204

13. DOBÓR TRANSFORMATORÓW ENERGETYCZNYCH 204

wyznaczyć napięcia znamionowe zaczepów U„„, i a następnie napięcie znamionowe zaczepu pośredniego

2

(13.21)

Występujące we wzorach (13.19) i (13.20), spadki napięcia w uzwojeniach transformatora w szczycie («%„,,„) i dolinie («%„;») obciążenia, w %, oblicza się wg ogólnego wzoru

(13.22)

u% = (Pp% COS ę+u_z sin ę>)-

S„_t

w którym p„% — procentowe straty mocy w uzwojeniach

(13.23)

«i — napięcie zwarcia transformatora, %; S — obciążenie transformatora, kV'A; S„_t — moc znamionowa transformatora, kV* A; cos <p — współczynnik mocy obciążenia; APw — straty obciążeniowe znamionowe transformatora kW.

13.6. Dobór grupy połączeń i napięcia zwarcia

13.6.1. Grupa połączeń

Spośród możliwych grup połączeń transformatorów dwuuzwojeniowych (YyO, Dy5, Yd5, Yz5, Dyli, Ydll, YzlI) w praktyce są wykorzystywane:

—    do zasilania sieci nn czteroprzewodowych (np. 380/220 V) Yz5 przy S„ <

< 250 kV■ A oraz Dy5 przy S„ > 2S0 kV' A;    4

—    do zasilania sieci nn trójprzewodowych (np. 500 V) lub czteroprzewodowych obciążonych praktycznie symetrycznie (prąd w przewodzie gwiazdowym mniejszy od 0,1 /„ transformatora): YyO;

—    do zasilania sieci wysokiego napięcia (moce znamionowe od 2MV-A): Ydll lub Yd5, niekiedy YyO w transformatorach trójuzwojeniowych.

Transformatory z jednym uzwojeniem połączonym w trójkąt nadają się dobrze do pracy w układach sieciowych, w których może występować asymetria obciążenia.

13.6.2. Napięcie zwarcia

Możliwości wyboru napięcia zwarcia transformatorów są nader ograniczone. Zwykle, w przypadku transformatorów produkcji krajowej (tabl. 13.1 -t-13.4) napięcie zwarcia jest jednoznacznie związane z mocą znamionową transformatora i napięciami znamionowymi. Jeśli istnieje możliwość wyboru napięcia zwarcia transformatora o założonej mocy znamionowej i napięciach znamionowych, to należy się kierować wymaganiami dotyczącymi wartości mocy zwarciowej za transformatorem i spadkami napięcia. Spośród krajowych transformatorów, tylko transformatory 110/6 kV o mocy 25 MV-A seryjnie buduje się o 2 napięciach zwarcia: II i 18%.

W szczególnych przypadkach istnieje ograniczona możliwość zamawiania u wytwórcy krajowego transformatora o innym, niż proponuje, napięciu zwarcia.

13.6.3. Praca równoległa transformatorów

Równoległą pracę transformatorów uważa się za doskonałą, jeśli są spełnione trzy warunki:

1.    Przy sieci wtórnej nie obciążonej w uzwojeniach transformatorów nic występują żadne prądy oprócz prądów stanu jałowego w uzwojeniach pierwotnych. Warunek ten będzie spełniony, jeśli przekładnie obu transformatorów beda jednakowe, a.napięcia między parami zaciskó.W.slruDyJZtórneL przyłączonych do tej samej pary szyn wtórnych, będą z sobąay. fazie. Zgodność faz napięcia zapewniają jednakowe grupy połączeń obu transformatorów i połączenie jcdnoimicnnych zacisków do tych samych szyn. Niespełnienie tych wymagań powoduje przepływ prądu wyrównawczego między uzwojeniami transformatorów.

2.    Ze wzrostem prądu obciążenia transformatory obciążają się równomiernie i osiągają swe prądy znamionowe jednocześnie. Warunek ten będzie spełniony przy jednako.wych napięciach, zi&icęia obu transformatorów.

3.    Prądy transformatorów są zc sobą w fazie. Warunek ten będzie spełniony, gdy przy jednakowych napięciach zwarcia oba transformatory, będą miały równe procentowe, straty, mocy w uzwojeniach. Niedotrzymanie tego warunku powoduje nierównomierne obciążenie transformatorów oraz przepływ prądów wyrównawczych. Idealne spełnienie tych wymagań jest praktycznie niemożliwe, proponuje się zatem przestrzeganie zasady, aby stosunek mocy transformatorów łączonych równolegle nie przekraczał liczby 3, a procentowe straty mocy transformatora mniejszego były minimalnie większe.

Przykład 13.1.

Dobrać moc znamionową dwóch transformatorów 110,6 kV zainstalowanych w GSZ zakładu przemysłu maszynowego. Obliczeniowanuoc szczytowa zakładu wynosi 11,4 MV* A(dla jednej sekcji 5.7 MV x X A przy cos <p =    W przypadku BTzkodzenia jednego transformatora, pozostały w pracy musi przejąć

całkowitą obliczeniową moc szcectową zakładu. Największy silnik ma znamionową moc p = 1,0 MW przy cos - 0,85, i) = 0,91 i k, = ó. W stacji przewiduje się układ SZR współpracujący ze sprzęgłem. Suma mocy silników przewidywanych do samoroz ruchu wynosi i': , = 2,2 MW, przy średniej krotności prądu rozru-chowcgo 6, Pozostałe odbiorniki sekcji uszkodzonej w przypadku zaniku napięcia zostaną samoczynnie wyłączone. Minimalne napięcie na zaciskach silników w przypadku samorozruchu po *ZR nie może byc niższe niż dJ5U„_t czyli Aw_dfl|t =■ 25%* Moc zwarciowa na szynach zbiorczych i 10 kV wynos: 2500 My-A.

Wykres uporządkowany przewidywanego obciążenia dobowego w tym zakładzie przedstawiono na rys* 13.3*

Rys. 13,3* Uporządkowany wykres obciążenia dobowego. Wyznaczenie obciążenia zastępczego i końcowego

Rozwiązanie

A. Dobór mocy znamionowej transformatora wg PN-71/E-81O0O.

Z podanych danych wynika, że należy rozpatrywać transformatory 2X 10 MV-A i 2x 16 MY*A.

W tablicy 13.3 przedstawiono przewidywany przebieg obciążenia dobowego oraz przyjęte przedziały i średnie wartości obciążenia w tych przedziałach dla obliczania czasów t_f i t_t (wyznaczenie S³) oraz obciążenia zastępczego początkowego S_r i końcowego Ą.

Obliczono

S =± 8,45 MVA

Dl_a rzędnej o tej wartości odczytano (patrz rys* 13.3} z wykresu r, (czas trwania obciążenia początkowego).

t_r = 11,5 b