Регулирование под нагрузкой реферат

Обновлено: 05.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Регулирование напряжения в электрических сетях

Voltage regulation in electrical networks

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы регулирования напряжения в электрических сетях. Данная проблема сейчас занимает важное место в комплексе вопросов технической эксплуатации энергосистем и сетей потребителей. Многочисленные исследования подтверждают, что поддержание напряжения на уровне номинального или в пределах допустимых отклонений его от номинального имеет большое значение. При некачественном чрезмерно высоком напряжении потребители и энергосистемы несут прямые убытки и порчи продукции, недоиспользовании мощностей, замедления технологического процесса, преждевременного износа изоляции и потерь энергии. Учет экономических факторов особенно важен в условиях экономического стимулирования труда и автоматизации технологических процессов.

Annotation. The article discusses the issues of voltage regulation in electrical networks. This problem now occupies an important place in the complex of issues of technical operation of power systems and consumer networks. Numerous studies confirm that maintaining the voltage at the nominal level or within its permissible deviations from the nominal is of great importance. With low-quality excessively high voltage, consumers and energy systems incur direct losses and damage to products, underutilization of capacities, slowdown of the technological process, premature wear of insulation and energy losses. Taking into account economic factors is especially important in conditions of economic stimulation of labor and automation of technological processes. The article discusses the issues of voltage regulation in electrical networks. This problem now occupies an important place in the complex of issues of technical operation of power systems and consumer networks. Numerous studies confirm that maintaining the voltage at the nominal level or within its permissible deviations from the nominal is of great importance. With low-quality excessively high voltage, consumers and energy systems incur direct losses and damage to products, underutilization of capacities, slowdown of the technological process, premature wear of insulation and energy losses. Taking into account economic factors is especially important in conditions of economic stimulation of labor and automation of technological processes.

Ключевые слова: регулирование напряжения, регуляторы, силовые трансформаторы, способы регулирования, коэффициент трансформации.

Keywords: voltage regulation, regulators, power transformers, regulation methods, transformation ratio.

Перечень сокращений: РПН – устройство регулирования под напряжением; ВН и НН – Обмотка высокого и низкого напряжения; АВР - автоматический ввод резерва; ПБВ – переключатель без возбуждения

Номинальным напряжением U н источников и приемников электроэнергии (генераторов, трансформаторов) называется такое напряжение, на которое они рассчитаны в условиях нормальной работы. Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным напряжением приемником электрической энергии, в том числе и трансформаторов, которые от нее питаются [1].

Качество электроэнергии характеризуется качеством частоты напряжения переменного тока и качеством напряжения. Для оценки качества частоты установлен один показатель -отклонение частоты, под которым понимают медленные плавные изменения частоты (менее одного процента в секунду, относительно ее номинального значения.

К одному из важнейших средств управления и регулирования, оказывающие влияние на режимы, относятся устройства РПН трансформаторов [2].

Сущность регулирования напряжения с помощью трансформаторов заключается в том, что при необходимости изменения напряжения на вторичной стороне трансформатора изменяют его коэффициент трансформации. С этой целью на всех трансформаторах выполняют специальные ответвления, каждое из которых соответствует определенному числу витков обмотки и, следовательно, определенному коэффициенту трансформации [5].

Таким образом, каждому ответвлению трансформатора соответствует свое номинальное напряжение обмотки. Переводя переключатель ответвлений из одного положения в другое, т. е. изменяя л, можно изменять номинальное напряжение обмотки B Н, что приведет к регулированию напряжения U н на шинах НН.

Так же часто используется метод регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности.

Сущность регулирования напряжения за счет воздействия на потоки реактивной мощности по элементам электрической сети заключается в том, что при изменении реактивной мощности изменяются потери напряжения в реактивных сопротивлениях.

В отличие от активной мощности, реактивную мощность в узлах сети можно изменять путем установки в них устройств поперечной компенсации, т. е. компенсирующих устройств (КУ), подключенных параллельно нагрузке. В качестве таких компенсирующих реактивную мощность устройств могут служить батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, шунтирующие и управляемые реакторы, статические тиристорные компенсаторы [3].

