Transformatörlerin Paralel Çalışması – Koşullar, Yük Paylaşımı ve Hesap

İki veya daha fazla transformatörü paralel çalıştırmak, mevcut bir tesise kapasite eklemenin, yedeklilik sağlamanın veya üniteleri yükle birlikte devreye alıp çıkararak verimliliği artırmanın standart yoludur. Güvenilir şekilde çalışır — ancak yalnızca belirli bir koşul kümesi karşılandığında. Bunlardan herhangi birinin göz ardı edilmesi dolaşım akımlarına, dengesiz yüklenmeye veya en kötü durumda her iki makinenin de hasar görmesine neden olur.

Dört Koşul

Koşul Gereklilik İhlal Edilirse Sonucu
Vektör grubu Aynı olmalı veya yeniden bağlantı sonrası uyumlu olmalı Boşta çalışmada bile büyük dolaşım akımı; saniyeler içinde olası hasar
Gerilim oranı Eşleşmeli, tercihen 0.5 % içinde Her zaman mevcut olan, gerilim farkıyla orantılı dolaşım akımı
Kısa devre gerilimi Yaklaşık 10 % içinde eşleşmeli Dengesiz yük paylaşımı; bir ünite diğeri anma kapasitesine ulaşmadan aşırı yüklenir
Faz sırası Aynı olmalı Kapatma anında fazlar arasında etkin bir kısa devre
Mutlak ve pratik: vektör grubu ve faz sırası mutlaktır — bir uyumsuzluk paralel çalışmayı imkânsız kılar. Gerilim oranı ve empedans pratik sınırlardır: küçük farklar tolere edilebilir ancak uyumsuzlukla orantılı olarak performansı düşürür.

Vektör Grubu Uyumluluğu

Vektör grubu, YG ve AG sargıları arasındaki faz ilişkisini belirler. Farklı saat konumuna sahip iki transformatör, birbirine göre faz dışı AG gerilimleri üretir ve bunları paralel bağlamak bu faz farkını iki sargı üzerine yansıtır.

İki 400 V sistem arasındaki 30°'lik bir faz farkı, bağlantı boyunca yaklaşık 207 V'luk bir gerilim farkı yaratır — bu yalnızca kasıtlı olarak düşük tutulan transformatör empedanslarıyla sınırlıdır. Ortaya çıkan akım yalnızca iki empedansın toplamıyla sınırlıdır ve kısa devre anma değerini aşabilir.

Kombinasyon Sonuç
Dyn11 + Dyn11 Doğrudan izin verilir
Dyn11 + Yd11 İzin verilir — aynı saat, farklı bağlantı
Dyn11 + Dyn5 Yalnızca bir ünitede iki fazın ters çevrilmesinden sonra (saat konumunu 6 kaydırır)
Yyn0 + Yyn6 Yalnızca bir ünitede üç fazın tamamının ters çevrilmesinden sonra
Dyn11 + Dyn1 Mümkün değil — 60°'lik fark yeniden bağlantıyla düzeltilemez
Dyn11 + Yyn0 Mümkün değil — 30°'lik fark düzeltilemez

Tam notasyon ve saat konumu kuralı Transformatör Vektör Grupları Açıklandı sayfasında ele alınmıştır.

Transformatörler Arasında Yük Paylaşımı

Farklı anma gücüne sahip iki transformatör paralel çalıştığında, yükü kVA anma değerleriyle orantılı olarak değil, empedanslarıyla ters orantılı olarak paylaşırlar. Daha düşük empedansa sahip ünite daha büyük bir pay alır.

S1 / S2 = (kVA1 / Uk1) / (kVA2 / Uk2)
S = her ünitenin taşıdığı yük • kVA = anma gücü • Uk = kısa devre gerilimi (%)

Empedansların eşleşmesinin önemli olmasının nedeni budur. Aynı anma değerine ancak farklı empedansa sahip iki transformatör yükü eşit paylaşmaz ve toplam kullanılabilir kapasite iki anma değerinin toplamından daha azdır.

Çözümlü Örnek — Eşleşen Empedanslar

Paralel iki ünite: 6 %'da 1000 kVA ve 6 %'da 630 kVA, toplam bağlı yük 1400 kVA.

