ПБЗ - це
Регулювання напруги трансформатора - зміна числа обмоток трансформатора. Застосовується для підтримки нормального рівня напруги у споживачів електроенергії.
Більшість трансформаторів обладнано деякими пристосуваннями для настройки коефіцієнта трансформації шляхом додавання або відключення числа витків.
Налаштування може проводитися за допомогою перемикача числа витків трансформатора під навантаженням або шляхом вибору положення болтового з'єднання при знеструмленому і заземленому трансформаторі.
Ступінь складності системи з перемикачем числа витків визначається тією частотою, з якою треба перемикати витки, а також розмірами і відповідальністю трансформатора.
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 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 трансформатора в межах від -5% до + 5%. На малопотужних трансформаторах виконується за допомогою двох відгалужень, на трансформаторів середньої і великої потужності за допомогою чотирьох відгалужень по 2,5% на кожну. [1]
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 на увазі більшої кількості витків відбір ± 2,5% і ± 5% кількості витків може бути проведений з більшою точністю. Крім того, струм на стороні вищої напруги менше і перемикач виходить більш компактним. [2]
При перемиканні відгалужень обмотки при відключення 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. [2]
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.
Може виявитися, що тиск контактів підтримується за допомогою якогось пружинного пристосування, яке може викликати деяку вібрацію. Якщо перемикачі числа витків без порушення перебувають в одному і тому ж положенні протягом декількох років, то опір контакту може повільно зростати в зв'язку з руйнуванням і окисленням матеріалу в точці контакту. При цьому відбувається розігрівання, яке призводить до осадження піролітичного вуглецю, який ще більше збільшує контактний опір і знижує ступінь охолодження. В остаточному підсумку настає неконтрольована ситуація, і трансформатор може відключити механізм газового захисту або може наступити ще більш важке наслідок; відбувається коротке замикання. Щоб уникнути цього життєво важливо, щоб робота з перемикачем числа витків проводилася в відключеному від мережі стані, по повній програмі, кілька разів протягом регулярного технічного обслуговування, з протиранням контактних поверхонь начисто перед поверненням його назад в задане положення. [3]
Природно, те ж правило має силу, якщо перемикач числа витків без порушення відключається від роботи на довгий період.
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.
Перемикачі числа витків під навантаженням
Уже в 1905 - 1920 роках були придумані пристосування для переходу між перемикачами числа витків трансформатора без переривання струму.
Роботу перемикача числа витків під навантаженням можна зрозуміти по двом показовим функцій. Це перемикаючий пристрій, яке переносить прохідну потужність трансформатора від одного перемикача числа витків трансформатора до сусіднього перемикача числа витків. Під час цієї операції обидва перемикача числа витків з'єднані за допомогою перехідного опору. У цій фазі обидва перемикача числа витків мають загальну струмовий навантаження. Після цього з'єднання з попереднім перемикачем числа витків переривається, і навантаження переноситься на новий перемикач числа витків. Пристосування, яке виконує таке перемикання, називається контактором.
З'єднання з парою перемикачів числа витків, які виробляє контактор, може зажадати зміни цілого ряду перемикачів числа витків регулюючої обмотки для кожної операції. Це функція перемикача числа витків. Вибір здійснюється перемикачем числа витків без переривання струму.
Досить важливе поліпшення в роботі перемикачів числа витків під навантаженням сталося в результаті винаходу швидкодіючого триггерного контактора, названого принципом Янцена (Jantzen) на ім'я винахідника. Принцип Янцена 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 Янцена 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 злучити 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 системах, з'єднаних з трансформатором. Зовсім необов'язково, що метою завжди буде підтримка постійного вторинної напруги. Зовнішня мережа може також відчувати падіння напруги, і це падіння також має бути компенсовано.
Устаткування регулювання та управління перемикачем числа витків не є частиною самого перемикача числа витків; воно відноситься до релейного системі станції. В принципі перемикач числа витків всього лише отримує команди: підвищити або знизити. Однак звичайні функції координації між різними трансформаторами всередині однієї і тієї ж станції є частиною технології перемикачів числа витків. Коли різні трансформатори з'єднані прямо паралельно, їх перемикач числа витків повинен рухатися синхронно з обома трансформаторами. Це досягається тим, що один трансформатор має обмотку як провідний трансформатор, а інший - як підлеглий трансформатор. Одночасна робота не буде можлива, якщо є невеликий інтервал між тими, які циркулюють струмами обох трансформаторів. Однак це не має ніякого практичного значення.
Послідовні регулювальні трансформатори
Для регулювання коефіцієнта трансформації потужних трансформаторів і автотрансформаторів іноді застосовують регулювальні трансформатори, 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, ніж РПН.
- ↑ Рожкова Л. Д. Козулін В. С. Електрообладнання станцій та підстанцій: Підручник для технікумів. - 3-е изд. перераб. і доп. - М. Вища школа, 1987. - 648 с. мул. ББК 31.277.1 Р63
- ↑ 12 Електричні машини, А. І. Вольдек, Л. «Енергія», 1974.
- ↑ ABB Transformer Handbook
література
- Рожкова Л. Д. Козулін В. С. Електрообладнання станцій та підстанцій: Підручник для технікумів. - 3-е изд. перераб. і доп. - М. Вища школа, 1987. - 648 с. мул. ББК 31.277.1 Р63