Анцапфа на трансформатор тм 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400 ква ціна 3380 грн ціна, опис,
застосування
Залежно від навантаження електричної мережі змінюється її напруга. Для нормальної роботи електроприймачів споживачів необхідно, щоб напругу не відхилялася від заданого рівня більше допустимих меж, в зв'язку з чим застосовуються різні способи регулювання напруги в мережі. Одним із способів є зміна співвідношення числа витків обмоток первинної і вторинної ланцюга трансформатора (коефіцієнта трансформації), так як
Залежно від того, відбувається це під час роботи трансформатора або після його відключення від мережі. розрізняють «перемикання без збудження» (ПБЗ) і «регулювання під навантаженням» (РПН). І в тому і в іншому випадку обмотки трансформатора виконуються з відгалуженнями, перемикаючись між якими, можна змінити коефіцієнт трансформації трансформатора.
Перемикання без збудження
Схема роботи перемикача відгалужень
Даний тип перемикання використовується під час сезонних перемикань, так як передбачає відключення трансформатора від мережі, що неможливо робити регулярно, не позбавляючи споживачів електроенергії. ПБЗ дозволяє змінити коефіцієнт трансформації в межах від -5% до + 5%. На малопотужних трансформаторах виконується за допомогою двох відгалужень, на трансформаторах середньої і великої потужності за допомогою чотирьох відгалужень по 2,5% на кожну.
Відгалуження найчастіше виконуються на тій стороні, напруга на якій в процесі експлуатації піддається змінам. Зазвичай це сторона вищої напруги. Виконання відгалужень на стороні вищої напруги має також ту перевагу, що при цьому, з огляду на більшої кількості витків, відбір ± 2,5% і ± 5% кількості витків може бути проведений з більшою точністю. Крім того, на стороні вищої напруги величина сили струму менше, і перемикач виходить більш компактним. При цьому треба зауважити, що у понижуючих трансформаторів (харчування підводиться з боку обмотки вищої напруги) регулювання напруги буде супроводжуватися зміною магнітного потоку в муздрамтеатрі. У нормальному режимі ця зміна незначно.
Регулювання напруги перемиканням числа витків обмотки з боку харчування і з боку навантаження має різнохарактерних вид: при регулюванні напруги зміною числа витків на стороні навантаження для підвищення напруги необхідно збільшити число витків (оскільки напруга пропорційно числу витків), але при регулюванні з боку харчування для підвищення напруги на навантаженні необхідно зменшити число витків (це пов'язано з тим, що напруга мережі врівноважується ЕРС первинної обмотки, і для зменшення останньої необх одим зменшити число витків).
При перемиканні відгалужень обмотки з відключенням трансформатора, перемикаючий пристрій виходить простіше і дешевше, проте перемикання пов'язано з перервою енергопостачання споживачів і не може проводитися часто. Тому цей спосіб застосовується головним чином для корекції вторинного напруги мережевих понижувальних трансформаторів в залежності від рівня первинної напруги на даній ділянці мережі в зв'язку з сезонною зміною навантаження.
