Regulacja napięcia za pomocą przełącznika zaczepów transformatora, przełącznika zaczepów pod obciążeniem i AVR
Wyposażenie do regulacji napięcia
Prawie wszystkie transformatory zawierają pewne środki do regulacji stosunku napięcia, dodając lub usuwając obroty gwintowania.
Regulator napięcia transformatora (zmieniarka zaczepów, ładowanie zaczepów i AVR) - zdjęcie: ABB
Ta regulacja może być dokonana przez przełącznik zaczepów pod obciążeniem, lub za pomocą przełącznika zaczepów poza obwodem, lub przez wybór położeń połączenia śrubowego z odłączonym transformatorem i uziemionym.
Omówmy teraz następujące sposoby regulacji napięcia. Pierwsze dwa są wykonywane na transformatorze, a trzeci na systemie przekaźnikowym w podstacji energetycznej.
1. Wyłącznik zmiany obwodu
Przełącznik zaczepów poza obwodem ma raczej prostą konstrukcję, połączenie z wybranym kranem w uzwojeniu. Jak sama nazwa wskazuje, jest on przeznaczony do pracy tylko wtedy, gdy transformator jest pozbawiony napięcia.
Nacisk kontaktowy może być utrzymywany przez pewien rodzaj układu sprężyny, a następnie możliwe są pewne wibracje.
Ostatecznie dochodzi do niekontrolowanej sytuacji, a transformator prawdopodobnie wyłączy się w przypadku zabezpieczenia uruchamianego gazem lub gorzej - występuje zwarcie krokowe.
Aby tego uniknąć, ważne jest, aby przełącznik zaczepów byłpracował, poza obwodem, przez cały swój zakres kilka razy podczas regularnej rutynowej konserwacji, aby wytrzeć powierzchnie stykowe przed powrotem do wybranego gwintowania.
Oczywiście ta sama rada jest ważna, jeśli przełącznik zaczepów pod obciążeniem pozostaje w eksploatacji ale bez operacji przez długi czas.
2. Przełącznik zaczepów pod obciążeniem (OLTC)
Przełącznik zaczepów pod obciążeniem musi zapewnić nieprzerwany przepływ prądu podczas operacji przejścia z jednego dotknięcia do drugiego. Przepływ prądu musi być utrzymywany nieprzerwanie bez częściowego zwarcia uzwojenia gwintowanego.
Już w latach 1905-1910 wprowadzono układy przełączania między pobieraniem transformatora bez przerywania zasilania.
Rysunek 1 - Transformator na przełączniku zaczepów pod obciążeniem
Działanie przełącznika zaczepów pod obciążeniem można zrozumieć za pomocą dwóch możliwych do zidentyfikowania funkcji.
Oznacza to urządzenie przełączające, które przenosiprzepustowość z jednego dotknięcia transformatora do sąsiedniego. Podczas tej operacji dwa zawory zostaną połączone poprzez dopasowaną impedancję przejścia. W tej fazie dwa krany podzielą prąd obciążenia.
Następnie połączenie z poprzednim dotknięciem zostanie przerwane i obciążenie zostanie przeniesione do nowego kranu. Urządzenie, które wykonuje to przełączanie, nazywa się przełącznikiem z opornikami przejściowymi.
Połączenia z dwoma stuknięciami, które dotyczą przełącznik z opornikami przejściowymi może być przeniesiona jedna pozycja wzdłużseria fizycznych kranów uzwojenia regulacyjnego dla każdej operacji. To jest funkcja wybierania zaczepów. Wybór kranu jest przeprowadzany bez żadnego aktualnego pęknięcia.
Alternatywa dla zasady z szybkim działaniemsekwencja przełączania i rezystory to użycie reaktora. W przełączniku zaczepów typu reaktorowego trudniej jest przełamać cyrkulujący prąd bierny, a to raczej ograniczy napięcia krokowe, ale będzie działać dobrze przy stosunkowo wysokich prądach.
W porównaniu z szybko działającym przełącznikiem zaczepów oporowych, który może obsługiwać wyższe napięcie, ale nie wysoki prąd.
