržovat některá další ustanovení:

• při paralelním chodu transformátorů s rozdílným napětím nakrátko má skupina přenést alespoň 95% součtového výkonu,

• nespojovat k paralelní spolupráci transformátory, jejichž výkon se liší více než 1 : 2,

• transformátor s menším výkonem má mít poněkud větší napětí nakrátko,

• rozdíl v převodu způsobený rozdílným rozsahem odbočky by neměl překročit ± 0,5%.

Rozdíl v napětí nakrátko

Jak se projeví nedodržení stejného napětí nakrátko uk ukážeme na příkladu paralelního spojení tří paralelně pracujících transformátorů s těmito štítkovými hodnotami: S_n1 = 100 kVA, u_k1 = 4%, S_n2 = 250 kVA, u_k2 = 6%, S_n3 = 500 kVA, u_k3 = 4,5%

Podle I. a II. KZ v obvodu se třemi paralelními impedancemi Z₁, Z₂, Z₃ platí

a dalším dosazením za impedance obdržíme

kde za hodnoty nominálních impedancí Z_n jednotlivých transformátorů dále dosadíme

a po vykrácení U = U_n dostaneme

Poměrné napětí nakrátko reprezentující skupinu paralelních transformátorů bude

a celkové zatížení se rozdělí v poměru impedancí jednotlivých transformátorů:

Musí platit, že součet zatížení se rovná celkovému výkonu skupiny transformátorů

Rozdělení výkonu na jednotlivé transformátory podle jejich impedancí vyjádřených napětím nakrátko způsobí přetížení transformátorů s nižší hodnotou u_k. V případě, že bychom snížili celkové zatížení na S´ tak, aby u´_k∑ = u_k1, nebyl by žádný z transformátorů přetížený:

Celkový přenášený výkon pak bude

Rozdíl v převodu

Jestliže jsou dva transformátory s rozdílnými převody zapojeny paralelně, bude mezi nimi protékat vyrovnávací proud. Tento…