§ 10. Распределение нагрузок при совместной работе силовых трансформаторов.

Для более глубокого понимания правил и условий включения СТ на совместную работу попытаемся оценить последствия нарушений каждого из трех, рассмотренных выше, для двух СТ имеющих

Для этого воспользуемся схемой рис. 15, где U₁ означает общее сетевое напряжение, а углы и определяются группами СТ.

10.1. Группы неодинаковы, К' = K" и . Пусть номера групп Г' и Г" отличаются только на 1, т.е. вектора вторичных э.д.с. не совпадают на 30° (рис.16). Тогда даже при холостом ходе в контуре вторичных обмоток возникнет неуравновешенная э.д.с. и появится уравнительный ток, величину которого можно найти из схемы рис.15.

(65)

Без потери общности рассуждений будем считать, что

тогда

(66)

или в относительных единицах:

(67)

Это "аварийный" ток, поскольку даже при и

Разумеется, что в других случаях последствия несовпадения групп СТ окажутся еще более тяжелыми. В связи с этим ГОСТ требует не только предварительно установить группу каждого из подключаемых СТ, но и выполнить т.н. фазировку - объединять выходные зажимы только после проверки отсутствия разности потенциалов между ними.

10.2. Группы совпадают; К' > K" > 1 и . В этом случае уже при холостом ходе в схеме рис. 25 можно обнаружить неуравновешенную э.д.с.

(68)

При и отличии эта э.д.с. составит

Тогда уравнительный ток от этой э.д.с.

(69)

Относительная величина этого тока достаточно мала

(70)

И при , составит

По отношению же к менее мощному СТ аналогично, но несколько больше

Итак, сама по себе величина I_у при не является опасной, хотя этот ток (во вторичных и в первичных обмотках) вызывает дополнительные потери энергии.

Последствия неравенства более тяжело отражаются на распределении нагрузок между трансформаторами. Пусть и имеется некоторый (общий) нагрузочный ток I_нг. Тогда в силу реальные токи в двух СТ можно находить по принципу наложения

(71)

Эти токи оказываются далеко не равными (рис. 17). Конечно решение вопроса о том, который из СТ (с большим или меньшим К) грузится больше, зависит от характера нагрузки, тем не менее последствия существования явно нежелательны. Дело в том, что по мере роста I_нагр один из СТ достигает уровня , а второй - еще нет. Поэтому обеспечить не удается, образуется "излишняя" номинальная или установленная мощность.

10.3. Группы совпадают, К' = K" и

В этом случае в схеме рис. 15 (как и в реальных СТ) уравнительного тока не возникает - нет различия во вторичных э.д.с. Однако под нагрузкой оба трансформатора оказываются загруженными не в соответствии со своими возможностями, т.е. номинальными мощностями.

Для каждого из контуров рис. 15 можно составить уравнение 2го закона Кирхгофа

что приводит к равенству

или, в относительных единицах

Таким образом, можно сделать вывод, что распределение нагрузок и при совместной работе СТ определяется:

а) величинами коэффициентов трансформации (К' и K");

б) величинами внутренних сопротивлений ( и );

в) характером нагрузки.

Иными словами - распределение нагрузок при совместной работе СТ определяется видом их внешних характеристик, что иллюстрируется рис. 18

Учитывая возможность неблагоприятных распределений и в реальных условиях ГОСТ не рекомендует объединять трансформаторы с отношением S_н большим, чем 3:1.