Регулювання напруги трансформаторів

 

Обмотки ВН понижуючих трансформаторів постачають регулювальними відгалуженнями, за допомогою яких можна одержати коефіцієнт трансформації, що трохи відрізняється від номінальній, відповідній номінальній вторинній напрузі при номінальному первинному. Необхідність у цьому порозумівається тим, що напруги в різних крапках лінії електропередачі, куди можуть бути включені понижуючі трансформатори, відрізняються друг від друга й, як правило, від номінальної первинної напруги. Крім того, напруга в будь-якому місці лінії може змінюватися через коливання навантаження. Але тому що напруга на затискачах вторинної обмотки трансформатора у всіх випадках повинне бути дорівнює номінальному або незначно відрізнятися від нього, то можливість зміни коефіцієнта трансформації стає необхідною. Регулювальні відгалуження роблять у кожній фазі або поблизу нульової крапки, або по середині обмотки. У першому випадку, на кожній фазі роблять по трьох відгалуження (мал. 1.42, а), при цьому середнє відгалуження відповідає номінальному коефіцієнту трансформації, а два інших - коефіцієнтам трансформації, що відрізняється від номінального на ±5 %. У другому випадку, обмотку розділяють на дві частини й роблять шість відгалужень (мал. 1.42,6). Це дає можливість крім номінального коефіцієнта трансформації одержати ще чотири додаткових значення, що відрізняються від номінального на ±2,5 й ±5%.

Рис. 1.42. Схеми обмоток трифазних трансформаторів з регулювальними відгалуженнями

Рис. 1.43. Перемикач відгалужень ПБВ

Перемикати відгалуження обмоток можна при відключеному від мережі трансформаторі (перемикання без порушення – ПБВ) або ж без відключення трансформатора (регулювання під навантаженням – РПН). Для ПБВ застосовують перемикачі відгалужень (мал. 1.43). На кожну фазу встановлюють по одному перемикачі, при цьому вал, що обертає контактні кільця перемикачів по всіх фазах одночасно, зв'язаний за допомогою штанги з рукояткою 6 на кришці бака трансформатора (див. мал. 1.13).

Принцип РПН заснований на зміні коефіцієнта трансформації за допомогою регулювальних відгалужень. Однак перемикання з одного відгалуження на інше здійснюють без розриву ланцюга робочого струму. Із цією метою обмотку кожної фази постачають спеціальним перемикаючим пристроєм, що складається з реактора P,двох контакторів з контактами   й  і перемикача із двома рухливими контактами   й   (мал. 1.44, а).

Рис. 1.44. Послідовність перемикання контактів під навантаженням

 

У робочому положенні обоє рухливих контактора перемикача перебувають на одному відгалуженні, контакти   й  замкнуті й робітник струм спрямований паралельно по двох половинах обмотки реактора. Якщо виникла необхідність перемикання з одного відгалуження на інше, наприклад з   на ,то розімкнуться контакти контактора  (положення 1 на мал. 1.44,6), рухливий контакт   перемикача знеструмленої галузі переводиться на інше відгалуження й контакти контактора  знову замикаються (положення 2).У цьому положенні частина обмотки між відгалуженнями   й   виявляється замкнутою. Однак струм у ланцюзі перемикаючого пристрою не досягає великого значення, тому що він обмежується опором реактора Р. У такому ж порядку здійснюється переклад рухливого контакту   з відгалуження   на відгалуження   (положення 3 й 4), після чого процес перемикання закінчується. Апаратури РПН розташовується в загальному баці із трансформатором, а її перемикання автоматизує або здійснюється дистанційно (із щита керування). Трансформатори із РПН звичайно розраховані для регулювання напруги в межах 6-10 %.

При досить значних потужностях трансформатора апаратури РПН стає занадто громіздкою. У цьому випадку застосовують регулювання напруги за допомогою вольтів додаткового трансформатора, що складає із трансформатора ПТ, включеного послідовно, і регулювального автотрансформатора РА з перемикаючим пристроєм ПУ (мал. 1.45).

Напруга вторинної обмотки   трансформатора ПТпідсумується з напругою лінії   й змінює його до значення . Величина  може змінюватися за допомогою РА. При цьому перемикачем поздовжнього регулювання (ППР) можна змінювати фазу  на ±180°, так що одне положення ППР буде відповідати збільшенню напруги , а інше – зменшенню напруги . Крім того, можливі й інші способи фазового впливу на ,наприклад комбінація різних схем з'єднання трифазних обмоток (зірка, трикутник) у вольт додатковому трансформаторі, що створює фазові зрушення  відносно   на кути 60, 120 й 90° (поперечне регулювання). У цих випадках зміна  впливає не тільки на значення, але й на фазу напруги .

 

 

Рис. 1.45. Схеми включення вольт додаткового трансформатора.

Контрольні питання

1. Який принцип роботи трансформатора?

2. Чому трансформатори не працюють від мережі постійного струму?

3. З яких частин складається активна частина трансформатора? Які їхнє призначення й конструкція?

4. Яке призначення трансформаторного масла?

5. Як визначити номінальні струми й номінальна вторинна напруга трансформатора?

6. Чому зі збільшенням струму навантаження трансформатора збільшується струм у його первинній обмотці?

7. Що таке наведений трансформатор?

8. Поясните порядок побудови векторної діаграми трансформатора.

9. При яких умовах і чому вторинна напруга трансформатора стає більше ЕРС?

10. Чим порозумівається не симетрія струмів х.х. у трифазному трансформаторі?

11. Як зміниться відношення лінійних напруг трифазного трансформатора, якщо його обмотки перемкнути зі схеми  на ?

12. Чи буде змінюватися струм х.х. й як при збільшенні або зменшенні перетину стрижнів магнітопровода.

13. На що витрачається активна потужність, споживана трансформатором при досвідах х х. і к. з.?

14. Як досвідченим шляхом визначити напруга к. з. трансформатора?

15. До якої обмотки доцільно підводити напруга при досвіді х.х., а до який - при досвіді к. з. Поясните, чому?

16. Чи зміниться основний магнітний потік і струм х.х., якщо трансформатор включити в мережу із частотою вище або нижче номінальної?

17. Поясните принцип регулювання напруги під навантаженням.

18. Який порядок перемикання контактів перемикаючого пристрою при регулюванні напруги під навантаженням?

19. Поясните призначення й принцип роботи вольт додаткового трансформатора.