Зачастую регулирующие возможности трансформаторов, снабжённых дорогостоящим регулятором напряжения, не используется совсем или используется недостаточно. Для таких потребителей нет необходимости проектировать устройства регулирования напряжения, т. к. достаточно прибегнуть к средствам ступенчатого изменения напряжения 5:

а) отключение одного из двух параллельно работающих трансформаторов в режиме минимальной нагрузки. При этой операции происходит увеличение вдвое сопротивление звена трансформатора и напряжение на стороне нагрузки несколько снижается;

В общем, операцию по отключению параллельно работающих трансформаторов с целью ступенчатого изменения напряжения можно признать малоэффективной. Отключение мало загруженных трансформаторов в случае наличия нескольких параллельно работающих трансформаторов влечёт за собой некоторое снижение требований бесперебойности электроснабжения, т. к. в случае аварии с оставшимся трансформатором при отсутствии устройств для автоматического ввода резерва (АВР) неизбежен простой предприятия на время, необходимое для оперативных переключений. В сетях ВН, требующих известных мер безопасности, чрезмерное увеличение числа оперативных переключений также нежелательно;

б) отключение и включение параллельно работающих линий. Этот способ обладает тем же недостатком, что и операция с параллельно работающими трансформаторами, т. к. отсутствие устройств автоматического ввода резервной линии (АВР) ставит под угрозу бесперебойность электроснабжения. В некоторых случаях, когда потребитель имеет свою развитую сеть, можно произвести такое её оперативное переключение, при котором близко расположенные от питающей подстанции потребители (цеха) могут быть искусственно удалены созданием обходных цепей. Эту операцию можно рассматривать только как временную и крайнюю меру, т. к. обходные цепи вызывают дополнительную потерю энергии в сети, что экономически невыгодно;

в) выравнивание графика нагрузки предприятия. В ряде случаев величина напряжения на шинах данного потребителя зависит не только от режима работы системы, но и от режима работы данного предприятия и работы предприятий, питающихся от той же линии. Увеличить или уменьшить напряжение на шинах предприятия в некоторых случаях можно за счёт умело скоординированной нагрузки в течение суток. На ночную работу следует перевести большую часть энергоёмких потребителей или приёмников (насосные станции, компрессоры и др.). В том случае, когда от шин РТП системы питается несколько потребителей, можно по согласованию между технологами построить взаимно приемлемый график совместной работы предприятий, при котором напряжение в ночное время будет снижено, а в дневное время - повышено.

Силовые трансформаторы напряжением 6 кВ и выше и мощностью 25 кВ выпускаются в двух модификациях, со встроенным устройством РПН или ПБВ (переключатель без возбуждения). Переключатели ПБВ долгое время устанавливались на большинстве маломощных трансформаторов и поэтому чрезвычайно распространены. Переключатели этого типа позволяют изменением положения рукоятки устанавливать три или пять коэффициентов трансформации с диапазоном регулирования ±5 %. При изменении напряжения со стороны питания можно, используя переключатель ПБВ и устанавливая соответствующий коэффициент трансформации, сохранить напряжение на стороне нагрузки неизменным. Очевидно, что при повышении напряжения следует увеличивать коэффициент трансформации, и наоборот. Т. к. цели, преследуемые изменением коэффициента трансформации, могут быть различными, то правомерно поставить вопрос о выборе наивыгоднейшего коэффициента трансформации. Операция по переключению коэффициента трансформации требует полного отключения трансформатора от сети и принятия специальных мер безопасности, поэтому не может производиться часто [1,2].

Наивыгоднейшим называется коэффициентом трансформации, при котором обеспечиваются наименьшие отклонения напряжения у приёмников или наиболее полно удовлетворяются другие поставленные требования [3].

Для регулирования напряжения в производственных условиях существует много способов и средств, часть из которых доступна и эффективна в энергосистемах, а часть наиболее приемлема для распределительных сетей потребителей. Очевидно то, что поддержание качества напряжения может быть осуществлено только на основе согласованных действий и взаимной ответственности за качество электрической энергии как энергосистемы, так и самого потребителя.

Список литературы

1. Веников, В.А. Электрические системы. Электрические сети: учебник для вузов /

В.А. Веников и др./под ред. В.Л. Веникова, В.А. Строева. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш, шк., 1998 -511 с.

2. Костин, В. II. Передача и распределение электроэнергии: учеб, пособие / В.Н. Костин, Е В. Распопов, Е.А. Родченко. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2003 - 147 с.

