Transformatorspændingsregulering

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 15. juli 2020; checks kræver 3 redigeringer .

Transformatorspændingsregulering  - ændring af antallet af omdrejninger af transformatorviklingen . Det bruges til at opretholde et normalt spændingsniveau for elforbrugere.

De fleste krafttransformatorer [1] er udstyret med en anordning til justering af transformationsforholdet ved at tilføje eller fjerne antallet af omdrejninger.

Indstillingen kan foretages ved hjælp af transformatorens omdrejningstalkontakt under belastning eller ved at vælge placeringen af ​​boltforbindelsen, når transformeren er spændingsløs og jordet.

Graden af ​​kompleksitet af et system med et antal omdrejninger afbryder bestemmes af den frekvens , hvormed vindingerne skal skiftes, samt transformatorens størrelse og ansvar.

Ansøgning

Afhængigt af belastningen af ​​det elektriske netværk ændres dets spænding. For normal drift af forbrugerelektriske modtagere er det nødvendigt, at spændingen ikke afviger fra et givet niveau mere end de tilladte grænser, og derfor anvendes forskellige metoder til spændingsregulering i netværket. En måde er at ændre forholdet mellem antallet af vindinger af viklingerne i transformatorens primære og sekundære kredsløb (transformationsforhold), da

Afhængigt af om dette sker under driften af ​​transformeren eller efter at den er blevet afbrudt fra netværket , skelnes der mellem "non-excited switching" (PBV) og "Regulation under load" (OLTC). I begge tilfælde er transformatorviklingerne lavet med vandhaner, skifte mellem dem, du kan ændre transformatorens transformationsforhold.

Skift uden belastning

Denne type omskiftning bruges under sæsonskift, da det indebærer at afbryde transformeren fra netværket, hvilket ikke kan gøres regelmæssigt uden at fratage forbrugerne elektricitet. PMB giver dig mulighed for at ændre transformationsforholdet i området fra -5% til +5%. På laveffekttransformere udføres det ved hjælp af to grene, på transformatorer med medium og høj effekt, ved hjælp af fire grene, hver 2,5 % [2] .

Grene udføres oftest på siden, hvor spændingen undergår ændringer under drift. Dette er normalt højspændingssiden. Implementeringen af ​​udtag på den højere spændingsside har også den fordel, at på grund af det større antal vindinger kan valget af ±2,5% og ±5% af antallet af vindinger foretages med større nøjagtighed. Derudover er strømstyrken på den højere spændingsside mindre, og kontakten er mere kompakt [3] . Samtidig skal det bemærkes, at for step-down transformere (strøm leveres fra siden af ​​den højere spændingsvikling) vil spændingsreguleringen være ledsaget af en ændring i den magnetiske flux i det magnetiske kredsløb. I normal tilstand er denne ændring ubetydelig.

Spændingsregulering ved at skifte antallet af omdrejninger af viklingen på forsyningssiden og på belastningssiden har en forskelligartet form: ved regulering af spænding ved at ændre antallet af omdrejninger på belastningssiden, for at øge spændingen, er det nødvendigt at øge spændingen antal omdrejninger (da spændingen er proportional med antallet af omdrejninger), men ved regulering fra forsyningssiden, for at øge spændingen på belastningen, er det nødvendigt at reducere antallet af omdrejninger (dette skyldes det faktum, at netspændingen er afbalanceret af primærviklingens EMF, og for at reducere sidstnævnte er det nødvendigt at reducere antallet af omdrejninger).

Når der skiftes viklingshaner med transformeren afbrudt, er koblingsanordningen enklere og billigere, dog er kobling forbundet med et afbrydelse af strømforsyningen til forbrugerne og kan ikke udføres ofte. Derfor bruges denne metode hovedsageligt til at korrigere den sekundære spænding af netværks-reducerende transformatorer, afhængigt af niveauet af primær spænding i en given sektion af netværket på grund af sæsonbestemte belastningsændringer [3] .

Kontakter for antallet af omdrejninger uden belastning

Den ikke strømførende drejekontakt har en ret simpel enhed, der giver forbindelse til den valgte kontakt af antallet af omdrejninger i viklingen. Som navnet antyder, er den designet til kun at fungere, når transformeren er slukket. Det er denne type switch, der har et andet slangnavn - "antsapf" (tysk Anzapfen - at tage væk, vælg) [4] .

