2. Transformatorlarning parallel ishlashi. Transformatorlarni parallel ishlashga ulash shartlari

2. Transformatorlarning parallel ishlashi.
Ikki (yoki undan ko‘p) transformatorlarning birlamchi chulg‘am­lari bitta elektr tarmog‘idan (manbaidan) energiya bilan ta’minlanib, ikkilamchi chulg‘amlari esa umumiy iste’molchiga (yoki tarmoqqa) ulangan holdagi ishini transformatorlarning parallel ishlashi deyiladi.Transformatorlarni parallel ishlatish iste’molchilarni elektr energiya bilan uzluksiz ta’minlashda katta amaliy ahamiyatga egadir. Masalan, parallel ishlayotgan transformatorlardan birortasida avariya holati sodir bo‘lsa yoki ta’mirlash uchun uni manbadan ajratganda ham energiya ta’minoti uzilmaydi, chunki bu holda iste’molchilar elektr energiyani parallel ishlayotgan boshqa transformator(lar)dan oladi. Nimstansiya­ning umumiy yuklamasi oshganda parallel ishlayotgan transformatorlar­ning soni oshirilib, yuklama kamayganda esa transformatorlarning bir qismi tarmoqdan ajratib qo‘yiladi. Transformatorlar yuklamasining shu tarzda optimallanishi, ularning energetik ko‘rsatkichlari (F.I.K. va cos) ni yaxshilaydi.
3.Transformatorlarni parallel ishlashga ulash shartlari.
Transforma­tor­larni parallel ishlashga ulashda ularning chulg‘amlarida tenglash­tiruv­chi toklarning vujudga kelmasligi va umumiy yuklama parallel ulangan transformatorlarning quvvatiga mos holda taqsimlanishi zarur bo‘ladi. Buning uchun quyidagi shartlar bajarilishi talab qilinadi:
1) parallel ulanadigan va ishlab turgan transformatorlarning birlamchi nominal kuchlanishlari o‘zaro teng (U _{1 N(I)} = U _1.N(II) = …) va ikkilamchi nominal kuchlanishlari ham teng bo‘lishi, ya’ni liniyaviy transformatsiyalash koeffitsientlari (k_ℓ) bir xil bo‘lishi lozim:
k_1.1 k _l.II  k _l.III ... (1)
2) parallel ulanadigan va ishlab turgan transformatorlarning qisqa tutashuv kuchlanishlari bir xil bo‘lishi kerak, ya’ni
U_qt.I u_qt.II u_qt.III ... (2)
3) transformatorlar chulg‘amlarining ulanish guruhlari bitta guruhga taalluqli bo‘lishi lozim.
Parallel ishlashga ulangan ikkita uch fazali kuch transformatorining sxemasi 4-rasmda ko‘rsatilgan.
Transformatsiyalash koeffitsientlari k_l, ularning o‘rtacha arifmetik qiymatlaridan farqi  0,5 foizgacha, qisqa tutashuv kuchlanishlari Uqt esa (10) foizgacha farqli bo‘lgan hollarda ham transformatorlarni parallel ishlatish mumkinligi standartda belgilangan. Undan tashqari parallel ishlaydigan transformatorlar nominal quvvatlarining farqi uch martadan oshmasligi kerak, chunki transformatorning qisqa tutashuv kuchlanishi U_qt uning nominal quvvati va kuchlanishi oshgan sari oshib boradi.
Chulg‘amlarining ulanish guruhlari har xil bo‘lgan holda transfor­mator­larni parallel ulash mumkin emas, chunki bu holda ularning chulg‘amlaridan qiymati taxminan qisqa tutashuv tokining qiymatiga yetadigan tenglashtiruvchi toklar o‘tadi.
Bu esa transformatorlar uchun xavflidir. Yuqorida ko‘rsatilgan shartlardan birortasi to‘la bajarilmagan hollarda transformatorlarning parallel ishlashini ko‘rib chiqamiz.
Transformatsiyalash koeffitsientlari har xil bo‘lgan transformator­lar­ning parallel ishlashi. Parallel ishlayotgan transformatorlar ikkilam­chi chulg‘amlaridagi EYKlar (E_2.I, E_2.II) qarama-qarshi ulangan bo‘lgani uchun vektor diagrammada ularning vektorlari o‘zaro teskari yo‘naltirib chiziladi (5, a-rasm).
Agar transformatorlarning birlamchi chulg‘am EYK lari shartga ko‘ra teng bo‘lsa, unda transformatsiyalash koeffit­sientlari k_ℓ.I< k_ℓ.IIbo‘lganda ikkilamchi chulg‘am EYK lari E_2.I>E_2.II bo‘ladi va qarama-qarshi yo‘nalgan bu EYK larning vektor yig‘indisi tufayli natijaviy EYK E=E_2.I+E_2.II hosil bo‘lib, u transformatorlar chulg‘amlari orasida tenglashtiruvchi tok Iteng ni vujudga keltiradi:
I_tengE  (Z _qt.IZ _qt.II), (3)
bu yerda Z_qt–to‘la qisqa tutashuv qarshiligi; «I» indeks birinchi transformatorga, indeks «II» esa ikkinchi transformatorga tegishli.

