Институт ядерной энергетики
Филиал) ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» в г. Сосновый Бор
Кафедра «Проектирование и эксплуатация АЭС»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Дисциплина: Электротехника и электроника
Тема: Параллельная работа трёхфазных трансформаторов
Выполнил студент гр. 3297/1 А.А. Карпов
(подпись)
Руководитель, к.т.н., профессор А.Е.Серов
(подпись)
«__» __________ 2014г.
Сосновый Бор
ЦЕЛЬ РАБОТЫ.
Исследование параллельной работы трехфазных трансформаторов, нагруженных активно-индуктивной нагрузкой.
ПРОГРАММА РАБОТЫ.
1. Знакомство с виртуальным оборудованием, используемым для моделирования трансформатора: Lab.Tr3f2.
1.1. Источник переменного напряжения “Inductive source with neutral” из библиотеки «Power System Blockset/Electrical Sources».
1.2. Измерители напряжения V1, V2 и измерители тока I1, I2 в первичной и вторичной цепях трансформатора “Measur.1” и “Measur.2” «Power System Blockset/Measurement».
1.3. Трёхфазная нагрузка, задаваемая величинами активной и реактивной мощности (3-Phase RLC Parallel Load).
1.4. Исследуемый трансформатор [Three-phase Transformer (Two Windings)].
1.5. Измерители активной и реактивной мощности в первичной и вторичной цепях трансформатора (P1, Q1, P2, Q2) из библиотеки «Power System Blockset/Electrical Sources/Extras/Measurement».
1.6. Блок пользователя (Powergui), который измеряет значения V1, V2, I1, I2.
1.7. Блоки Display для количественного представления измеренных мощностей во вторичной цепи являются блоками главной библиотеки Simulink/Sinks.
2. Расчёт параметров схемы замещения трансформатора по паспортным данным.
3. Проверка введённых параметров по режиму холостого хода (
, 
, 
).
4. Проверка введённых параметров по режиму короткого замыкания (
, 
, 
).
5. Проведение опыта нагрузки трансформатора и снятие внешних характеристик.
5.1. Для каждого трансформатора индивидуально.
5.2. Для двух параллельно работающих трансформаторов.
5.2.1. Параллельно работают Тр.1 и Тр.2.
5.2.2. Параллельно работают Тр.1 и Тр.3.
5.2.3. Параллельно работают Тр.2 и Тр.3.
5.3. Для трёх параллельно работающих трансформаторов при коэффициенте мощности равным 
, 
.
5.3.1. При разных коэффициентах трансформации и разных напряжениях короткого замыкания, то есть со своими исходными параметрами.
5.3.2. Для трёх трансформаторов 
с подбором оптимальных коэффициентов трансформации при переключении анцапф для обеспечения максимальной нагрузки.
6. Составить отчёт по работе.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.
· Общие сведения о трехфазных трансформаторах.
Трехфазный трансформатор представляет собой конструкцию из трех стержней, набранных из листовой стали, объединенных сверху и снизу ярмом. На каждом из трех стержней расположены первичная и вторичная обмотки одной фазы. Начальные выводы обмотки ВН обозначаются буквами А, B, С, конечные – буквами X, Y, Z. Начальные выводы обмотки НН – a, b, c, конечные – x, y, z (рис.1).
Магнитные потоки трех фаз 
, 
, 
сдвинуты относительно друг друга во времени на одну треть периода или по фазе на 120°. Мгновенное значение их суммы равно нулю (рис.2).
Первичные и вторичные обмотки трансформатора могут быть соединены в звезду «Y» или треугольник «Δ». Таким образом, можно получить следующие соединения: 
, 
, 
, 
.
| ФС |
| ФА |
| ФВ |
Кроме способа соединения, на щитке трансформатора обычно указывается и условное обозначение группы соединений, – например,
или 
. Цифры 0 или 11 означают группы соединения обмоток.
(рис.1) (рис.2)
Варианты сборки схем (рис.3)
· Параллельная работа трансформаторов.
Параллельной работой двух или нескольких трансформаторов называется работа при параллельном соединении их обмоток, как на первичной, так и на вторичной сторонах. При параллельном соединении одноименные зажимы трансформаторов присоединяют к одному и тому же проводу сети. Применение нескольких параллельно включенных трансформаторов вместо одного трансформатора суммарной мощности необходимо для обеспечения бесперебойного энергоснабжения в случае аварии в каком-либо трансформаторе или отключения его для ремонта. Это также целесообразно при работе трансформаторной подстанции с переменным графиком нагрузки, например, когда мощность нагрузки значительно меняется в различные часы суток. В этом случае при уменьшении мощности нагрузки можно отключить один или несколько трансформаторов для того, чтобы нагрузка трансформаторов, оставшихся включенными, была близка к номинальной. В итоге эксплуатационные показатели работы трансформаторов (
и 
) будут достаточно высокими.
Условия включения трансформаторов на параллельную работу:
1. Первичные и вторичные номинальные напряжения трансформаторов должны быть соответственно равны, что практически сводится к требованию равенства коэффициентов трансформации.
2. Трансформаторы должны иметь одну и ту же группу соединений.
3. Напряжения короткого замыкания трансформаторов должны быть одинаковы.
4. Кроме того рекомендуется, чтобы различие номинальных мощностей параллельно работающих трансформаторов должно быть не более 
.
При невыполнении выше перечисленных условий включения на параллельную работу между трансформаторами во вторичных обмотках будут протекать уравнительные токи, которые могут перегружать выше номинальных токов одни трансформаторы и разгружать другие. В этом случае приходится снижать суммарную нагрузку, что приводит к еще большей недогрузке разгруженных трансформаторов.
ГОСТ допускает включение трансформаторов:
a) с различными коэффициентами трансформации, если разница коэффициентов трансформации не более чем 
от их среднего геометрического значения:
b) с различными напряжениями короткого замыкания, если разница напряжений короткого замыкания не более чем 
от их среднего арифметического значения:
Распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами определяется следующим образом:
– нагрузка одного из параллельно работающих трансформаторов, кВА;
– общая нагрузка всей параллельной группы, кВА;
– напряжение короткого замыкания данного трансформатора, %;
– номинальная мощность данного трансформатора, кВА.
