Регулирование напряжения трансформаторов

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

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

где w_b w₂ — число витков первичной и вторичной обмоток соответственно.

Отсюда U₂ = Uiw₂/wi.

Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответ­влениями, с помощью которых можно изменять коэффициент 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% (рис. 2.39, о). Если трансформатор работал на основном выводе 0 и необ­ходимо повысить напряжение на вторичной стороне U₂, то, отключив трансформатор, производят переключение на ответвление —5%, уменьшая тем самым число витков W\.

На трансформаторах средних и больших мощностей предусматриваются четыре ответвления +2 х 2,5%, переключение которых производится спе­циальными переключателями барабанного типа, установленными отдельно для каждой фазы (рис. 2.39, б). Рукоятка привода переключателя выведена на крышку трансформатора.

При замыкании роликом переключателя контактов А_А-А₅ трансформатор имеет номинальный коэффициент трансформации. Положения А_Ъ-А_А и А₂-А₃ соответствуют увеличению коэффициента трансформации на 2,5 и 5%, а положения А₅-А₆ и Л₆-Л₇ —'уменьшению на 2,5 и 5%.

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 обмотки 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%) [2.11].

Регулировочные ступени выполняются на стороне ВН, так как меньший по значению ток позволяет облегчить переключающее устройство. Для расширения диапазона регулирования без увеличения числа ответвлений применяют ступени грубой и тонкой регулировки (рис. 2.40). Наибольший коэффициент трансформации получается, если переключатель П нахо­дится в положении II, а избиратель И — на ответвлении 6. Наименьший коэффициент трансформации будет при положении переключателя I, a избирателя — на ответвлении 1.

На рис. 2.40, б показана схема расположения элементов переклю­чающего устройства РНТ-13, применяемого на трансформаторах средней мощности.

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 (рис. 2.41) обладает рядом преимуществ перед схемой с реакторами и получает все более широкое применение. На рис. 2.41 показаны регулировочная часть обмотки de и переключающее устройство.

Последовательность работы контакторов и избирателей показана в таблице к рис. 2.41. 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 К2; при третьей операции замыкается КЗ, при этом половина тока нагрузки проходит по R1 и К2, а половина — по R2 и КЗ, кроме того, витки регулировочной обмотки 5 — 4 оказываются замкнутыми через R1 и R2 и по ним проходит ограниченный по значению циркулирующий ток; при следующих операциях (4 и 5) 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 (<0Д5 с), поэтому токоограничивающие сопротивления Rl, R2 лишь кратковременно

Рис. 2.41. Схема и последовательность переключений устройства РПН с то-коогракичивающими сопротивления­ми

		Положение контактов
№ опе-		и избирателей
рации
	К1	Ю	И1	КЗ	К4	И2
	+	+			_	6
	+	+		—	—
	—	+		—	—
	—	+		+	—
	—	—		+	—
				+	+

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.

В современных устройствах РПН для коммутации тока находят приме­нение вакуумные дугогасительные камеры. Благодаря этому трансфор­маторное масло не используется в качестве дугогасительной среды и не тре­буется его смена в процессе эксплуатации. Переключающие устройства РНТА235/1000 применяются на преобразовательных трансформаторах с интенсивным режимом работы переключений.

Дальнейшим совершенствованием РПН является применение тиристор-ных переключателей. Тиристоры срабатывают в моменты переходов тока нагрузки через нуль и последовательно включают необходимую комбина­цию вторичных обмоток.

Регулирование напряжения в автотрансформаторах имеет некоторую особенность. Если ответвления выполнить в нейтральной точке (рис. 2.42, а). то это позволяет облегчить изоляцию переключающего устройства и рас­считать его на меньший ток, так как в общей обмотке автотрансформатора проходит разность токов. Такое регулирование называется связанным, т. е. при переключении ответвлений одновременно меняется количество витков ВН и СН. Это приводит к резким изменениям индукции в сердечнике и коле­баниям напряжения на обмотке НН.

Независимое регулирование в автотрансформаторе можно осуществить с помощью регулировочной обмотки на линейном конце среднего напряжения (рис. 2.42, б). В этом случае переключающее устройство должно быть рас­считано на полный номинальный ток, а изоляция его — на полное напряже­ние средней обмотки.

Такие переключающие устройства на ток 2000 А с изоляцией классов ПО и 220 кВ позволяют обеспечить РПН для автотрансформаторов больших мощностей. Регулирование осуществляется с помощью трех

однофазных регуляторов, имеющих электропривод с автоматическим управ­лением.

Для регулирования напряжения под нагрузкой на мощных трансфор­маторах и автотрансформаторах применяются также последователь­ные регулировочные трансформаторы (рис. 2.43). Они состоят из последовательного трансформатора 2, который вводит добавочную ЭДС в основную обмотку автотрансформатора /, и регулировочного автотрансформатора 3, который меняет эту ЭДС. С помощью таких трансформаторов можно изменять не только напряжение (продольное регу­лирование), но и его фазу (поперечное регулирование). Устройство таких трансформаторов значительно сложнее, чем РПН, поэтому они дороже и применение их ограничено.

Одним из видов последовательных регулировочных трансформаторов являются линейные регуляторы, которые включаются последовательно в линию или в цепь трансформатора без РПН, обеспечивая регулирование напряжения в пре­делах ±10 ч- 15%.

Широкое применение линейные регуляторы находят на подстанциях с автотрансформато­рами (рис. 2.44). На стороне СН регулиро­вание напряжения обеспечивается встроенным в автотрансформатор 1 РПН, а на стороне НН устанавливается регулировочный трансформатор 2, снабженный автоматическим регулированием напряжения. Регулировочные трансформаторы типа ЛТМ выпускаются мощностью 1,6 — 6,3 MB • А на напряжение 6—10 кВ, типов ЛТМН, ЛТДН - 16-100 MB-А на напряжение до 35 кВ [1.9].

Дата добавления: 2014-01-07