4-rasm.Parallel ishlashga ulangan ikkita uch fazali kuch transformatorining sxemasi.
Odatda katta quvvatli transformatorlarda (x _qt.I x _qt.II) >> (r_qt.Ir_qt.II) bo‘lganligidan r _qt.I va r_qt.II qarshiliklarini e’tiborga olmasa ham bo‘ladi. Bu holda tenglashtiruvchi tok I_teng EYK E dan chorak davr (90) ga orqada qoladi. Bu tok qiymati katta bo‘lgan EYK E_2.I ga nisbatan induktiv bo‘lib, qiymati kichik bo‘lgan EYK E_2.II ga nisbatan esa sig‘imiydir (5, a-rasm).
Yuklama ulanganda I_teng tok yuklama toki I_yu ga geometrik qo‘shiladi. Ikkilamchi chulg‘am EYK E_2.I uning kuchlanishi U₂._I dan katta (E_2.I>U_2.I) bo‘lgan 1-transformator (TI) toki quyidagiga teng:
I₂._I= I _yu.I + I_teng.
Agar tekshirilayotgan paytda 1-transformatorda I_teng tok chulg‘am boshidan uning oxiriga o‘tayotgan bo‘lsa, 2-transformatorda esa u chulg‘am oxiridan uning boshiga o‘tadi va, shu sababli 2-transformator (TII) ning toki quyidagi tenglama bilan aniqlanadi, ya’ni I_2.II=I_yu.II+I _teng (5, c-rasm).

