ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΩΝ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΩΝ

ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΩΝ Μ/Σ

ΓΕΝΙΚΑ

Σε ορισμένες περιπτώσεις απαιτείται να λειτουργούν ταυτόχρονα δύο ή περισσότεροι Μ/Σ για την τροφοδότηση των φορτίων. Τότε λέμε ότι οι Μ/Σ είναι παραλληλισμένοι, οπότε τα πρωτεύοντά τους, τροφοδοτούνται από το ίδιο δίκτυο και τα δευτερεύοντα επίσης τροφοδοτούν το ίδιο δίκτυο.

Οι λόγοι για τους οποίους επιδιώκουμε τον παραλληλισμό αναφέρονται παρακάτω:

α. Σε ορισμένες περιπτώσεις στην πράξη, όταν πρόκειται να αντιμετωπίσουμε ένα φορτίο, αντί να τοποθετήσουμε ένα Μ/Σ μεγάλης ισχύος ειδικής κατασκευής, λόγοι οικονομικοί και πρακτικοί μας επιβάλουν τον χωρισμό της ισχύος σε δύο μικρότερους Μ/Σ τυποποιημένων μεγεθών.

β. Κατά την επέκταση ενός υποσταθμού, λόγω του ότι χρειαζόμαστε ισχύ μεγαλύτερη της ονομαστικής του υπάρχοντος Μ/Σ, είμαστε υποχρεωμένοι να τοποθετήσουμε δεύτερο με την ταυτόχρονη αξιοποίηση του παλαιού.

γ. Υπάρχουν εγκαταστάσεις οι οποίες πρέπει πάντοτε να

ηλεκτροδοτούνται. Για ασφάλεια περισσότερο αν ο κυρίως Μ/Σ υποστεί βλάβη, θα πρέπει να υπάρχει και δεύτερος Μ/Σ έστω και μικρότερης ισχύος, για εξυπηρέτηση των βασικών κυκλωμάτων μέχρι να αντικατασταθεί η βλάβη του μετασχηματιστή.

δ. Όταν ένας Μ/Σ μεγάλης ισχύος λειτουργεί με μικρά φορτία, έχουμε μεγάλες απώλειες κενής λειτουργίας ενώ με την χρησιμοποίηση περισσότερων μετασχηματιστών μπορούμε κατά τις ώρες περιορισμού των φορτίων να θέσουμε εκτός λειτουργίας μερικούς από αυτούς.

Τα μειονεκτήματα της παράλληλης ζεύξης είναι δύο:

α. Αν δεν προσέξουμε τις συνθήκες παραλληλισμού, οι οποίες αναφέρονται παρακάτω, μπορεί να έχουμε επιβλαβή φαινόμενα για τους Μ/Σ ή να έχουμε ανισοκατανομή φορτίων.

β. Όταν έχουμε περισσότερους Μ/Σ αυξάνονται τα πεδία προστασίας στις πλευρές Υ.Τ. και Χ.Τ. και συνεπώς αυξάνεται και το κόστος των εγκαταστάσεων.

Βάσει των παραπάνω πρέπει να είμαστε πολύ προσεκτικοί για το τι θα επιλέξουμε για μια εγκατάσταση διότι η λύση ενός προβλήματος εξαρτάται από πολλούς παράγοντες.

ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Μ/Σ

Ο παραλληλισμός δυο ή περισσότερων μετασχηματιστών βέβαια δεν μπορεί να γίνει χωρίς προϋποθέσεις.

Για να παραλληλίσουμε Μ/Σ είναι απαραίτητο να πληρούνται ορισμένες συνθήκες, οι οποίες ισχύουν με μικρές διαφορές τόσο για τους μονοφασικούς όσο και για τους τριφασικούς Μ/Σ.

Μερικές συνθήκες από τις παραπάνω πρέπει υποχρεωτικά να εκπληρούνται, διότι χωρίς αυτές δεν γίνεται παραλληλισμός. Μερικές βέβαια είναι επιθυμητό να εκπληρούνται για να έχουμε ιδανικό παραλληλισμό.

Πάντως οι συνθήκες παραλληλισμού των Μ/Σ μοιάζουν προς αυτές των γεννητριών, αλλά οι πρώτες είναι αυστηρότερες από τις δεύτερες διότι στους Μ/Σ δεν μπορούμε να ρυθμίσουμε την τάση ούτε το αποδιδόμενο έργο τους.

Αναλυτικότερα οι συνθήκες παραλληλισμού είναι:

1η ΣΥΝΘΗΚΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Μ/Σ

Οι Μ/Σ που παραλληλίζονται πρέπει να έχουν τις ίδιες πολικές τάσεις πρωτεύοντος και δευτερεύοντος.