To prowadzi do przełącznik zaczepów reaktora zwykle znajduje się na niskim napięciu transformatora, natomiast oporowy przełącznik zaczepów zostanie podłączony po stronie wysokiego napięcia.
W reaktorze typu przełącznik zaczepów straty wreaktor środkowy ze względu na prąd obciążenia i nałożony prąd cyrkulacyjny pomiędzy dwoma zaangażowanymi kranami jest mały i reaktor można pozostawić na stałe w obwodzie między nimi.
Zapewnia to pośredni krok między dwoma kranami, co daje dwa razy więcej pozycji roboczych niż liczba kranów w uzwojeniu.
Od 1970 roku dostępne są przełączniki zaczepów z wyłącznikami próżniowymi. Wyłączniki próżniowe mają niską erozję kontaktową i to daje przełączniki zaczepów ze zwiększoną liczbą operacji między niezbędnymi usługami. Projekt jest jednak na ogół bardziej złożony.
Również eksperymentalne projekty przełączników zaczepów gdzieFunkcja przełączania jest realizowana na rynku przez elementy półprzewodnikowe mocy. Te projekty mają również na celu ograniczenie okresów międzyobsługowych.
W przełącznikach typu rezystorowego przełącznik przełącznika mocyjest zamknięty w pojemniku z olejem oddzielonym od oleju w transformatorze. Olej w tym pojemniku będzie bardzo zanieczyszczony w odpowiednim czasie i musi być oddzielony od układu olejowego samego transformatora i powinien również mieć kompletną oddzielną objętość konserwatora z własnym odpowietrznikiem.
Styki przełączające nigdy nie przerywają żadnego prądu i mogą być umieszczone w samym oleju transformatorowym.
Gdy wolne ramię znajdzie swoją pozycję, przełącznik z opornikami przejściowymi przejmuje obciążenie. Cykle pracy przełącznika pokazano na rysunku 1 Cykl flagi.
Rysunek 2 - Cykl flagi
Cykl flagowy wynika z prostokątnego schematu wektorowego napięcia wyjściowego transformatora przy przechodzeniu z jednego poboru do sąsiedniego.
- (a) Przełącznik zaczepów pochodzi z kranu 7 i jest obecnie połączony z kranem 6 i łączy się z kranem 5.
- Ramię selektora H przesuwa się z kranu 7 do stuknięcia 5.
- Przełącznik z opornikami przejściowymi włącza rezystor, prąd obciążenia z kranu 6 przechodzi Ry.
- Krok 5 i 6 są zwarte Ry plus RU, rezystory są zwymiarowane tak, aby zapobiec zwarciu pętli, ale także aby utrzymać dopuszczalne zakłócenia napięcia. Prąd cyrkulacyjny mieści się w zakresie znamionowego prądu obciążenia.
- Przełącznik przerywa połączenie z kranem 6 i prąd obciążenia pochodzi z kranu 5 do R.
- Rezystor przełączający jest pomijany i ustanawiane jest połączenie bezpośrednie do kroku 5.
Przełączniki zaczepów do lżejszych zadań, umiarkowanych napięć na ziemi i w zakresie regulacji są niektórymi producentami zbudowanymi w prostszy sposób.
W takich przełącznikach zaczepów zarówno wybór, jak iprzełączanie odbywa się na tym samym styku. Styki pośrednie i rezystor przejściowy są zamontowane na jednym ruchomym ramieniu. Ramię porusza się w szybkich szarpnięciach i przechodzi przez szereg styków, które są instalowane wzdłuż łuku kołowego podczas przechodzenia od kontaktu z kranem do następnego.
Rysunek 3 - Cykl flagi w typie przełącznika wyboru
Również w tym typie cykl wiąże się z tymprzerwanie zasilania, które powoduje erozję łuku i kontaktu, a obudowa przełącznika zaczepów musi zostać zamknięta z oleju transformatora. Przełączniki zaczepów o takiej konstrukcji są określane jako typ przełącznika wyboru.
W takim pojedynczym przełączniku typu rezystancyjnegoprąd obciążenia i prąd cyrkulacyjny rezystora muszą być ustawione tak, aby były subtraktywne, co dyktuje kierunek przepływu mocy przez transformator lub co najmniej obniżoną wartość znamionową przy odwrotnym przepływie mocy.
