Главная | Обратная связь

Регулирование напряжения трансформаторов.

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определенный уровень напряжения на шинах подстанций. В электрических сетях предусматриваются различные способы регулирования напряжения, одним из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов.

Известно, что коэффициент трансформации определяется как отношение первичного напряжения ко вторичному:

где W₁, W₂ – число витков первичной и вторичной обмоток соответственно.

Отсюда

Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно получить различные коэффициенты трансформации. Переключение ответвлений может происходить без возбуждения (ПБВ), т.е. после отключения всех обмоток от сети или под нагрузкой (РПН).

Устройство ПБВ позволяет регулировать напряжение в пределах 5%, для чего трансформаторы небольшой мощности кроме основного вывода имеют два ответвления от обмотки высшего напряжения +5% и –5%. Если трансформатор работал на основном выводе 0 и необходимо повысить напряжение на вторичной обмотке U₂, отключив трансформатор, производят переключение на ответвление –5%, уменьшая тем самым число витков W₁.

На трансформаторах средних и больших мощностей предусматриваются четыре ответвления 2∙2,5%, переключение которых производится специальными переключателями барабанного типа, установленными отдельно для каждой фазы. Рукоятка привода переключателя выведена на крышку трансформатора.

Устройство ПБВ не позволяет регулировать напряжение в течение суток, так как это потребовало бы частого отключения трансформатора для производства переключений, что по условиям эксплуатации практически недопустимо. Обычно ПБВ используется только для сезонного регулирования напряжения.

Регулирование под нагрузкой (РПН) позволяет переключать ответвления обмоток трансформатора без разрыва цепи. Устройство РПН предусматривает регулирование напряжения в различных пределах в зависимости от мощности и напряжения трансформатора (от 10 до 16% ступенями приблизительно по 1,5%).

Регулировочные ступени выполняются на стороне ВН, так как при меньшем токе переключающее устройство легче. Для расширения диапазона регулирования без увеличения числа ответвлений применяют ступени грубой и тонкой регулировки (рисунок 2.7).

Наибольший коэффициент трансформации получится, если переключатель П находится в положении II, а избирателя И – на ответвлении I.

Переход с одного ответвления регулировочной обмотки на другое осуществляется так, чтобы не разрывать ток нагрузки и не замыкать накоротко витки этой обмотки. Это достигается в специальных переключающих устройствах с реакторами или резисторами. Схема с резисторами (рисунок 2.8) обладает рядом преимуществ перед схемой с реакторами.

 

Рисунок 2.7 – Схема устройства регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой

Аb – основная обмотка; bс – ступень грубой регулировки; de – ступени плавной регулировки; П – переключатель; И – избиратель.

Рисунок 2.8 – Схема устройства регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой с переключающими резисторами

 

Последовательность работы контакторов и избирателей может быть проиллюстрирована следующим примером. В исходном положении 0 трансформатор работает на ответвлении 5, ток нагрузки проходит через контакт К1.

Допустим, что необходимо уменьшить число витков в регулировочной обмотке, т.е. перейти на ответвление 4. Последовательность работы элементов РПН в этом случае будет следующей: обесточенный избиратель И2 переводится в положение 4, затем отключается К1 и ток нагрузки кратковременно проходит по R1 и K2; третьей операцией замыкается К3, при этом половина тока нагрузки проходит по R1 и К2 и половина – по R2 и К3, кроме того, витки регулировочной обмотки 5-4 оказываются замкнутыми через R1 и R2 и по ним проходит ограниченный по величине циркулирующий ток. Следующими операциями размыкается К2 и замыкается К4, при этом ток нагрузки проходит по регулировочной обмотке на ответвление 4, избиратель И2, контакты К4 к выводу 0.

В переключателях данного типа используются мощные пружины, обеспечивающие быстрое переключение контактов контактора (до 0,15 c), поэтому токоограничивающие сопротивления R1, R2 лишь кратковременно нагружаются током, что позволяет уменьшить их габариты. Контакторы размещаются в герметизированном баке с маслом. Управление РПН может осуществляться дистанционно со щита управления вручную или автоматически.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Общая характеристика особенностей силовых трансформаторов.

2. Основные параметры трансформаторов.

3. Конструкция силовых трансформаторов и автотрансформаторов.

4. Охлаждающие устройства силовых трансформаторов.

5. Понятия проходной и типовой мощности АТ, коэффициент выгодности.

6. Достоинства (преимущества) и недостатки АТ по сравнению с трансформатором такой же мощности.

7. Регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой.