Оборудование для регулирования напряжения
Почти все трансформаторы включают в себя некоторые средства регулировки их отношения напряжения, добавляя или снимая повороты нарезания резьбы.
Регулировка напряжения трансформатора (переключатель выключения нагрузки, переключатель для переключения на нагрузку и AVR) - фото кредит: ABB
Эту регулировку можно выполнить с помощью устройства РПН или с помощью устройства РПН или путем выбора положений болтовых соединений с отключенным и заземленным трансформатором.
Степень сложности системы выбора отвода зависит от частоты, с которой требуется изменять метчики, а также размер и важность трансформатора.
Давайте обсудим теперь следующие способы регулирования напряжения. Первые два выполняются на трансформаторе, а третий - на релейной системе на силовой подстанции.
- Выключатель цепи отключения
- Переключатель нагрузки
- Автоматическое регулирование напряжения (AVR)
1. Выключить переключатель цепи
Устройство межотраслевого устройства РПН имеет довольно простую конструкцию, что обеспечивает соединение с выбранным краном в обмотке. Как видно из названия, он предназначен только для работы только тогда, когда трансформатор обесточен.
Возможно, контактное давление удерживается каким-то пружинным расположением, а затем возможна некоторая вибрация.
В устройствах межотраслевого типа, которые работают в одном и том же положении крана в течение многих лет, контактное сопротивление затем может медленно увеличиваться из-за местной деградации и окисления материала в точке контакта. Нагрев будет происходить, что приведет к накоплению пиролитического образовавшегося углерода, что дополнительно увеличит контактное сопротивление, а также уменьшит охлаждение.
В конечном итоге достигается ситуация с бегством, и трансформатор, вероятно, отключится от защиты от газа или хуже - произойдет короткое замыкание.
Во избежание этого крайне важно, чтобы в течение обычного регулярного технического обслуживания устройство переключения передач работало, отключилось через весь его диапазон, чтобы стереть контактные поверхности, прежде чем возвращать его обратно к выбранному постукиванию.
Разумеется, тот же самый совет действует, если устройство РПН остается в эксплуатации, но без работы в течение длительного периода времени.
Вернуться к содержанию ↑
2. На переключателе нагрузки (OLTC)
Устройство РПН должно обеспечивать непрерывный ток в процессе перехода от одного крана к другому. Поток тока должен поддерживаться без прерывания без частичного короткого замыкания нарезанной обмотки.
Еще с 1905 по 1910 год были введены механизмы для переключения между отводами трансформатора без прерывания подачи.
Рисунок 1 - Трансформатор на РПН
Работа устройства РПН может быть понята двумя идентифицируемыми функциями.
Это подразумевает коммутационное устройство, которое передает пропускную способность от одного крана трансформатора к соседнему. Во время этой операции два ответвителя будут подключены через установленный импеданс перехода. На этом этапе два крана будут разделять ток нагрузки.
После этого соединение с первым краном будет прервано, и нагрузка будет перенесена на новый кран. Устройство, которое выполняет это переключение, называется переключателем переключателя.
Соединения с двумя кранами, которые включают дивертерный переключатель, могут быть перенесены на одну позицию вдоль серии физических отводов регулирующей обмотки для каждой операции. Это функция выбора переключателя. Выбор отвода проводится без какого-либо разрыва тока.
Довольно важное усовершенствование устройств РПН было результатом изобретения быстродействующего триггерного переключателя, названного принципом Джанцена после изобретателя. Принцип Jantzen предполагает, что контакты переключателя подпружинены, и они перевернуты с одного положения на новое с очень коротким интервалом между двумя кранами и переходным резистором.
Альтернативой принципу с быстродействующей коммутационной последовательностью и резисторами является использование реактора. В устройстве РПН типа реактора вместо этого сложнее разрушить циркулирующий реактивный ток, и это скорее ограничит ступенчатые напряжения, но будет хорошо работать при относительно высоких токах.
Это по сравнению с быстродействующим устройством РПН, которое может работать с более высоким напряжением, но не с большим током.