Η συνθήκη αυτή είναι η βασικότερη τόσο για τους μονοφασικούς όσο και για τους τριφασικούς Μ/Σ και εκφράζεται από τις παρακάτω σχέσεις:

EUV11 = EUV12 = EUV13 =…. = EUV1ν για τα πρωτεύοντα

EUV21 = EUV22 = EUV23 = …. = EUV2ν για τα δευτερεύοντα

Οπότε θα έχουν και τον ίδιο λόγο μετασχηματισμού:

                EUV11           EUV12                     EUV13                    EUV1ν

k = ----------- =  ----------- = ----------------= ------------

                EUV21           EUV22                      EUV23                    EUV2ν

Και αντίστροφα, εάν οι Μ/Σ έχουν την ίδια σχέση μεταφοράς (λόγω μετασχηματισμού) πολικών τάσεων τότε θα έχουν τις ίδιες πολικές τάσεις πρωτεύοντος και δευτερεύοντος

2η ΣΥΝΘΗΚΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Μ/Σ

Οι παραλληλιζόμενοι Μ/Σ πρέπει να ανήκουν στην ίδια ομάδα ζεύξης.

Οι μετασχηματιστές που ανήκουν σε διαφορετικές ομάδες ζεύξης αλλά έχουν τον ίδιο λόγο μετασχηματισμού και την ίδια τάξη βραχυκύκλωσης (3η συνθήκη) είναι πρακτικά αδύνατο να παραλληλιστούν.

Συνδεσμολογία τριφασικών Μ/Σ ονομάζουμε τις συνδέσεις των περιελίξεων των διαφόρων φάσεων αυτών.

Υπάρχουν τρεις συνδεσμολογίες για τις περιελίξεις των Μ/Σ. Αυτές είναι:

i) Συνδεσμολογία κατά τρίγωνο.

ii) Συνδεσμολογία κατά αστέρα με ή χωρίς ουδέτερο.

iii) Συνδεσμολογία κατά τεθλασμένου αστέρα με ή χωρίς ουδέτερο.

i) Συνδεσμολογία κατά τρίγωνο ονομάζεται, όταν η αρχή της μίας περιέλιξης συνδέεται με το τέλος της άλλης. Τα σημεία σύνδεσης αποτελούν τους ακροδέκτες των φάσεων του Μ/Σ. Δηλαδή, όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα  ενώνονται οι ακροδέκτες (C2, B1), (B2, A1), (A2, C1) και οι ακροδέκτες των φάσεων (A2, B2, C2).

ii) Συνδεσμολογία κατά αστέρα ονομάζεται, όταν ενωθούν οι ακροδέκτες των περιελίξεων (A1, B1, C1). Οι ακροδέκτες των φάσεων τότε είναι (A2, B2, C2). Τον κόμβο που δημιουργούν οι ακροδέκτες (A1, B1, C1) ορισμένες φορές χρησιμοποιείται για ουδέτερος.

iii) Η συνδεσμολογία κατά τεθλασμένου αστέρα γίνεται, όταν στην κάθε στήλη του πυρήνα του Μ/Σ υπάρχουν δύο περιελίξεις, δηλαδή ο μετασχηματιστής αποτελείται από δώδεκα άκρα, τα οποία συνδέονται ως εξής: (C1, B3), (B1,A3), (A1, C3). Οι ακροδέκτες (A2, B2, C2)

ενώνονται μεταξύ τους και δημιουργούν ένα κοινό κόμβο τον ουδέτερο και οι ακροδέκτες (A4, B4, C4) αποτελούν τις φάσεις του Μ/Σ.

Με διάφορους συνδυασμούς των παραπάνω ζεύξεων μπορούμε να πετύχουμε μια σειρά συνδέσεων, από τις οποίες άλλες εφαρμόζονται στην πράξη και άλλες όχι.

Από τις μεθόδους που προέχουν στις συνδεσμολογίες και εφαρμόζονται πρακτικά είναι;

1. Πρωτεύον αστέρας --- Δευτερεύον αστέρας

2. Πρωτεύον αστέρας --- Δευτερεύον τρίγωνο

3. Πρωτεύον αστέρας --- Δευτερεύον τεθλασμένος αστέρας

4. Πρωτεύον τρίγωνο --- Δευτερεύον αστέρας

5. Πρωτεύον τρίγωνο --- Δευτερεύον τρίγωνο

6. Πρωτεύον τρίγωνο --- Δευτερεύον τεθλασμένος αστέρας

ενώ δεν χρησιμοποιούνται οι μέθοδοι συνδέσεων

1. Πρωτεύον τεθλασμένος αστέρας --- Δευτερεύον αστέρας

2. Πρωτεύον τεθλασμένος αστέρας --- Δευτερεύον τρίγωνο

3. Πρωτεύον τεθλασμένος αστέρας --- Δευτερεύον τεθλασμένος αστέρας

3η ΣΥΝΘΗΚΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Μ/Σ

Οι μετασχηματιστές προς παραλληλισμό πρέπει να έχουν την ίδια τάση βραχυκύλωσης.