5-rasm. Transformatsiyalash koeffitsiyentlari har xil bo‘lgan ikkita kuch transforma­tori­ning parallel ishlashiga oid vektor diagrammalar: (a - salt ishlashdagi vektor diagramma; b – ikkilamchi chulg’am kuchlanishini aniqlash; c –I va II transformatorning toklarini aniqlash.)
I_teng tokning ta’siri tufayli transformatorlarda toklar tengsizligi (I_2.I>I_2.II) hosil bo‘ladi. Bunday sharoitda 1-transformator TI o‘ta yuklanib, 2-transformator TII ning yuklamasi esa me’yoridan kam bo‘ladi. Transformator (TI) ikkilamchi chulg‘amida I_teng toki vujudga keltirgan kuchlanish pasayishi (jx_qt.II∙I_teng) EYK E_2.II ga qarama-qarshi yo‘nalgan, transformator (TII) ikkilamchi chulg‘amida tenglashtiruvchi tok tufayli vujudga kelgan kuchlanish pasayishi vektori (–jx _qt.II∙I_teng) esa EYK vektori E_2II bilan mos yo‘nalgan. Natijada transformatorlarning ikkilamchi chulg‘amlarida E₂._I>U₂>E₂._IIbo‘lgan holda umumiy kuchlanish U₂ barqaror bo‘ladi (5, b-rasm).
Qisqa tutashuv kuchlanishi bir xil bo‘lmagan transformatorlarning parallel ishlashi. Agar k_ℓ.I k_ℓ.II va chulg‘amlarining ulanish guruhlari bir xil bo‘lib, qisqa tutashuv kuchlanishlari teng bo‘lmagan (u_qt.I u_qt.II) ikkala transformatorni parallel ishlashga ulaganda yuklama oshirilsa, qisqa tutashuv kuchlanishi kam bo‘lgan transformator ikkinchisiga nisbatan oldin nominal quvvatiga erishadi. Umuman, parallel ishlayot­gan transformatorlar orasida yuklama ularning qisqa tutashuv kuchla­nishlariga teskari mutanosiblikda taqsimlanadi:
(S_I/S_I.N) : (S_II/S_II.N) = u_qtII/u_qt.I. (4)
TII ni ham nominal quvvatgacha yuklash maqsadida umumiy yuklama yana ham oshirilganda TI ning yuklamasi me’yordan oshib ketadi. Bu esa amaliyot uchun salbiy holdir. Parallel ishlatiladigan transformatorlar nominal quvvatlarining nisbati 3:1 dan katta bo‘lmas­ligi kerak.
Demak, qisqa tutashuv kuchlanishlari har xil bo‘lgan transformator­larni parallel ishlatishda ularning o‘rnatilgan quvvatidan to‘la foyda­la­nib bo‘lmas ekan. Agar tashqi xarakteristikalari ma’lum bo‘lsa, berilgan ikkilamchi chulg‘am kuchlanishi kattaligi bo‘yicha parallel ishlayotgan transforma­torlarning tokini grafik usulda aniqlash mumkin (6-rasm).Umumiy yuklama ulanganda qisqa tutashuv kuchlanishi U_qt katta bo‘lgan transformatorning kuchlanish pasayishi ko‘p bo‘lib, uning tashqi xarakteristikasi absissalar o‘qiga ko‘proq og‘adi. Agar ordinatasi nominal kuchlanishga teng bo‘lgan nuqtadan absissalar o‘qiga o‘tkazil­gan parallel chiziq tashqi xarakteristikalar bilan kesishish nuqtalari izlanayotgan toklarning qiymatini beradi, masalan, u_qt.I< u bo‘lganda I _2.I>I _2.II ga ega bo‘lamiz.Chulg‘amlarning ulanish guruhlari har xil bo‘lgan transformatorlar­ning parallel ishlashi. Aytaylik, chulg‘amlari YY– 0 va Y–11 ulan­gan birlamchi va ikkilamchi nominal kuchlanishlari bir xil (U_1N.IU_1N.II; U_2N.IU_2N.I) bo‘lgan ikkita transformator parallel ishlash uchun ulangan. Unda ikkilamchi chulg‘amlar mos fazalarining EYKlari E_2.Iva E_2.II kattaligi jihatdan teng, lekin fazasi 30 siljigan (7-rasm). Ikkilamchi chulg‘amlar ulangan konturda bu EYK larning ayirmasi ta’sir qilib, uning kattaligi:
E  2 E₂sin(302)  0,52 E₂. (5)
Hosil bo‘lgan E ta’sirida transformatorlarning ikkilamchi chul­g‘am­laridan tenglashtiruvchi tok I_teng.2 o‘tib, bu esa, birlamchi chul­g‘am­lardan ham tenglashtiruvchi tok I_teng.1 o‘tishiga sababchi bo‘ladi. Uning kattaligi:
I _tengE(Z _qt.I Z _qt.II). (6)

6-rasm. Qisqa tutashuv kuchlanishlari bir xil bo‘lmagan holda parallel ishlayotgan ikkita transformatorning tashqi xarakteristikalari yordamida yuklama taqsimlanishini aniqlash.

7-rasm. Y/ -11 va Y/ Y- 0 guruhlarga ega bo‘lgan trancformatorlarning parallel ishlashida vujudga keladigan tenglashtiruvchi toklar.
Agar, masalan, ishlayotgan ikkita transformatorning quvvatlari bir xil va nisbiy birliklardagi to‘la qisqa tutashuv qarshiliklari va kuch­lanish­lari Z_qt.IZ_qt.IIu_qt.Iu_qt.II 0,05 bo‘lsa, unda I_tengI_N nisbat quyidagiga teng bo‘ladi: I_teng 0,52(20,05)5,2. Demak, salt ishlash rejimda ham I_teng tok nominal tokka nisbatan taxminan 5,2 marta katta bo‘lar ekan. Bu esa qisqa tutashuv holati bilan baravardir.Demak, har xil guruhdagi transformatorlarni parallel ishlashga ulash mumkin emas ekan.