Transformatorлордун параллель иштөөсү: Жүктү бөлүштүрүү, %Z дал келүүсү жана электр энергиясын камсыз кылуучу компанияларга токтотуу түзүп берген ката-каталар

Эки жыл мурун Техас штатындагы бир электр компаниясы өсүп келе жаткан резиденттик фидерди камсыз кылуу үчүн бар болгон 1000 кВАлык жерге орнотулган трансформатордун жанына экинчи 1000 кВАлык жерге орнотулган трансформатор кошуп салган. План жөнөкөй көрүнгөн: экинчи трансформатордун чыгышын жалпы шинага параллель туташтырып, жүктү эки трансформатордун ортосунда бөлүштүрүү. Биринчи караңызда эки трансформатордун техникалык паспорттору туура келген. Ал эми талаада биринчи жакындашып жабуу аракети күчтүү гум, төмөнкү кернеодогу сақтагычтын жанып кетиши жана бир нече саат бою иштебеген подстанцияга алып келген. Себеп талаадагы жаман аппараттуулук эмес — бул энергия берилгенден мурда текшерилбеген импеданстардын үйлөшпөөсү болгон. Трансформаторлордун параллель иштешүүсү башталгыч сызыктык схемада жөнөкөй көрүнөт, бирок текшерилбей калган деталдарга каршы турат.

Неге электр станциялары жана электр бекеттери трансформаторлорду параллель иштетет?

Бир шина үстүндө эки агрегатты иштетүү азыркы учурда айрыкча учур эмес. Жүктөм бир агрегатты сатып алып, жеткирүүгө караганда тез өсүп кетет, ошондуктан иштетүүчүлөр кубаттуулукту этаптар менен орнотот: биринчи трансформаторду азыр орнотуп, фидер толгондон кийин экинчисин параллель иштетет. Электр станциялары трансформаторлорду параллель иштетүү аркылуу бирин тажрыйба же ремонт үчүн чыгарып, клиенттерди токтотпого аракет кылат. Өнөрөттүк бекеттер кичинекей трансформаторлорду параллель иштетет, анткени эки компакт трансформатор бир ири трансформаторга сыйбаган имаратка жайгаша алат. Бардык учурларда максат бирдей — бир шина, эки булагы, жүктөм автоматтык түрдө бөлүнөт.

Маселе: параллель иштеген агрегаттар жүктөмдү күтүлгөндөй бөлөт, башкача айтканда, алардын электрдик параметрлери үйлэшкөндө гана. Бир шарт туура эмес болсо, бул жуп бир 2000 кВА банкысынын ордуна бир-бирине каршы иштеген эки машина сыяктуу иштөөнү баштайт. Авариялар жылытма, предохранительдердин иштөөсү жана коргоо системаларынын иштөөсү түрүндө пайда болот — бул ар дайым эң жаман учурда, адатта, гарантиялык келишүү боюнча сүйлөшүү бүткөндөн кийин.

 

Трансформаторлордун коопсуздук менен параллель иштешүү шарттары

Эки трансформаторду жалпы шинага кошуудан мурда беш шарт орундалышы керек:

• Фаза ырааттуулугу бирдей жана фаза ылдамдыгы бирдей (вектордук топ). Dyn11 моделдине ээ болгон трансформатор Dyn1 же Yyn0 моделдине ээ болгон трансформатор менен фаза-бурылуу маселеси болбостон параллель иштей албайт.
• Иштеп жаткан тапта кернеу коэффициенттери бирдей, орточо 0.5 проценттен ашпаганда. Номиналдан айырмаланган таптар да эсепке алынат — эки трансформатор да бирдей тапта турушу керек.
• Пайыздык импеданстар жакын, бир-биринен орточо 10 проценттен ашпаганда. %Z маанилеринин жакыныраак болушу жүктүн бөлүшүүсүнүн адилеттүүлүгүн камсыз кылат.
• Кыска токтун чыдамдуулугу жана коргоо системасы уйгуна келет. Шина, сақтагычтар жана автоматтык ток кескүчтөрү эки трансформатордун биригип берген авариялык токтун чыдамдуулугун камсыз кылат.
• Бирдей системалык жыштык жана жалпы референс — ар түрлүү электр тармагы үчүн долбоорлонгон трансформаторлор бир шинада иштешүүгө тийиш эмес.

Бул саптар окуу китебинен алынган сыяктуу болот, бирок чыныгы долбоорго киришпейинче. Параллельдик үчүн талап кылынган долбоорлорду салыштырбайынча, биздин инженерлер рутиндык сыноо долбоорлорунун натыйжаларындагы өлчөнгөн маанилерди — паспорттогу убадаларды эмес — салыштырат. Иштеп турган тапта өлчөнгөн %Z жана өлчөнгөн коэффициент эки трансформатордун авариясыз бир баштагы шинага биригип иштей ала турганын чечет.