Перемикачі числа витків без порушення
Перемикач числа витків без порушення має досить простий пристрій, що надає з'єднання з обраним перемикачем числа витків в обмотці. Як випливає із самої назви, він призначений для роботи тільки при вимкненому трансформаторі. Саме цей тип перемикача має другу, жаргонна назва - "анцапфа" (нем.Anzapfen - відводити, відбирати)
Для зменшення і стабільності перехідного опору контактів на них підтримується тиск за допомогою спеціального пружинного пристосування, яке при певних ситуаціях може викликати вібрацію. Якщо перемикач числа витків без порушення знаходиться в одному і тому ж положенні протягом декількох років, то опір контакту може повільно зростати в зв'язку з окисленням матеріалу в точці контакту (оскільки в якості матеріалу контакту частіше застосовується мідь або сплави на її основі (латунь), оксиди яких мають досить високий електричний опір і хімічну стійкість) і поступовим розігрівом контакту, який призводить до розкладання масла і осадження піролітичного вуглецю на контактах, що ще більш збільшуючи ет контактний опір і знижує ступінь охолодження, приводячи до місцевих перегрівів. Даний процес може відбуватися лавиноподібно. В кінцевому підсумку настає неконтрольована ситуація, яка веде до спрацьовування газового захисту (через газів, що з'являються при розкладання масла в точках місцевих перегрівів) або навіть до поверхневого пробою по осілим на ізоляції твердим продуктам розкладання масла. Персонал підприємства, який обслуговує трансформатори, обладнані перемикачем коефіцієнтом трансформації ПБЗ (перемикач без порушення), повинен не менше ніж 2 рази на рік перед настанням зимового максимуму навантаження і літнього мінімуму навантаження провести перевірку правильності встановлення коефіцієнта трансформації. При цьому необхідно, щоб перемикання числа витків проводилася в відключеному від мережі стані, з перекладом перемикача в усі положення - даний цикл повинен бути повторений кілька разів для видалення окисних плівок з поверхні контактів і поверненням його назад в задане положення. Для контролю якості контактів проводиться вимірювання опору обмоток по постійному току.- "Трансформатори силові транспортування, розвантаження, зберігання, монтаж та введення в експлуатацію СПО і І Союзтехенерго, Київ" 1981р. Вищевказані операції проводяться також якщо трансформатор був відключений протягом великого проміжку часу і знову вводиться в експлуатацію.
Регулювання під навантаженням
Даний тип переключень застосовується для оперативних перемикань, пов'язаних з постійною зміною навантаження (наприклад, вдень і вночі навантаження на мережу буде різна). Залежно від того, на яку напругу і якої потужності трансформатор, РПН може змінювати значення коефіцієнта трансформації в межах від ± 10 до ± 16% (приблизно по 1,5% на відгалуження). Регулювання здійснюється на стороні високої напруги, так як величина сили струму там менше, і відповідно, пристрій РПН виконати простіше і дешевше. Регулювання може вироблятися як автоматично, так і вручну з ОПУ або диспетчерського пульта управління. Уже в 1905 - 1920 роках були розроблені пристрої для регулювання напруги на трансформаторах під навантаженням (РПН). Принцип регулювання напруги таких пристроїв також заснований на зміні числа витків. Складність виконання таких пристроїв полягає:
- в неможливості простого розриву ланцюга при зміні числа витків, як це робиться в ПБЗ (це пов'язано з виникненням електричної дуги великої потужності і великих перенапруг з - за дії ЕРС індукції) що призведе до виходу з ладу трансформатора;
- використанні короткочасних (на час перемикання ступені напруги) замикань частини витків обмоток.
Для обмеження струму в короткозамкнених обмотках необхідно використовувати токоограничивающие опору. Як струмообмежувального опору використовуються індуктивності (реактори) і резистори.
РПН з струмообмежуючими реакторами
Кожна ступінь РПН з струмообмежувальним реактором складається з двох контакторів і одного реактора. При цьому реактор складається з двох обмоток, до кожної з них підключені контактори. У нормальному режимі обидва контактора замикають один і той же контакт і через ці обидва паралельно включених контактора і реактор проходить струм обмотки. Під час операції перемикання один з контакторів перемикається на інший контакт (відповідний необхідної ступені регулювання). При цьому частина обмотки трансформатора замикається накоротко - струм в цьому ланцюгу обмежується реактором. Далі на цей же контакт перекладається іншою контактор, переводячи трансформатор на інший щабель регулювання - на цьому операція регулювання закінчується.
РПН з струмообмежуючими резисторами
Досить важливе поліпшення в роботі перемикачів числа витків під навантаженням сталося в результаті винаходу швидкодіючого триггерного контактора, названого принципом Янсена (Janssen) на ім'я винахідника. Принцип Янсена має на увазі, що контакти перемикача навантажені пружиною, і вони перекидаються з одного положення в інше після дуже короткого періоду з'єднання між двома перемикачами числа витків, через струмообмежуючі резистор.