3. Герасименко, А.А. Передача и распределение электрической энергии: учеб, пособие /А.А. Герасименко, В.Т. Федин. - Ростов-н/Д.: Феникс, 2006. - 720 с.

4. Справочник по проектированию электрических сетей./ под редакцией Д.Л. Файбисо-вича. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2005 - 320 с.

6. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ: 6 т./ §од ред. И.Т. Горюнова, А.А. Любимова - М.: Папирус Про, 2003. - Т.2 - 640 с.

Только возможность изменения напряжения без перерыва питания потребителя может быть достаточно оперативным, в частности обеспечить встречное регулирование в энергосистемах и наиболее универсальное регулирование режима в промышленных электроустановках. Поэтому потребность в устройствах регулирования под нагрузкой возникла практически сразу же, как только появились промышленные силовые… Читать ещё >

Регулирование под нагрузкой (РПН). Принцип выполнения устройств РПН ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Устройство для переключения под нагрузкой обязательно содержит две токоведущие цепи, причем ни при каких условиях они не должны быть одновременно разомкнуты, напротив, обязательно существует такое промежуточное положение, называемое положением мост, в котором обе эти цепи оказываются замкнутыми одновременно, и два соседних ответвления регулировочной обмотки соединены между собой.

Отечественная электропромышленность начала выпускать трансформаторы с РПН с 1935 г. Но только в последние годы они получили большое распространение и в дальнейшем почти все мощные трансформаторы на 110 Кб и выше будут выполняться с регулированием напряжения под нагрузкой.

Наиболее распространенной является схема со встроенным регулированием. Эта схема (рис. 4, а) в урощенном виде включает в себя силовой трансформатор с регулировочной переключаются под нагрузкой обмоткой, ответвления которой переключаются под нагрузкой при помощи специальной аппаратуры, именуемой устройством РПН, или переключающим устройством. С целью снижения (в 2 раза) расхода материалов на изготовление регулировочной обмотки иногда применяют схемы с ее реверсированием, т. е. переключением ее направления при помощи специального — переключателя (реверсора). Пример такой схемы изображен на рис. 4, б. Однако такие схемы несколько усложняют и удорожают переключающие устройства.

а — встроенная; б — с реверсированием; 1— первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — регулировочная обмотка с ответвлениями; 4 — переключающее устройство; 5 —реверсор Трансформаторы с РПН вообще имеют значительно большие габаритные размеры, вес и, следовательно, стоимость по сравнению с силовыми трансформаторами с ПБВ той же мощности и на тот же класс напряжения. Увеличение стоимости особенно значительно для трансформаторов меньшей мощности. Так, например, стоимость трансформатора с РПН на 1000 ква и 35 кв примерно в 2,5 раза превышает стоимость такого же трансформатора с ПБВ. При увеличении мощности трансформаторов коэффициент удорожания снижается, так как уменьшается удельная стоимость переключающего устройства по отношению к стоимости активных материалов.

Стоимость трансформатора с широкими пределами регулирования напряжения зависит также от того, меняется ли при работе трансформатора напряжение со стороны регулируемой или нерегулируемой обмотки, иными словами, работает ли трансформатор при неизменном значении индукции (когда регулируется обмотка в соответствии с поданным на нее напряжением) или при переменной индукции, когда напряжение меняется на другой, регулируемой обмотке. В последнем случае расход материалов на трансформатор будет больше, так как он должен рассчитываться на наименьшую величину индукции.

Увеличение расхода активных материалов при широких пределах регулирования напряжения и при неизменном значении индукции может быть приблизительно определено следующими величинами: 0,5 п% для обмоточной меди и 0,25 п% для электротехнической стали, где п — предел регулирования в %.

Если регулирование напряжения производится на стороне нерегулируемой обмотки, т. е. с изменением индукции, то дополнительный расход активных материалов по сравнению с предыдущим случаем увеличивается примерно в 3 раза: 1,5 п% для меди и 0,75 п% для стали. В соответствии с этим увеличится и типовая мощность трансформатора.

В большинстве случаев переключающие устройства включаются в нейтральную точку регулируемой обмотки, благодаря чему устройства имеют наименьший уровень изоляции по напряжению.

Кроме трансформаторов со встроенным регулированием напряжения применяются также регулировочные автотрансформаторы и так называемые вольтодобавочные агрегаты. Последние обычно состоят из двух трансформаторов — регулировочного и последовательного.