Это приводит к тому, что устройство РПН обычно расположено на низком напряжении трансформатора, а устройство РПН будет подключено со стороны высокого напряжения.
В устройстве РПН типа реактора потери в среднеточном реакторе из-за тока нагрузки и наложенного циркулирующего тока между двумя задействованными кранами невелики, и реактор может оставаться постоянно в цепи между ними.
Это обеспечивает промежуточный шаг между двумя кранами, и это дает вдвое больше рабочих позиций, чем количество отводов в обмотке.
С 1970-х гг. Были установлены переключатели с вакуумными выключателями. Вакуумные выключатели имеют низкую контактную эрозию, и это дает устройствам РПН с увеличением числа операций между необходимыми услугами. Однако дизайн, как правило, становится все более сложным.
Также на рынке присутствуют экспериментальные конструкции устройств РПН, в которых функция переключения осуществляется силовыми полупроводниковыми элементами. Эти проекты также с целью сокращения интервалов обслуживания.
В устройствах РПН типа резистора дивертерный выключатель заключен в контейнер с маслом, отделенным от масла в трансформаторе. Масло в этом контейнере будет очень загрязнено со временем и должно храниться отдельно от масляной системы самого трансформатора, а также иметь полный отдельный объем консерватора с собственным вентилятором.
Селектор крана представляет собой сепаратор или изолирующий цилиндр с рядом контактов, к которым подключены отводы от регулирующей обмотки. Внутри клетки два контактных рычага перемещаются от шага к шагу через регулирующую обмотку. Оба рычага электрически соединены с входными выводами переключателя дивертора. Один рычаг будет находиться в фактическом положении отвода и нести ток нагрузки, другой рычаг будет выгружен, и он может свободно перемещаться в положение следующего касания.
Селекторные контакты никогда не прерывают ток и могут находиться в самом трансформаторном масле.
Когда свободная рука нашла свое положение, дивертерный переключатель переносит нагрузку. Рабочие циклы отклонителя показаны на рисунке 1.
Рисунок 2 - Цикл флага
Цикл флага возникает из прямоугольной векторной диаграммы выходного напряжения трансформатора при переходе от одного нажатия к соседнему.
- (a) Устройство РПН произошло от крана 7 и в настоящее время подключено к крану 6 и должно подключаться к крану 5.
- Селектор H перемещается из крана 7, чтобы нажать 5.
- Дивертерный переключатель подключает резистор, ток нагрузки от крана 6 проходит через R y.
- Шаг 5 и 6 закорочены через R y плюс R U, резисторы имеют размеры, чтобы предотвратить короткое замыкание контура, а также для поддержания допустимого напряжения. Циркуляционный ток находится в диапазоне от номинального тока нагрузки.
- Дивертер разрушает соединение с краном 6, а ток нагрузки поступает от крана 5 через R.
- Переключающий резистор обходит и устанавливается соединение с шагом 5.
Ременные переключатели для более легкого режима работы, умеренные напряжения на землю и регулирующий диапазон некоторых производителей построены более простым способом.
В таких устройствах РПН выбор и переключение выполняются на одном контакте. Промежуточные контакты и переходной резистор устанавливаются на одном движущемся рычаге. Рука двигается быстрыми рывками и проходит ряд контактов, которые устанавливаются вдоль дуги окружности при переходе от контактного контакта к другому.
Рисунок 3 - Цикл флага в селекторном переключателе
Также в этом типе цикл, следовательно, включает в себя прерывание мощности, что влечет за собой дуговую и контактную эрозию, а корпус устройства РПН должен быть закрыт от трансформаторного масла. Рембранные переключатели такой конструкции называются типом переключателя.
Такой устройство РПН также доступно с более простым режимом перехода, в котором используется только один резистор.
В таком резисторном устройстве РПН ток нагрузки и ток циркуляции резистора должны быть вычитаемыми, что диктует направление потока мощности через трансформатор или, по меньшей мере, пониженное значение с обратным потоком мощности.
Тип одиночного резистора называется следующим циклом вымпела.