For at reducere og stabilisere kontaktmodstanden holdes trykket på dem ved hjælp af en speciel fjederanordning, som i visse situationer kan forårsage vibrationer. Hvis kontakten for antallet af omdrejninger uden excitation er i samme position i flere år, kan kontaktmodstanden langsomt stige på grund af oxidationen af ​​materialet ved kontaktpunktet (da kobber eller kobberbaserede legeringer (messing) er mere ofte brugt som kontaktmateriale, hvis oxider har en tilstrækkelig høj elektrisk modstand og kemisk modstand) og gradvis opvarmning af kontakten, hvilket fører til nedbrydning af olien og aflejring af pyrolytisk kulstof på kontakterne, hvilket yderligere øger kontakten modstand og reducerer graden af ​​afkøling, hvilket fører til lokal overophedning. Denne proces kan forekomme i en lavine. I sidste ende opstår en ukontrolleret situation, som fører til driften af ​​gasbeskyttelsen (på grund af gasser, der opstår under nedbrydningen af ​​olie på steder med lokal overophedning) eller endda til et overfladenedbrydning langs de faste olienedbrydningsprodukter, der har sat sig på isoleringen. Virksomhedens personale, der servicerer transformere udstyret med en PBV-transformationsforholdsomskifter (afbryder uden magnetisering) skal mindst 2 gange om året før starten af ​​vinterens maksimale belastning og sommerens minimumsbelastning kontrollere den korrekte indstilling af transformationsforholdet [5] . I dette tilfælde er det nødvendigt, at antallet af omdrejninger skiftes i en tilstand afbrudt fra netværket, med kontakten skiftet til alle positioner - denne cyklus skal gentages flere gange for at fjerne oxidfilm fra kontaktfladen og returnere den tilbage til den angivne position [6] . For at kontrollere kvaliteten af ​​kontakterne måles modstanden af ​​DC-viklingerne. "Strømtransformatorer, transport, losning, opbevaring, installation og idriftsættelse af SPO og I Soyuztekhenergo, Moskva" 1981. Ovenstående operationer udføres også, hvis transformeren har været slukket i længere tid og sættes i drift igen.

Belastningsregulering

Denne type switching bruges til operationel switching forbundet med en konstant ændring i belastningen (for eksempel vil belastningen på netværket være forskellig i løbet af dagen og om natten). Afhængigt af transformatorens spænding og effekt kan trinkobleren ændre værdien af ​​transformationsforholdet i området fra ±10 til ±16 % (ca. 1,5 % pr. gren). Reguleringen udføres på højspændingssiden, da strømstyrken der er mindre, og følgelig er trinkobleren lettere og billigere at lave. Reguleringen kan foretages både automatisk og manuelt fra kontrolrummet eller afsenderens kontrolpanel. Allerede i 1905-1920 blev enheder udviklet til spændingsregulering på transformere under belastning (OLTC). Princippet om spændingsregulering af sådanne enheder er også baseret på at ændre antallet af omdrejninger. Kompleksiteten af ​​implementeringen af ​​sådanne enheder er:

For at begrænse strømmen i kortsluttede viklinger er det nødvendigt at bruge strømbegrænsende modstande. Induktorer (reaktorer) og modstande bruges som strømbegrænsende modstand.

On-load trinkoblere med strømbegrænsende reaktorer

Hvert on-load trinkoblertrin med en strømbegrænsende reaktor består af to kontaktorer og en reaktor. I dette tilfælde består reaktoren af ​​to viklinger, kontaktorer er forbundet til hver af dem. I normal tilstand lukker begge kontaktorer den samme kontakt, og viklingsstrømmen passerer gennem disse to parallelkoblede kontaktorer og reaktoren. Under koblingsoperationen skifter en af ​​kontaktorerne til den anden kontakt (svarende til det ønskede styretrin). I dette tilfælde er en del af transformatorviklingen kortsluttet - strømmen i dette kredsløb er begrænset af reaktoren. Yderligere overføres en anden kontaktor til den samme kontakt, der overfører transformeren til et andet reguleringstrin - dette afslutter reguleringsoperationen.

On-load trinkoblere med strømbegrænsende modstande

En ret vigtig forbedring i ydeevnen af ​​on-load drejekontakter kom fra opfindelsen af ​​den hurtige triggerkontaktor, kaldet Janssen-princippet efter opfinderen. Jansens princip indebærer, at afbryderkontakterne er fjederbelastede, og de skiftes fra en position til en anden efter en meget kort periode med forbindelse mellem de to afbrydere i antallet af omdrejninger, via en strømbegrænsende modstand.

Anvendelsen af ​​en reaktor er et alternativ til Jansen-princippet med hurtig koblingssekvens og modstande. I modsætning hertil er det i en drejekontakt af reaktortype meget sværere at afbryde den cirkulerende reaktive strøm, og det begrænser spændingsstigningen ret meget, men dette princip fungerer godt ved relativt høje strømme. Dette er i modsætning til den hurtige drejningsmodstandsomskifter, som er anvendelig til højere spændinger, men ikke til høje strømme. Dette resulterer i, at omskifteren for reaktoromdrejninger typisk er i lavspændingsdelen af ​​transformeren, mens modstandsdrejningskontakten er forbundet med højspændingsdelen.