Простейшие регуляторы U и I – потенциометры и реостаты! Но регулирование с их помощью неэкономично и существенно снижает КПД источника. Поэтому в технике электропитания применяются специальные регуляторы с повышенным КПД. В качестве регулятора со ступенчатым изменением напряжения на стороне переменного тока могут служить трансформаторы со многими отводами во вторичной обмотке или несколькими вторичными обмотками.

Существуют регуляторы на основе так называемых поворотных трансформаторов.

Используются угольные регуляторы. Весьма перспективными является использование схем управляемых выпрямительных устройств, действие которых основано на использовании в вентильном звене управляемых вентилей: тиратронов, ртутные колбы (игнитроны), тиристоры.

Достоинство: высокое значение КПД.

Задача стабилизации U и I решается с помощью специальных устройств стабилизации, которые по принципу действия делятся на:

Параметрические – основаны на принципе действия элементов с нелинейной ВАХ (газотроны, полупроводниковые стабилитроны, барреторы).

Газотроны – дроссели с насыщением магнитопровода.

Компенсационные – представляют собой устройства авторегулирования с обратной связью (ОС) и могут работать в линейном режиме:

- стабилизация с непрерывным регулированием, линейные и в импульсном режиме;

Весьма эффективными для регулирования U ИВЭП, как отмечалось, являются управляемые выпрямители.

Управляемые выпрямители (УВ)

Простейшим УВ является схема двухполупериодного управляемого выпрямителя.

Среднее значение U на выходе определяется площадью под пульсациями U на входе и с изменением угла регулирования может меняться.

Угол регулирования определяется задержкой импульсов относительно момента, соответствующего нулевым значениям (моменту пересечения с нулевым значением). Эта задержка может регулироваться в схеме управления.

; (1)

. (2)

- простота регулирования напряжения;

- малая мощность управления (т.к. необходим малый )

- возможность отделения и дистанционной установки УУ от силовой части, что улучшает безопасность работы и удобство эксплуатации.

- усложнение формы пульсации (расширение её спектра);

- повышенный коэффициент пульсации;

- значительное потребление реактивной мощности от ПИП, что снижает коэффициент мощности ().

Выпрямительное устройство на тиристорах, несмотря на недостатки, широко применяется.

Общие сведения о стабилизации I и U

пропорционально , который изменяется под действием многих дестабилизирующих факторов:

- изменение U ПИП (дестабилизирующий фактор по входу);

- изменение нагрузки, как следствие, изменение падения напряжения на внутреннем сопротивлении ИВЭП (дестабилизирующий фактор по выходу)

- изменение окружающей среды (температура) и изменение номиналов у различных элементов (старение эл-тов)

Т.е. , а приобретает еще и

- относительная нестабильность по напряжению;

(3)

Различные ИВЭП классифицируются по относительной нестабильности на:

1. - низкая стабильность;

2. - средняя стабильность;

3. - высокая стабильность;

4. - прецизионный источник.

Рассмотрим стабилизатор как промежуточное звено между выпрямителем и нагрузкой. Можно определить его характеристики по следующей схеме:

Стабилизатор должен подавить быстрые флуктуации и медленные уходы.

1. Кст u – коэффициент стабилизации по напряжению.

(4)

Эквивалентная схема стабилизатора:

2. - внутреннее сопротивление (характеризует стабильность работы нагрузки по выходу при действии дестабилизирующих факторов).

(5)

3. - коэффициент сглаживания пульсаций

(6)

4. - температурная нестабильность напряжения на выходе

(7)

или

5. - значение КПД.

(8)

Стабилизация может быть (по виду работы):

Параметрические стабилизаторы постоянного и переменного тока

В параметрических стабилизаторах повышение стабильности питающего U(I) достигается применением специально предназначенных для работы в таких условиях элементов с нелинейной ВАХ (газотроны, стабилитроны, дроссель, барреторы).

(единицы Ом) (9)

Для стабилитрона: схемы замещения выглядит следующим образом (рисунок 4)

Полупроводниковые параметрические стабилизаторы.

- гасящее R

(пренебрежимо)

Анализируя ранее рассмотренные характеристики можно определить внутреннее сопротивление стабилизатора по приведенной эквивалентной схеме.

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

Далее можно получить:

(16)

(17)

Из формулы следует, что для повышения , необходимо выбирать стабилитрон с как можно меньшим или увеличивать . Но с увеличением растет и падение напряжения на нём, что требует большего E.