Застосування реактора є альтернативою принципу Янсена з послідовністю швидких перемикань і резисторами. У перемикачі числа витків реакторного типу, навпаки, набагато важче перервати циркулює реактивний струм, і це досить сильно обмежує стрибок напруги, однак цей принцип добре працює при відносно високих токах. У цьому відмінність від швидкодіючого резисторного перемикача числа витків, який можна застосувати для більш високих напруг, але не для високих струмів. Це призводить до того, що реакторний перемикач числа витків зазвичай знаходиться в низьковольтної частини трансформатора, тоді як резисторний перемикач витків приєднаний до високовольтної частини.
У перемикачі витків реакторного типу втрати в середній точці реактора завдяки току навантаження і накладеного конвекційного струму між двома залученими перемикачами числа витків невеликі, і реактор може постійно перебувати в електричному ланцюзі між ними. Це служить проміжним ступенем між двома перемикачами числа витків, і це дає в два рази більше робочих положень, ніж число перемикачів числа витків в обмотці.
З 1970-х років стали застосовуватися перемикачі числа витків з вакуумними вимикачами. Вакуумні вимикачі характеризуються низькою ерозією контактів, що дозволяє перемикачів числа витків виконувати більшу кількість операцій між обов'язковими профілактичними роботами. Однак конструкція в цілому стає більш складною.
Також на ринку з'являлися експериментальні перемикачі числа витків, в яких функція перемикання виповнюється силовими напівпровідниковими елементами. Ці моделі також спрямовані на те, щоб скоротити простої на проведення технічного обслуговування.
У перемикачах витків резисторного типу контактор знаходиться всередині контейнера з маслом, яке відокремлене від масла трансформатора. Згодом масло в цьому контейнері стає дуже брудним і має бути ізольовано від масляної системи самого трансформатора; воно повинно мати окремий розширювальний бак зі своїм окремим вентиляційним клапаном.
Пристрій перемикання числа витків являє собою клітину або ізолюючий циліндр з рядом контактів, з якими з'єднуються перемикачі числа витків від регулюючої обмотки. Усередині клітини два контактних важеля пересуваються покроково поперек регулюючої обмотки. Обидва важеля електрично з'єднані з вступними клемами контактора. Один важіль знаходиться в положенні активного перемикача числа витків і проводить струм навантаження, а інший важіль знаходиться без навантаження і вільно пересувається до наступного перемикача числа витків. Контакти пристрої перемикання ніколи не розривають електричний струм і можуть перебувати в маслі самого трансформатора.
Автоматичне регулювання напруги
Перемикач числа витків встановлюється для того, щоб забезпечувати зміна напруги в лініях, з'єднаних з трансформатором. Зовсім необов'язково, що метою завжди буде підтримка постійного вторинного напруги на трансформаторі. Найчастіше падіння напруги відбуваються в зовнішній мережі - особливо це проявляється для далеких і потужних навантажень. Для підтримки номінальної напруги на далеких споживачах може знадобитися збільшення напруги на вторинній обмотці трансформатора. Система управління ПБЗ відноситься до релейного захисту та автоматики станції - перемикач числа витків всього лише отримує команди: підвищити або знизити. Однак зазвичай функції узгодження коефіцієнтів трансформації між різними трансформаторами всередині однієї і тієї ж станції відносяться до системи ПБЗ. При з'єднанні трансформаторів в паралель їх перемикачі числа витків повинні рухатися синхронно. Для цього один з трансформаторів вибирається ведучим, а інші - як відомими, їх системи управління ПБЗ стежать за зміною коефіцієнта трансформатора ведучого трансформатора. Зазвичай синхронним перемиканням числа витків домагаються виключення струмів циркуляції між обмотками паралельних трансформаторів (з - за різниці вторинних напруг паралельних трансформаторів) хоча на практиці в момент дії ПБЗ циркуляційні струми все ж виникають з - за неузгодженості при перемиканні, проте це допускається в певних межах.
Послідовні регулювальні трансформатори (Вольтододаткові трансформатори)
Для регулювання коефіцієнта трансформації потужних трансформаторів і автотрансформаторів іноді застосовують регулювальні трансформатори (вольтододаткові), які підключаються послідовно з трансформатором і дозволяють змінювати як напруга, так і фазу напруги. З огляду на складності і більш високу вартість регулювальних трансформаторів, такий спосіб регулювання застосовується набагато рідше