 

Жүктү бөлүшүү жана %Z: Математика кандай тиштейт

Негизги эреже трансформаторлордун параллель иштешүүсү жүктөмдүк импеданстарга, жакшы тилекке бөлүнбөйт. Бирдей куаттагы эки агрегат үчүн ар биринин өзүнүн %Z чоңдугуна карама-каршы пропорционалдык менен кВА жүктөмдүгү бөлүнөт: импедансы төмөн борбордун жүктөмдүгү чоңураак болот. Эки 1000 кВАлык агрегатты карап көрөлү, алардын паспортторунда 5,5% жана 6,5% импеданстар көрсөтүлгөн. Жалпы банк жүктөмдүгү 2000 кВА болгондо, 5,5% импеданстык агрегат жакшылыкка 1083 кВА — өзүнүн номиналынын 108% — жүктөмдүгүн алат, ал эми 6,5% импеданстык агрегат 917 кВА менен иштейт. Төмөн импеданстык агрегат 100% жүктөмдүгүнө жетет, анда банк жалпысынан 1846 кВА га жетет, бул ийгиликсиз иштөөнүн 92% ыктымалдыгын түзөт.

Банк: эки 1000 кВАлык агрегат	Импеданстардын үйлэшпөөсү (5,5% / 6,5%)	Импеданстардын үйлэшүүсү (5,5% / 5,5%)
Жалпы 2000 кВА жүктөмдүгүндөгү жүктөмдүк бөлүшүүсү	1083 кВА / 917 кВА (108% / 92%)	1000 кВА / 1000 кВА (100% / 100%)
Бир агрегат 100% жүктөмдүгүнө жетпей турганда колдонуу мүмкүн болгон банктын максималдуу кубаттуулугу	~1846 кВА (92%)	2000 кВА (100%)
Толук банк жүктөлгөндөгү риск	Төмөн-%Z бирдиги иштегенде ысып, тез караматтанат жана оржонго чыгат	Импеданстан келген эч нерсе жок

Ошондуктан, паспорттогу импеданстары бир баллга айырмаланган эки «башташ» бирдик банкты токко коюудан мурун эле төмөндөтөт. Чечим — ирир фузия эмес. Бул же техникалык шарттарда %Z бааларын тактап берүү — баштапкы таптагы өлчөнгөн маанилерди эки зауuttан суроо — же төмөнкү банк баасын кабыл алуу жана коргоо орнотмолорунда бул жөнүндө айтуу.

Учун трансформатордун жүктөм бөлүшүүсү , айырмалуу баалар үчүн ошол эле тескери эреже иштейт: ар бир бирдик өзүнүн номиналдык кВАсын өзүнүн %Z-га бөлүп, жуптун бирдиктери гана %Z баалары жакын болгондо пропорционалдуу бөлүшөт. Ээси бизге 750 кВА бирдик 1000 кВА бирдик менен параллель иштей алабы, деп сураса, биздин жообумуз ошол эле суроо менен башталат — өлчөнгөн импеданстар кандай, жана эки бирдик да кайсы тапта иштейт?

 

Айлануучу ток: Катыштар дал келбесе, эмне болот

Кернеэлери айырмаланган икемдештирилген бирдиктердин ортосунда ток агып кетет, бул жагдайда шинага жүктөм турган эмес. Инженерлер бул токту айлануучу ток деп аташат, ал эки бирдиктин импеданстарынын суммасы менен гана чектелет. Тез текшерүү үчүн, 5,5 проценттик импедансы бар эки бирдикте 2,5 проценттик тап айырмасы нөлдүк жүктөмдө токтун номиналдык маанисинин 0,025 / (0,055 + 0,055) — тегиз 23 процентин түзөт. Бул ток жоготууларды түзөт, эки резервуарды жылытат жана жумушка жарамдуу натыйжа бербей, орамдын температурасын көтөрөт. 0,5 проценттик кернеэ айырмасы нөлдүк жүктөмдө айлануучу токтун компонентин 5 процентке жакын сактайт, ошондуктан практикада «кернеэлери бирдей болушу үчүн 0,5 проценттен ашпаган айырма сакталышы керек» деген кагида пайдаланылат.

Ортогональдык коэффициентинин үйлөшпөсү да жүктөмдө жүктү бөлүштүрүүнү бузат, жогорку коэффициенттүү бирдикти ашыкча магниттештирүүгө жана жупту татаал жылытууга түртөт. Фаза-бурыштагы ката элбетке жаман: уюштуруу топтору уйлөшпөс бирдиктерди байланыштыруу — бул чыныгысында шина аркылуу кыска токтун түзүлүшү, жана коргоо туташтыруу бардык көрсөткүчтөрдү окууга убакыт таба албай иштейт. Параллельде турган ар бир орнотуу шинада фаза-тартуу текшерүү менен башталат — инженерлер паспорттун маалыматына шүбөлөнбөсөн, бир гана тескери коюлган кабельди табуу бир жанып кеткен трансформаторду табуудан арзан.