I en drejeomskifter af reaktortypen er tabene ved reaktorens midtpunkt på grund af belastningsstrømmen og den overlejrede konvektionsstrøm mellem de to involverede drejenummerkontakter små, og reaktoren kan permanent være i et elektrisk kredsløb mellem dem. Dette fungerer som et mellemtrin mellem de to kontakter for antallet af omdrejninger, og det giver dobbelt så mange betjeningsstillinger som antallet af afbrydere for antallet af omdrejninger i viklingen.

Siden 1970'erne har man brugt antal omdrejningskontakter med vakuumafbrydere. Vakuumafbrydere er kendetegnet ved lav kontakterosion, hvilket gør det muligt for antallet af omdrejningskontakter at udføre flere operationer mellem obligatorisk vedligeholdelsesarbejde. Designet som helhed bliver dog mere komplekst.

Også eksperimentelle omskiftere til antallet af drejninger dukkede op på markedet, hvor omskiftningsfunktionen udføres af krafthalvlederelementer. Disse modeller har også til formål at reducere nedetiden for vedligeholdelse.

I drejekontakter af modstandstype er kontaktoren placeret inde i en beholder med olie, som er adskilt fra transformatorolien. Over tid bliver olien i denne beholder meget snavset og skal isoleres fra selve transformatorens oliesystem; den skal have en separat ekspansionsbeholder med egen udluftningsventil.

Enheden til at skifte antallet af omdrejninger er et bur eller en isolerende cylinder med et antal kontakter, hvortil kontakterne for antallet af omdrejninger fra kontrolviklingen er forbundet. Inde i buret bevæger to kontakthåndtag sig trinvist hen over kontrolviklingen. Begge håndtag er elektrisk forbundet til kontaktorens indgangsterminaler. Det ene håndtag er i positionen af ​​den aktive kontakt for antallet af omdrejninger og leder belastningsstrømmen, og det andet håndtag er uden belastning og bevæger sig frit til den næste kontakt af antallet af omdrejninger. Kontakterne på kontaktenheden bryder aldrig den elektriske strøm og kan være i selve transformatorens olie.

Automatisk spændingsregulering

Antallet af omdrejninger er installeret for at give en spændingsændring i ledningerne forbundet til transformeren. Det er ikke nødvendigt, at målet altid vil være at opretholde en konstant sekundær spænding over transformeren. Oftest forekommer spændingsfald i det eksterne netværk - dette er især tydeligt for langrækkende og kraftige belastninger. For at opretholde den nominelle spænding ved fjerne forbrugere kan det være nødvendigt at øge spændingen på transformatorens sekundære vikling. On-load trinkobler-kontrolsystemet refererer til relæbeskyttelse og stationsautomatisering - kontakten for antallet af omdrejninger modtager kun kommandoer: øg eller sænk. Normalt er funktionerne af transformationsforholdstilpasning mellem forskellige transformere inden for den samme station imidlertid relateret til on-load trinkoblersystemet. Når transformatorer tilsluttes parallelt, skal deres omskiftere bevæge sig synkront. For at gøre dette vælges en af ​​transformatorerne som ledning, og de andre som slaver, deres trinkoblerstyringssystemer overvåger ændringen i transformatorforholdet for ledningstransformatoren. Normalt, ved synkront at skifte antallet af vindinger, opnår de udelukkelse af cirkulationsstrømme mellem viklingerne af parallelle transformere (på grund af forskellen i sekundære spændinger af parallelle transformatorer), men i praksis, på tidspunktet for on-load tap- skifterdrift, opstår der stadig cirkulationsstrømme på grund af mismatch under kobling, men dette er tilladt inden for visse grænser.

Serie kontrol transformere (Booster transformere)

For at regulere transformationsforholdet af kraftige transformere og autotransformatorer bruges nogle gange reguleringstransformatorer (spændingsforstærkere), som er forbundet i serie med transformeren og giver dig mulighed for at ændre både spændingen og spændingens fase. På grund af kompleksiteten og højere omkostninger ved regulering af transformere, bruges denne reguleringsmetode meget sjældnere.

Kilder

  1. ↑ IEC 60076-1 "Power Transformers"
  2. ↑ Rozhkova L. D., Kozulin V. S. Elektrisk udstyr til stationer og understationer: Lærebog for tekniske skoler. - 3. udg., revideret. og yderligere — M.: Energoatomizdat, 1987. — 648 s.: ill. BBK 31.277,1 R63
  3. ↑ 1 2 A. I. Voldek . El-biler. - L., "Energi", 1974.
  4. ↑ L.A. og R.A. Erasmus. Teknisk tysk-russisk ordbog. OZGIS 1931
  5. ↑ Regler for teknisk drift af forbrugerelektriske installationer. Atomizdat , Moskva 1970
  6. ↑ ABB Transformer Handbook

Litteratur