Термины возникают из-за появления векторной диаграммы, показывающей изменение выходного напряжения трансформатора при переходе от одного касания к соседнему. Таким же образом тип двойного резистора называется так, чтобы следовать циклу флага. Цикл флага не ограничивает направление потока мощности.
Рисунок 4 - Цикл вымпела
Если требуется только ограниченный диапазон регулирования, до 10% от номинального значения, обычно устанавливается регулирующая обмотка для линейного регулирования. Это означает, что индуцированное напряжение в регулирующей обмотке добавляется к напряжению в основной обмотке.
Для более крупного диапазона регулирования может быть более адекватным так называемое «плюс-минус». В режиме плюс-минус резьбовая обмотка подключается к основной обмотке через отдельный плюс минус-переключатель. Этот переключатель позволяет наводить наложенное напряжение в нарезанной обмотке или вычитаться из напряжения в основной обмотке.
Третья компоновка представляет собой грубое регулирование, при котором функция регулирования напряжения разделяется на две обмотки, одна для грубого шага и одна для тонких ступеней.
Некоторые сравнения трех договоренностей:
- Все трое должны иметь одинаковое общее количество витков в обмотках.
- Линейная потребность в двойном числе шагов в тонкой обмотке по сравнению с плюсом-минусом или крупным штрафом, что является недостатком при увеличении диапазона регулирования. Как из-за конструкции обмотки, так и сложности устройства РПН.
- Плюс минус нужно, чтобы одна отдельная обмотка была меньше по сравнению с крупнозернистой.
- Грубо-тонкий дает меньше потерь нагрузки в минусовой части диапазона регулирования по сравнению с плюс минус.
- Плюс-ответное устройство РПН и устройство РПН почти равны; селектор в обоих содержит селектор переключения.
Существует несколько различных способов организации регулирования в отношении размера и расположения регулирующей обмотки. Регулируемая обмотка является сложной и дорогостоящей в производстве, и она представляет собой риск изоляции, поскольку те части, которые не соединены в цепи, будут свободно колебаться, когда трансформатор подвергается перенапряжениям.
Есть все основания сделать так, чтобы регулирующий диапазон и регулирующая обмотка были как можно меньше.
В трансформаторах с высоковольтными системами обмотки обычно соединены Y-соединением. Затем положение регулирующих обмоток может предпочтительно находиться вблизи нейтральной точки. Уровень изоляции на земле и между фазами в устройстве РПН может быть низким.
Рембранщики снабжены счетчиком, который указывает количество выполненных операций переключения и, конечно, индикатор для фактического касания, который подключен. Часто требуется, чтобы это указание также было доступно в диспетчерской.
Для привода устройства РПН требуется дополнительная мощность двигателя и дополнительные вспомогательные напряжения для цепей управления и контроля и индикаторов.
Устройство РПН является движущимся механизмом, и фактически они являются единственными жизненно важными частями трансформатора, которые двигаются, и его следует регулярно обслуживать.
Вернуться к содержанию ↑
Автоматическое регулирование напряжения (AVR)
Устройство РПН установлено для соответствия изменениям напряжения в системах, подключенных к трансформатору. Нельзя сказать, что целью было бы поддерживать постоянное вторичное напряжение в любое время.
Исходящая сеть может также иметь падение напряжения, и это, возможно, также придется компенсировать. Оборудование для управления устройством переключения передач не относится к устройству РПН как таковое, а к релейной системе на станции. В принципе устройство РПН получает только заказы: поднимать или опускать.
Однако некоторые функции для координации между различными трансформаторами на одной и той же станции являются частью технологии устройства РПН. Когда разные трансформаторы подключаются напрямую параллельно, их устройство РПН должно перемещаться друг на друга. Это устроено таким образом, что один подключен как ведущий, а другой как подчиненный.
Абсолютно одновременная работа не будет достигнута, но есть небольшой интервал с циркулирующим током между двумя трансформаторами. Это, однако, не имеет практического значения.
Автоматическое регулирование напряжения (AVR)
Вернуться к содержанию ↑
Ссылка // Руководство по трансформаторам от ABB