Продольное, поперечное и продольно-поперечное регулирование напряжения. Схема и векторные диаграммы.

Продольное и поперечное регулирование напряжения выполняется с по-мощью линейных и последовательных регулировочных трансформаторов.

Линейные регулировочные трансформаторы и последовательные регулировочные (вольтодобавочные) трансформаторы используются для регулирования напряжения на шинах подстанций, где установлены трансформаторы без регулирования коэффициента трансформации под нагрузкой. Кроме того, они могут устанавливаться для регулирования напряжения на отдельных линиях и группах линий.

Для регулирования напряжения на шинах подстанций регулировоч-ные трансформаторы (РТ) включаются последовательно с силовым транс-форматором (Т) без РПН (рис. 14.9, а). Линейные регуляторы (ЛР), используе-мые для регулирования напряжения на отдельных линиях или группах линий, устанавливаются на шинах низшего напряжения подстанций непосредственно в линии (рис. 14.9, б). Линейные регулировочные трансформаторы устанавли-ваются также на подстанциях с автотрансформаторами (АТ), если необходимо изменять напряжение на шинах низшего напряжения под нагрузкой. В этом случае линейный регулятор устанавливается последовательно с обмоткой низшего напряжения автотрансформатора (рис. 14.9, в).

Рис. 14.9. Схемы включения регулировочных трансформаторов: а – групповое регулирование; б – индивидуальное регулирование; в – регулирование напряжения на шинах низшего напряжения АТ.

Линейный и последовательный регулировочные трансформаторы состоят

из двух трансформаторов: последовательного (ПТ) и питающего регулировоч-ного (ПРТ, см. рис. 14.10) [1]. На первичную обмотку 1 питающего регулирую-щего трансформатора может быть подано фазное напряжение одноименной или раз-ноименных фаз или любое междуфазное напряжение. Вторичная обмотка ПРТ2 содержит устройство переключения числа витков 3, подобное РПН. Первичная обмотка последовательного трансформатора 4 включена между средней точкой вторичной обмотки питающего трансформатора и переключающим устройством. Вторичная обмотка ПТ5 включается последовательно с обмоткой высшего напряжения силового нерегулируемого трансформатора ВН.

 

    Векторные диаграммы фазных ЭДС  обмоток высшего напря-жения силового трансформатора, соединенных в звезду, и дополнительных

ЭДС  приведены на рис. 14.11. Если на первичную обмотку 1 фазы A регу-лировочного трансформатора ПРТ подается напряжение фазы A (сплошные ли-нии на рис. 14.10), то дополнительная ЭДС  совпадает по направлению с ЭДС  обмотки силового трансформатора и результирующая ЭДС   совпа-дает по фазе с ЭДС  (рис. 14.11, а):

                                           .                                   (14.12)

    При этом регулирование с помощью РПН трансформатора ПРТ выполня-ется по модулю и называется продольным регулированием. Коэффициент трансформации при таком регулировании является действительной величиной.

Рис. 14.11. Регулирование напряжения: а – продольное; б – поперечное;

в – продольно-попечерное.

    Если первичная обмотка 1 фазы A ПРТ включена на соседние фазы B и C (пунктирные линии на рис. 14.10), то дополнительная ЭДС  сдвинута на 90° по отношению к ЭДС фазы A  обмотки ВН силового трансформатора (рис. 14.11, б) и такое регулирование называется поперечным.

При подключении обмотки 1 фазы A ПРТ к фазе A и одной из фаз B или C одновременно регулируются модуль и фаза напряжения и такое регулиро-вание называется продольно-поперечным. На рис. 14.11,в показана вектор-ная диаграмма при подключении обмотки 1 фазы A ПРТ к фазе B.

При поперечном и продольно-поперечном регулировании коэффици-ент трансформации является комплексной величиной.

Линейные регулировочные трансформаторы обычно изготавливаются в трехфазном исполнении на напряжение 6…35 кВ с пределом регулирования ±15 %. Последовательные регулировочные трансформаторы (вольтодобавоч-ные) изготавливаются в виде трехфазных автотрансформаторов с высшим напряжением 220, 330 кВ и в виде однофазных автотрансформаторов с высшим напряжением 500, 750 кВ с широкими пределами регулирования.

 

52. Регулирование напряжения автотрансформаторами с РПН.

На автотрансформаторах устройство РПН в настоящее время встраи-вается на линейном конце общей обмотки со стороны среднего напряжения. Ранее выпускались автотрансформаторы с устройством РПН, встроенным в общую обмотку со стороны нейтрали (рис. 14.7).

Рис. 14.7. Размещение устройства РПН автотрансформатора в нейтрали.

    При размещении РПН автотрансформатора в нейтрали изменение коэффициента трансформации между ступенями высшего и среднего напряжений и между ступенями высшего и низшего напряжений является зависимым. При этом коэффициенты трансформации k _ВС и k _ВН соответственно определяются как [2]: ; (14.8)        .

    В выражениях (4.8) и (4.9) цена одного регулировочного ответвления(k %)

указывается в процентах от высшего номинального напряжения автотрансфор-матора. При сравнении выражений (4.8) и (4.9) видно, что изменение одного из

коэффициентов трансформации k _ВС или k _ВН неизбежно приводит к изменению второго, а следовательно, к зависимому регулированию напряжений на сторо- нах среднего и низшего напряжений. При размещении РПН на линейном выводе общей обмотки со стороны среднего напряжения автотрансформатора возможно изменение только коэф-фициента трансформации k _ВС между ступенями высшего и среднего напряже-ний. Коэффициент трансформации k _ВН между ступенями высшего и среднего напряжений не регулируется. Определяются коэффициенты трансформации k _ВС и k _ВН по следующим соотношениям: ,    (14.10) . (14.11)

В выражении (4.10) цена регулировочного ответвления (k %) определяется

в процентах от среднего номинального напряжения.

Установка РПН на линейном выводе общей обмотки автотрансфор-матора со стороны среднего напряжения показана на рис. 14.8.

Рис. 14.8. Размещение РПН автотрансформатора на линейном выводе СН.

Пределы регулирования коэффициента трансформации таких автотрансформаторов обычно составляют ±6 · 2 %.

Обозначение трансформаторов и автотрансформаторов с РПН на электрических схемах выполняется перечеркиванием стрелкой слева направо под углом 45° обмотки, на которой установлено РПН. В маркировке трансформаторов с РПН присутствует буква «Н». Например, ТРДН– 40000/110,  АТДЦТН – 125000/220/110.