 

Параллельде турганда сыноо долбоорунда текшерилүүчү нерселер

Биздин ар бир бирдикте параллельде турганда керектелген сандарды камтыган рутиндык сыноо долбоору бар. Жаңы трансформаторду бар болгон аппараттар менен параллельде турганга чейин, эки бирдиктин долбоорлорунан төмөнкү беш маанини алыңыз:

• Негизги тапта өлчөнгөн %Z, бирдей негизде — кепилдиктеги паспорттук маани эмес.
• Иштеп жаткан таптагы өлчөнгөн кернеэ коэффициенти, сиз колдонуу пландаштырган номиналдан айырмаланган таптарды да камтыйт.
• Вектордук топ же фазалык чыгыш, плюс биринчи жабылуу алдында сайттагы фазалык тартиптин текшерилүүсү.
• Жүктөмсүз жана жүктөмдүү чыгымдар — алар жуптун эффективдүүлүгүн белгилейт жана ортонун же орамдардын айырмачылыктарын ачып берет.
• Тап өзгөртүүчүнүн орду жана диапазону, анткени эки бирдик тең тапка орнотулушу жана анда тургузулушу керек.

Бул сандарды алуу үчүн колдонулган сыноо ыкмалары IEEE C57.12.90 стандартында аныкталган, бул суюктукта батырылган трансформаторлор үчүн стандарттык сыноо коду , ал эми рейтинг жана табличкалардын конвенциялары IEC 60076-1 стандартынан алынган, анын көлөмү IEC Webstore баракчасында . Эгерде поставщик так бирдик үчүн өлчөнгөн импедансы жана коэффициент маалыматын берэ албаса, андай бирдикти эч нерсеге параллельдештирбөө керек.

 

Ryan Electric компаниясында эки бирдик чыгарылганга чейин биз текшерген нерселер

2023-жылдан баштап Eaton менен жасалган ортак ишкердик иштетүүчүсү болуп, UL, CSA, IEEE жана DEKRA сертификаттарында 120 000 квадрат метрлук өндүрүш базасы жана 37 патент бар. Биз параллель иштетүүгө даяр тапшырымдарды белгилөө иштери катары караабыз, аларга убада беребиз. Ал эми сатып алуучу бир шина боюнча эки бирдик иштетиле турганын айтса, биз негизги жана номиналдан тышкары токтотуу чыгыштарында өлчөнгөн %Z маанисин жазып алып, IEEE C57.12.90 стандартына ылайык рутиндык сыноолорду өткөрөбүз жана сыноо долбоорунда импедансы жана коэффициентти сайт инженеринин заводго телефон чалып кайра суроого турушуна кереги жок формада көрсөтөбүз.

Практикалык совет кыска. Ичинде трансформаторлордун параллель иштешүүсү , жуптун сапаты эң төмөнкү ылайыктуу параметр менен бааланат — ал эң төмөнкү ылайыктуу параметр адатта эч ким салыштырбаган сыноо долбоорунун чакан шрифттеги шарттарында табылат. Эгерде сиз барганда банкка бирдик кошуп жатсаңыз, RFQ менен бирге барган бирдиктин сыноо долбоорун жөнөтүңүз, анда биз сизге сатып алуу үчүн таксыя бергенден мурун импеданстарды жана коэффициенттерди салыштырабыз. Бул жалгыз иш-аракет банктын капаситетин төмөндөтүүгө же биринчи күнү предохранительди жантырууга алып келген ылайыксыздыктарды таап берген.

Жаңы трансформаторду барганда трансформаторлорго параллельдештирүүнү пландайсызбы? Барганда трансформатордун сыноо долбоорун жана жаңы рейтингди ryantransformers.com аркылуу жөнөтүңүз — биздин инженерлер %Z, коэффициент жана вектордук топтун ылайыктуулугун текшерип, жеке сызыктык схемада убада берилгендей жүктү бөлүштүрүүчү бирдиктерди сатып алуу үчүн таксыя берет.

Автор тууралуу — Бул макала Райан Электрик инженерлеринин тобу тарабынан жазылган. Ал — Жянсу, Кытайдагы Eaton менен биргелештиктеги сертификатталган UL/CSA трансформаторлорду өндүрүүчүсү, Север Америка, Түштүк-Чыгыш Азия, Орто Азия жана Африка боюнча коммуналдык, кайра иштетилген энергия жана өнөрөт клиенттерине кызмат көрсөтөт.