Pojedynczy typ rezystora ma nazwę zgodną z a cykl proporzec.
Terminy wynikają z wyglądu wektoraschemat pokazujący zmianę napięcia wyjściowego transformatora podczas przechodzenia od jednego stukania do sąsiedniego. W ten sam sposób nazwano podwójny rezystor, aby śledził cykl flagowy. Cykl flagowy nie powoduje ograniczenia kierunku przepływu mocy.
Rysunek 4 - Cykl proporzec
Gdy tylko ograniczony zakres regulacji, do 10%wymagana jest wartość nominalna, powszechne jest układanie uzwojenia regulacyjnego do regulacji liniowej. Oznacza to, że indukowane napięcie w uzwojeniu regulacyjnym jest dodawane do napięcia w uzwojeniu głównym.
Trzeci układ to regulacja zgrubna gdzie funkcja regulacji napięcia jest podzielona na dwa uzwojenia, jedno dla stopnia zgrubnego i jedno dla drobnych kroków.
Niektóre porównania trzech ustaleń:
- Wszystkie trzy wymagają takiej samej całkowitej liczby zwojów w uzwojeniach.
- Liniowy wymaga podwójnej liczby kroków w grzywnieuzwojenie w porównaniu do plus-minus lub gruboziarnisty, co jest wadą, gdy większy zakres regulacji. Zarówno dzięki konstrukcji uzwojenia, jak i złożoności przełącznika zaczepów.
- Plus minus wymaga jednego oddzielnego uzwojenia mniej w porównaniu z gruboziarnistym.
- Ziarnisty drobny daje mniejsze straty obciążenia w minusowej części zakresu regulacji w porównaniu do plus minus.
- Przełącznik zaczepów plus-minus i przełącznik zaczepów zgrubnych są prawie równe; selektor w obu zawiera selektor przełączania.
Istnieje kilka różnych sposobów aranżacjiregulacja w odniesieniu do wielkości i położenia uzwojenia regulacyjnego. Uzwojenie regulacyjne jest trudne i kosztowne w produkcji i stanowi ryzyko izolacji, ponieważ te części, które nie są połączone w obwodzie, będą oscylować swobodnie, gdy transformator jest poddawany skokom napięcia.
Jest każdy powód aby zakres regulacji i uzwojenie regulacyjne były jak najmniejsze.
Przełączniki zaczepów są wyposażone w wskazany licznik liczba wykonanych operacji zmianyi oczywiście ze wskaźnikiem rzeczywistego podsłuchu, który jest podłączony. Często wymagane jest, aby wskazanie to było również dostępne zdalnie w sterowni.
Do napędzania przełącznika zaczepów istnieje potrzeba dodatkowej mocy silnika oraz dodatkowych napięć pomocniczych do obwodów sterowania i monitorowania oraz wskaźników.
Przełącznik zaczepów jest mechanizmem ruchomym i faktycznie są jedynymi istotnymi częściami transformatora, które się poruszają i powinny być regularnie serwisowane.
Automatyczna regulacja napięcia (AVR)
Przełącznik zaczepów jest instalowany w celu spełnienia zmian napięcia w systemach podłączonych do transformatora. Nie jest pewne, czy celem byłoby utrzymanie stałego napięcia wtórnego przez cały czas.
Jednak niektóre funkcje koordynacjipomiędzy różnymi transformatorami w tej samej stacji są częścią technologii przełącznika zaczepów. Gdy różne transformatory są bezpośrednio połączone równolegle, przełącznik zaczepów powinien poruszać się krok po kroku. Jest to zorganizowane w taki sposób, że jeden jest podłączony jako mistrz, a drugi jako niewolnik.
Całkowicie równoczesne działanie nie zostanie osiągnięte, ale istnieje mały przedział z cyrkulującym prądem między dwoma transformatorami. Jest to jednak bez znaczenia praktycznego.
Automatyczna regulacja napięcia (AVR)
Odniesienie // Podręcznik transformatora ABB