Регулювання напруги

Для регулювання напруги в системі за допомогою трансформаторів (автотрансформаторів) на одній з обмоток передбачають крім основного виводу додаткові відгалуження і перемикаючі пристрої для зміни коефіцієнта трансформації.

Розрізняють два види пристроїв для перемикання:

1- пристрої для перемикання числа витків при відключеному трансформаторі, тобто без збудження, ПБЗ;

2- пристрої для перемикання числа витків під навантаженням РПН.

Пристрої ПБЗ дозволяють звичайно змінювати коефіцієнт трансформації в межах ±5%. Пристрої РПН розраховані на зміну коефіцієнта трансформації в більш широких межах - до ± 20%.

Застосовуються також регульовані послідовні трансформатори, які включаються послідовно з головними, не оснащеними РПН.

Відгалуження для регулювання напруги передбачають, як правило, на обмотках ВН, що мають менший робочий струм.

Застосовуються різні схеми обмоток з відгалуженнями для пристроїв ПБЗ і РПН.

Щоб забезпечити постійну напругу на затискачах обмотки нижчої напруги трансформатора при зміні вищої напруги, необхідно змінювати число витків так, щоб підтримувати незмінною ерс на один виток, тобто індукцію в магнітопроводі. При збільшенні вищої напруги число витків слід збільшити й навпаки.

В АТР регульовану частину обмотки до 1962р. розміщували з боку нейтралі. На відміну від трансформатора тут при збільшенні вищої напруги необхідно зменшити число витків, щоб підтримувати постійною напругу на СН.

Відгалуження на загальній частині обмотки (зв’язане регулювання)

Істотним недоліком регулювання зміною числа витків загальної обмотки є одночасна зміна напруги третинної обмотки. Таке регулювання називається зв'язаним. Для усунення зв'язаного регулювання в 1962 - 1965р. були розроблені АТР із регулюванням напруги на лінійному виводі середньої напруги.

Вартість пристрою регулювання при цьому збільшується, тому що він повинен бути ізольованим на більше високу ніж в нейтралі напругу.

Послідовні регулювальні трансформатори можуть бути підключені до головного трансформатора або автотрансформатора з боку лінійних виводів вищої напруги, лінійних виводів середньої напруги або нейтралі. Послідовний трансформатор має дві обмотки: послідовну, що включається послідовно з відповідною обмоткою головного трансформатора, і обмотку збудження, що одержує живлення від обмотки нижчої напруги головного трансформатора через регульований автотрансформатор.

Напруга послідовної обмотки може бути змінена в межах від 0 до повної зі зміною знака, тобто може додаватися або відніматися з напруги головного трансформатора.

1. вибірник відгалужень, контакти якого розмикають і замикають гілки кола без струму;

2. контактори, що замикають і розмикають гілки кола з робочим струмом;

3. струмообмежний реактор або резистори;

4. приводний механізм.

Схема РПН із реактором має вигляд.

У вихідному положенні контакти вибірника В₁ й В₂ приєднані до одного відгалуження обмотки, а контактори К₁ і К₂ замкнуті. Робочий струм ділиться нарівно між двома гілками здвоєного реактора. Тому що струми спрямовані зустрічно, спадання напруги в реакторі невелике. Перемикання відбувається в такий спосіб. Розмикається К₂ (під струмом), весь робочий струм проходить через контакти вибірника В₁ , К₁ і гілку реактора. Контакт вибірника В₂ переходить на інше відгалуження після чого замикається К₂. Робочий струм ділиться між галузями реактора. З'являється також циркулюючий струм, викликаний напругою між сусідніми відгалуженнями. Цей струм обмежений поздовжнім опором реактора. Розмикається К₁ (під струмом). Контакт вибірника В₁ переходить на сусіднє відгалуження й знову замикається К₁. Процес перемикання закінчений. Перемикання в цій схемі відбуваються відносно повільно, всі елементи розраховані на тривале протікання струму. Вибірник і реактор розміщені в баку трансформатора. Контактори розміщені в особливому відсіку, щоб забезпечити доступ до контактної системи для догляду за нею.

Схема може бути виконана, якщо регульована частина обмотки перебуває з боку нейтралі.

Перемикаючі пристрої з резисторами більш досконалі й швидкодіючі. Розміри резисторів, розрахованих на короткочасний струм, відносно невеликі.

У вихідному положенні К₁ і К₂ замкнуті, К₃ і К₄ – розімкнуті. Робочий струм проходить через К₁ і вибірник В1. R₁ шунтований. При перемиканні контакт вибірника В2 переходить на сусіднє відгалуження, розмикається K₁ і струм проходить через R₁ й K₂. Замикається K₃ і половина робочого струму переходить у гілку R₂. З'являється незначний циркулюючий струм. Розмикається K₂ (під струмом) і весь струм переходить в R₂. Замикається K₄ і шунтує R₂. Процес перемикання закінчений. Ліва частина схеми підготовлена до перемикання на наступне відгалуження.

У розглянутому пристрої з резисторами умови для гасіння дуги більш сприятливі в порівнянні зі схемою з реакторами.

Застосовують контактори в маслі й з вакуумними камерами. Вакуумні мають значні переваги. Механізм перемикаючого пристрою оснащений потужними пружинами, що забезпечують більшу швидкість перемикання.

Цикл перемикання виконується на різних перемикачах за різний час (3-10 сек.). На час перемикання з одної ступені на іншу загоряється червона лампа, що горить весь цикл перемикання, поки контакти перемикаючого пристрою не займуть робоче положення. По закінченні руху перемикаючого механізму на щиті керування сигналізується положення перемикача, тобто номер ступені.

У схемах перемикачів є блокування, що забезпечує перехід вибірника тільки на один ступінь, незалежно від тривалості сигналу управління. Кількість операцій складає 5000 - 20000.

Виконання операцій по перемиканню відгалужень неприпустимо робити під час роботи трансформатора з перевантаженням, при якому струм навантаження більше дворазового номінального струму перемикаючого пристрою. Якщо схеми управління немає, то перемикання слід виконувати послідовно, не допускаючи різниці більш ніж на одну ступінь, щоб вирівнювальний струм був можливо меншим.