Pay oranı: (1000 / 6) : (630 / 6) = 166.7 : 105 = 1.587 : 1

Ünite 1 taşır: 1400 × 166.7 / 271.7 = 859 kVA (anma değerinin 86 %'si)

Ünite 2 taşır: 1400 × 105 / 271.7 = 541 kVA (anma değerinin 86 %'si)

Her iki ünite de yüzde olarak eşit yüklenmiştir — ideal durum.

Çözümlü Örnek — Uyumsuz Empedanslar

Şimdi aynı iki ünite standart empedans değerleriyle — yukarıdaki tabloda verildiği gibi 6 %'da 1000 kVA ve 4 %'te 630 kVA.

Pay oranı: (1000 / 6) : (630 / 4) = 166.7 : 157.5 = 1.058 : 1

Ünite 1 taşır: 1400 × 166.7 / 324.2 = 720 kVA (anma değerinin 72 %'si)

Ünite 2 taşır: 1400 × 157.5 / 324.2 = 680 kVA (anma değerinin 108 %'i)

Küçük ünite 8 % aşırı yüklenirken büyük ünite 72 %'de çalışır.

630 kVA'lık üniteyi anma değeri içinde tutmak için toplam yükün yaklaşık 1300 kVA ile sınırlandırılması gerekir — bu da kurulu kapasitenin 330 kVA'lık kısmının kullanılamayacağı anlamına gelir. Paralel çalışma için öngörülen transformatörlerin genellikle kendi anma değerleri için standart değer yerine eşleşen empedansla belirtilmesinin nedeni budur.

Gerilim Oranı Uyumsuzluğundan Kaynaklanan Dolaşım Akımı

İki transformatör, farklı sarım oranları nedeniyle veya farklı kademe konumlarında oldukları için hafifçe farklı sekonder gerilimler üretiyorsa, harici bir yük olmadan bile aralarında bir akım dolaşır.

Ic = ΔU / (Z1 + Z2)
Ic = dolaşım akımı • ΔU = gerilim farkı • Z = transformatör empedansı

Transformatör empedansları tasarım gereği düşük olduğundan, küçük bir gerilim farkı bile önemli bir akım üretir. 6 % empedanslı, 1 % gerilim farkına sahip iki 1000 kVA ünite, sürekli olarak anma akımının yaklaşık 8 %'i kadarını dolaştırır — bu akım, herhangi bir kullanışlı güç sağlamadan kayıplara ve ısınmaya neden olur.

Yaygın neden: devreye almadan sonra farklı kademe konumlarında bırakılan transformatörler. Paralel çalışan ünitelerin bağlantıyı kapatmadan önce aynı kademede olduğunu her zaman doğrulayın.

Paralel Ünitelerde Arıza Seviyesi

Paralel çalışma, ortak barada mevcut kısa devre akımını artırır çünkü her iki transformatör de akış aşağı bir arızaya katkıda bulunur. Aynı iki ünite için arıza seviyesi yaklaşık olarak iki katına çıkar.

Yapılandırma 400 V'ta Arıza Akımı
1 × 1000 kVA, 6 % 24.1 kA
2 × 1000 kVA, 6 % paralel 48.2 kA
3 × 1000 kVA, 6 % paralel 72.2 kA
Tasarım etkisi: dağıtım hücresi kesme kapasitesi, tek bir ünite için değil, aynı anda paralel bağlanabilecek maksimum transformatör sayısına göre seçilmelidir. Bkz.

Transformatör Üreticisi

DATSAN Transformatör, dünya genelinde sanayi, dağıtım şirketi ve altyapı projeleri için yağlı tip dağıtım ve güç transformatörleri üretmektedir.

1992 yılında kurulan DATSAN, 30 yılı aşkın mühendislik deneyimini modern üretim ve test kabiliyetleriyle birleştirmektedir. Ürünlerimiz IEC 60076, ANSI C57 ve ilgili uluslararası standartlara uygun olarak tasarlanmakta olup, talep üzerine Ecodesign uyumlu seçenekler sunulmaktadır.

İletişim

Datsan Elk. İnş. San. ve Tic. Ltd. Şti.

Adres: Kızıltepe Mardin Karayolu 6.km
Kızıltepe, 47400 Mardin / TÜRKİYE

Telefon : +90 (482) 215 3188
Faks : +90 (482) 215 1199