Регулирование напряжения трансформатора

Напряжение в энергосистеме при изменении нагрузки может заметно от­клоняться от номинального в ту или иную сторону. Колебания напряжения даже в небольших пределах неблагоприятно сказываются на работе электро­оборудования. Поэтому возникает необходимость в его стабилизации. Наибо­лее экономично эта задача решается путем регулирования напряжения трансформаторов, питающих узлы нагрузки. Возможны два способа регулирования напряжения трансформатора: путем изменения числа витков либо путем изме­нения величины потока. На практике используют первый способ. Для этой це­ли.обмотка выполняется с рядом ответвлений (рис. 2.33). Стандартные транс­форматоры средней мощности имеют пять ответвлений. Средний отвод соответствует

номинальному напряжению, а остальные используются при отклонении напряжения от номинального на ±2,5 и ±5%. Трансформаторы большой мощности имеют обычно большее число ответвлений. Ответвления, как правило, выполняются на стороне высокого напряже­ния, что позволяет использовать более компактные переключатели (в этом случае клеммы переключателя выполняются на меньшие токи).

Расположение переключаемого участка обмотки зависит от ее конструкции. В много­слойных цилиндрических обмотках отключаемые витки размешаются во внешнем слое, как показано на рис. 2.39, а, а в обмотках других конструкций ответвления располагают в сред­ней части обмотки (рис. 2.39 б и в)

Рис.2.39

.

Расположение регулировочных витков в средней части обмотки обусловлено стремле­нием сохранить равномерность распределения поля рассеяния обмотки. Радиальные состав­ляющие поля рассеяния В_r1 и В_r2 (рис. 2.40, а) создают силы F_h1 и F_h2, сжимающие об­мотку (рис. 2.40, б).

При симметричном поле эти силы уравновешивают друг друга. Если обмотка располо­жена несимметрично по высоте стержня, то равновесие сил нарушается (рис. 2.40, в). Это может привести к деформации отдельных частей обмотки или даже к ее разрушению. Распо­ложение переключаемых витков в средней часта обмотки устраняет эту опасность.

Изменение числа витков осуществляется с помощью ручного механического переключателя. Ручка переключа­теля устанавливается на крышке или стенке бака трансформатора. В трансформаторах с напряжением 35 кВ и выше клеммы пере­ключателя разных фаз долж­ны быть разнесены на значи­тельное расстояние (рис. 2.41, а) по условию диэлектри­ческой прочности изоляции, поэтому переключатель получается достаточно громоздким.:

В трансформаторах с напряжением 6-10 кВ возможно применение более простых пере­ключателей (рис. 2.41, б). В этом случае используют «оборотную схему» регулировочной об­мотки (рис. 2.39, в), позволяющую разместить ответвления у нулевой точки схемы с выведе­нием их в средней части обмотки.

Переключение витков с помощью переключателей (рис. 2.41) выполняется после от­ключения трансформатора от первичной и вторичной сети во избежание возможных корот­ких замыканий и значительных перенапряжений, возникающих при разрыве цепи с током.

Для регулирования напряжения включенного в сеть трансформатора под нагрузкой применяют более сложные переключатели. На рис. 2.42 показана схема переключения под нагрузкой с применением токоограничивающего реактора.

Рис.2.42

Переход с одного ответвления (х₃) на другое (х₄) выполняется в порядке, представлен­ном состояниями а-б-в, причем размыканию контактов переключателей П₁ и П₂ предше­ствует их отключение от нагрузки с помощью выключателей В₁ и B₂. В промежуточном по­ложении (состояние б) ток в короткозамкнутом контуре, образованном частью обмотки между ответвлениями х₃ и х₄, ограничивается индуктивным сопротивлением реактора.

В рабочем положении (состояния а b) ток нагрузки, протекая по параллельным цепям реактора в противоположных направлениях, не намагничивает его, поэтому индуктивное со­противление реактора равно нулю и не оказывает влияния на работу трансформатора.