Επιθυμούμε, η κατανομή των φορτίων στους παράλληλα

εργαζόμενους Μ/Σ να γίνεται ανάλογα με τις ονομαστικές ισχείς τους

Αν οι παραλληλιζόμενοι Μ/Σ δεν βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους, η διανομή των φορτίων τους θα γίνεται ανάλογα με τις ονομαστικές τους ισχείς εφόσον έχουν τις ίδιες τάσεις βραχυκύκλωσης.

Αν όμως υπάρχει μεγάλη διαφορά στις τάσεις βραχυκύκλωσεις , επιτυγχάνουμε ομοιομορφία φόρτισης με την παρεμβολή, στραγγαλιστικών πηνίων πριν τον Μ/Σ, της μικρότερης τάσης βραχυκύκλωσης. Το μέγεθος των στραγγαλιστικών πηνίων είναι ανάλογο με την εμφανιζόμενη διαφορά τάσης.

Ο μετασχηματιστής της μέγιστης τάσης βραχυκύκλωσης παραλαμβάνει πάντοτε και το μικρότερο φορτίο και αντίστροφα. Γι’ αυτό, πρέπει ο Μ/Σ με την μικρότερη ισχύ να έχει τη μεγαλύτερη τάση Βραχυκύκλωσης

Οι  απορροφούμενες ισχείς από τους Μ/σ κατά τον παραλληλισμό είναι αντιστρόφως ανάλογες με τις τάσεις βραχυκύκλωσης των μετασχηματιστών και συνεπώς όσο μικρότερη είναι η ισχύς του Μ/Σ, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η τάση βραχυκύκλωσης UBP ώστε η απορροφούμενη ισχύς από τον κάθε Μ/Σ να παραμένει κατά τον παραλληλισμό μικρότερη από την ονομαστική ισχύ.

Η μέγιστη επιτρεπτή απόκλιση της τάσης βραχυκύκλωσης των μετασχηματιστών που πρόκειται να παραλληλιστούν δεν θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 10%. Για τον λόγο αυτό οι κανονισμοί επιτρέπουν τον παραλληλισμό μετασχηματιστών με λόγο ισχύος μικρότερο ή το πολύ ίσο με 3/1.

4η ΣΥΝΘΗΚΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Μ/Σ

Μια ακόμη συνθήκη που είναι απαραίτητη στην παράλληλη σύνδεση των μετασχηματιστών, η οποία μπορούμε να πούμε ότι είναι καθαρά πρακτική συνθήκη είναι η σωστή σύνδεση των αντίστοιχων ακροδεκτών.

Η εξακρίβωσή της αν δεν είμαστε βέβαιοι για την αντιστοιχία των ακροδεκτών, γίνεται με τη βοήθεια δύο βολτόμετρων όταν έχουμε ουδέτερο και τριών βολτόμετρων όταν έχουμε ουδέτερο, όπως φαίνεται

στο σχήμα.

Δηλαδή συνδέουμε τον ένα ακροδέκτη της χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή που πρόκειται να παραλληλισθεί με τον αντίστοιχο ζυγό χαμηλής τάσης και έπειτα τοποθετούμε τα βολτόμετρα διαδοχικά μεταξύ των ακροδεκτών και των αντίστοιχων ζυγών χαμηλής τάσης.

Αν υπάρχει αντιστοιχία φάσεων δεν θα έχουμε καμία ένδειξη στα βολτόμετρα. Αν όμως δεν έχουμε αντιστοιχία των φάσεων τα βολτόμετρα θα μας δείξουν μια ένδειξη μεγαλύτερη της τάσης των δευτερευόντων τυλιγμάτων.

Ένα πρόβλημα το οποίο υπάρχει περίπτωση να συναντήσουμε στην παράλληλη λειτουργία είναι ο υπολογισμός των ρευμάτων που διέρχονται από κάθε Μ/Σ όταν έχουμε το ίδιο λόγο τάσεων, αλλά όμως διαφορετικές ονομαστικές ισχείς και τάσεις βραχυκύκλωσης.

5η ΣΥΝΘΗΚΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Μ/Σ

Η σχέση των ισχύων τους θα πρέπει να είναι μεταξύ 1/3 και 3

Αναλυτικότερα εδώ