Трансформаторный переключатель ответвлений

Устройство регулирования напряжения трансформатора делится на устройство регулирования напряжения в режиме «без возбуждения» и устройство переключения ответвлений трансформатора под нагрузкой.

Оба термина относятся к режиму регулирования напряжения переключателя ответвлений трансформатора, так в чем же разница между ними?

① Переключатель ответвлений в режиме "отключения возбуждения" предназначен для изменения коэффициента трансформации высоковольтного ответвления трансформатора с целью регулирования напряжения, когда первичная и вторичная обмотки трансформатора отключены от источника питания.

② Переключатель ответвлений под нагрузкой: Использование переключателя ответвлений под нагрузкой позволяет изменять положение отвода обмотки трансформатора для регулирования напряжения путем изменения количества высоковольтных витков и, следовательно, регулирования напряжения без отключения тока нагрузки.

Разница между ними заключается в том, что переключатель ответвлений без возбуждения не имеет возможности переключения режимов работы под нагрузкой, поскольку в этом типе переключателя происходит кратковременное отключение во время переключения режимов. Отключение тока нагрузки вызовет искрение между контактами и повредит переключатель ответвлений. Переключатель ответвлений под нагрузкой имеет переход с чрезмерным сопротивлением во время переключения режимов работы, поэтому кратковременного отключения нет. При переключении с одного режима на другой не происходит искрения при отключении тока нагрузки. Он обычно используется для трансформаторов со строгими требованиями к напряжению, которые необходимо часто регулировать.

Поскольку трансформаторный переключатель ответвлений под нагрузкой может обеспечивать функцию регулирования напряжения в рабочем режиме трансформатора, почему выбирают переключатель ответвлений без нагрузки? Конечно, первая причина — это цена. В обычных условиях цена переключателя без нагрузки Трансформатор переключения ответвлений Цена трансформатора с переключением ответвлений под нагрузкой составляет 2/3 от цены трансформатора с переключением ответвлений под нагрузкой; при этом объем трансформатора без переключения ответвлений значительно меньше, поскольку в нем отсутствует часть, отвечающая за переключение ответвлений под нагрузкой. Поэтому при отсутствии нормативных требований или других обстоятельств будет выбран трансформатор без возбуждения.

Почему стоит выбрать трансформаторный переключатель ответвлений под нагрузкой? Какова его функция?
① Повысить коэффициент соответствия напряжения требованиям.
Передача электроэнергии в распределительной сети энергосистемы сопряжена с потерями, причем минимальные значения потерь наблюдаются только вблизи номинального напряжения. Осуществление регулирования напряжения под нагрузкой, поддержание стабильного напряжения на шинах подстанции и обеспечение работы электрооборудования при номинальном напряжении позволяют снизить потери, что является наиболее экономичным и рациональным решением. Коэффициент соответствия напряжения является одним из важных показателей качества электроснабжения. Своевременное регулирование напряжения под нагрузкой обеспечивает коэффициент соответствия напряжения, тем самым удовлетворяя потребности населения, а также промышленного и сельскохозяйственного производства.

② Улучшить возможности компенсации реактивной мощности и увеличить коэффициент использования конденсаторов.
В качестве устройства компенсации реактивной мощности выходная реактивная мощность силовых конденсаторов пропорциональна квадрату рабочего напряжения. При снижении рабочего напряжения энергосистемы компенсационный эффект уменьшается, а при повышении рабочего напряжения происходит перекомпенсация электрооборудования, что приводит к увеличению напряжения на клеммах, вплоть до превышения допустимых значений, что легко может повредить изоляцию оборудования и вызвать...
Аварии оборудования. Для предотвращения возврата реактивной мощности в энергосистему и выхода из строя оборудования компенсации реактивной мощности, что приводит к потерям и увеличению потерь реактивной мощности, необходимо своевременно регулировать отводы главного трансформатора для приведения напряжения на шинах в допустимый диапазон, чтобы не было необходимости отключать конденсаторную компенсацию.

Как управлять регулированием напряжения под нагрузкой?
К методам регулирования напряжения под нагрузкой относятся электрическое регулирование напряжения и ручное регулирование напряжения.

Суть регулирования напряжения под нагрузкой заключается в регулировании напряжения путем изменения коэффициента трансформации высоковольтной обмотки при неизменном напряжении на низковольтной стороне. Всем известно, что высоковольтная сторона, как правило, представляет собой системное напряжение, и системное напряжение обычно постоянно. При увеличении числа витков высоковольтной обмотки (то есть при увеличении коэффициента трансформации) напряжение на низковольтной стороне уменьшается; наоборот, при уменьшении числа витков высоковольтной обмотки (то есть при уменьшении коэффициента трансформации) напряжение на низковольтной стороне увеличивается. То есть:

Увеличение числа витков = переключение на пониженную передачу = снижение напряжения. Уменьшение числа витков = переключение на повышенную передачу = повышение напряжения.
Итак, при каких обстоятельствах трансформатор не может выполнять функцию переключения ответвлений под нагрузкой?
① При перегрузке трансформатора (за исключением особых обстоятельств)
② При срабатывании сигнализации о наличии легкого газа в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой
③ Если сопротивление масла в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой не соответствует требованиям или в масляном канале отсутствует масло.
④ Когда количество регулировок напряжения превышает заданное число
⑤ При неисправности устройства регулирования напряжения

Почему перегрузка также блокирует переключатель ответвлений под нагрузкой?
Это происходит потому, что в нормальных условиях, в процессе регулирования напряжения под нагрузкой главного трансформатора, между главным разъемом и целевым отводом возникает разность напряжений, которая генерирует циркулирующий ток. Поэтому в процессе регулирования напряжения параллельно подключается резистор для шунтирования циркулирующего тока и тока нагрузки. Параллельно подключенный резистор должен выдерживать большой ток.

При перегрузке силового трансформатора рабочий ток главного трансформатора превышает номинальный ток переключателя ответвлений, что может привести к перегоранию вспомогательного разъема переключателя ответвлений.

Поэтому, чтобы предотвратить искрение в переключателе ответвлений, запрещается проводить регулирование напряжения под нагрузкой при перегрузке главного трансформатора. При принудительном регулировании напряжения устройство регулирования напряжения под нагрузкой может сгореть, может активироваться газовый поток под нагрузкой, и может сработать выключатель главного трансформатора.