Регулирование напряжения трансформатора

Регулирование напряжения трансформатора

 

За последние годы в электрических сетях для централизованного и местного регулирования напряжения широкое распространение получили трансформаторы, снабженные встроенным устройством для регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

 



Принципиальная схема переключателя

 

Основное преимущество указанных трансформаторов перед трансформаторами с ПБВ (переключатель без возбуждения), заключается в том, что трансформаторы не требуют отключения, а их коэффициенты трансформации изменяются более плавно и в значительной больших пределах.

 

В соответствии со стандартами выпускаются трансформаторы с мощностью 25-630 кВА, имеющие: диапазон регулирования напряжения ± 10 % Uн; величину ступени регулирования 1,67 % Uн; число коэффициентов трансформации 13. В процессе освоения находятся трансформаторы, имеющие диапазоны регулирования ± 16 %  номинального напряжения и ступени регулирования до 1,2 % номинального напряжения. Дальнейшее увеличение числа ступеней привело бы к усложнению конструкции трансформатора и к излишне частому срабатыванию РПН, что при наличии автоматического регулирования, вероятно, нецелесообразно.

 

Перед промышленностью и энергетиками сейчас стоит вопрос о полной замене трансформаторов устаревших конструкций без РПН новыми и оснащении их автоматически действующими устройствами регулирования напряжения. Для уяснения принципа регулирования напряжения с помощью трансформатора, снабженного устройством РПН, следует вспомнить, что при заданном напряжении на выводах обмотки высшего напряжения напряжение во вторичной обмотке зависит от соотношения числа активных витков указанных обмоток. Регулирование ответвления трансформаторов, снабженных РПН, отходят от обмотки высшего напряжения на переключатель со стороны нейтрали. Переключение ответвлений может осуществляться с помощью ручного управления. Переход с одной ступени на другую осуществляется при дистанционном управлении специальным электродвигательным механизмом, без разрыва рабочего тока, что достигается кратковременным закорачиванием регулируемой секции на токоограничивающее сопротивление. За последние годы заводами освоены быстродействующие переключающие устройства с активными токоограничивающими сопротивлениями, введены вакуумные контакты и ведутся работы по бесконтакторным схемам переключения на управляемых полупроводниковых вентилях. Трехобмоточные трансформаторы, имеющие регулирование напряжения под нагрузкой на стороне высшего напряжения, на стороне среднего напряжения снабжаются переключателем ПБВ с диапазоном регулирования ±2х2,5 % Uн. Трансформаторы с РПН имеют в шифре дополнительную букву Н, например ТДН, ТДНГ, ТМН и др.

 

В последнее время широкое распространение получили  различного рода устройства автоматического управления РПН, называемые устройствами АРНТ. Вся аппаратура этих устройств монтируется в отдельном отсеке на трансформаторе вместе с приводным механизмом либо устанавливается на отдельной панели в помещении щита управления. В настоящее время все трансформаторы, имеющие РПН, снабжаются в комплекте с автоматическими регуляторами напряжения. Существенной особенностью регуляторов напряжения является их способность реагировать не только на изменение напряжения в точке их установки, но и на изменяющуюся в зависимости от нагрузки потерю напряжения в линиях от питающей подстанции до потребителя. Образно выражаясь, эти трансформаторы обеспечивают регулирование напряжения с «опережением», исходя из требований удаленных потребителей, поддерживая в пределах чувствительности постоянным напряжение в некоторой точке сети, падение напряжение до которой пропорционально напряжению, снимаемому со специального элемента схемы управления, такая система называется системой, работающей с учетом токовой компенсации, обеспечивающей «встречное» регулирование. Автоматический регулятор напряжения значительно увеличивает число переключений по сравнению с ручным (дистанционным) управлением у РНТ. В среднем количество переключений может быть допущено  в пределах 20-30 переключений в сутки или 6000-9000 переключений в год. Число переключений зависит от характера нагрузки подстанций и от характеристики самого регулятора. Регулятор не должен реагировать на кратковременные изменения напряжения, вызванные удаленными замыканиями, пусками энергоемких потребителей. Регулятор должен иметь некоторую зону нечувствительности, которая должна быть несколько больше ступени регулирования напряжения. Обычно приемлемой считается нечувствительность, превышающая ступень регулирования на 10-20 %. Для обеспечения качественного регулирования напряжения во всех случаях, когда это возможно, желательна при наличии несколько разноудаленных потребителей их группировка на один трансформатор по однородности графиков нагрузки, удаленности от питающего трансформатора, требованиям к качеству напряжения.

 

Требования к регуляторам напряжения и общий метод выбора их параметров (уставок). Современные регуляторы напряжения состоят из блоков, работа которых обеспечивает быстродействующее согласованное регулирование напряжения: питающего регулятор трансформатора, снабженного регулировочными ответвлениями для изменения постоянной составляющей регулируемого напряжения; датчика токовой компенсации, состоящего из активного или реактивного сопротивления, на котором воспроизводится падение напряжения в сети до потребителя с изменяющейся нагрузкой; датчика отклонения напряжения сети; блока усиления сигналов «больше» и «меньше»; блока выдержки времени, обеспечивающего нечувствительность схемы управления к кратковременным (до 3 минут) изменениям напряжения; блока питания сервомоторов на переключателе РНТ.

 

Регулировочная характеристика

 

К регулируемым уставкам регуляторов относятся следующие величины:

— номинальное напряжение, пропорциональное уровню регулируемого напряжения распределительной сети, В;

— регулируемая выдержка времени, устанавливаемая с учетом характера нагрузки, минуты;

— токовая компенсация или коррекция, % от величины а;

— зона нечувствительности (разница между верхним и нижним напряжениями срабатывания), %.

 

Выбор наиболее выгодного коэффициента трансформации у трансформаторов с ПБВ
Порядок производства работ в электроустановках напряжением выше 1000 В
Общие требования по технике безопасности