Возможности получения больших в данной схеме ограничены.

Стабилитроны обладают достаточным быстродействием и при НЧ пульсациях входного напряжения работают с такой же эффективностью, как и при медленном изменении входного напряжения в рассмотренной схеме.

(18)

- малые ;

- невозможность уменьшить против значения ;

- сравнительно невысокая температурная нестабильность;

- малая достижимая мощность.

Но можно увеличить и изменить температурную зависимость путём:

1) в каскад соединяются несколько пар стабилитронов;

2) устанавливаются термокомпенсирующие элементы.

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

На практике для стабилизации напряжения применяют компенсационные стабилизаторы.

В случае, если надо стабилизировать ток, а не напряжение, может быть использован барретор.

С ростом температуры растёт Rt и падает ток Iн (возвращается к своему значению).

Технология направлена на повышение надёжности. Поскольку действие барретора основано на тепловом эффекте, то они могут применятся как на постоянном так и на переменном токе. Барретор находит применение для стабилизации накала в ламповых приборах.

В принципе для стабилизации U~ могут быть использованы полупроводниковые приборы по следующей схеме.

Данное устройство (рисунок 9) не может быть мощным.

Сравнительно мощные устройства стабилизации сроятся с использованием электромагнитных нелинейных элементов в виде дросселей с насыщающей индуктивности L.

Простой электромагнитный стабилизатор переменного напряжения.

- нелинейная индуктивность;

- линейная индуктивность.

(24)

- большое потребление реактивного тока I;

- малые значения коэффициента стабилизации;

- наличие начального тока I в схеме, выводящего её на рабочий участок

Этих недостатков лишены параметрические феррорезонансные стабилизаторы переменного напряжения.

1. Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем: Учебник. - Изд. 3-е, перераб. и доп.-Мн: Высшая школа, 200

2. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электрические устройства/Под ред. А.Я.Шихина: Учебник. – М.: Энергоиздат, 200– 336 с.

3. Березин О.К., Костиков В.Г., Шахнов В.А. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Три Л, 2000. – 400 с.

4. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Кн. 2. – М.: Альтекс а, 2002. –191 с.

Регулирование напряжения трансформатора

Проблема состоит в том, что напряжение в электрической сети меняется в зависимости от ее нагруженности, в то время как для адекватной работы большинства потребителей электроэнергии необходимым условием является нахождение питающего напряжения в определенном диапазоне, чтобы оно не было бы выше или ниже определенных приемлемых границ.

Поэтому и нужны какие-то способы подстройки, регулирования, корректировки сетевого напряжения. Один из лучших способов — это изменение по мере надобности коэффициента трансформации путем уменьшения или увеличения числа витков в первичной или во вторичной обмотке трансформатора, в соответствии с известной формулой: U1/U2 = N1/N2.

Для регулировки напряжения на вторичных обмотках трансформаторов, с целью поддержания у потребителей правильной величины напряжения, - у некоторых трансформаторов предусмотрена возможность изменять соотношение витков, то есть корректировать таким образом в ту или иную сторону коэффициент трансформации.

Подавляющее большинство современных силовых трансформаторов оснащено специальными устройствами, позволяющими выполнять регулировку коэффициента трансформации, то есть добавлять или убавлять витки в обмотках.

Переключение без возбуждения

Переключение без возбуждения выполняют от сезона — к сезону, это плановые сезонные переключения витков, когда трансформатор выводится из эксплуатации, что конечно не получилось бы делать часто. Коэффициент трансформации изменяют, делают больше или меньше в пределах 5%.

На мощных трансформаторах переключение выполняется с помощью четырех ответвлений, на маломощных — при помощи всего двух. Данный тип переключения сопряжен с прерыванием электроснабжения потребителей, поэтому и выполняется он достаточно редко.

Зачастую ответвления сделаны на стороне высшего напряжения, где витков больше и корректировка получается более точной, к тому же ток там меньше, переключатель выходит компактнее. Изменение магнитного потока в момент такого переключения витков на понижающем трансформаторе очень незначительно.

Если требуется повысить напряжение на стороне низшего напряжения понижающего трансформатора, то витков на первичной обмотке убавляют, если требуется понизить — прибавляют. Если же регулировка происходит на стороне нагрузки, то для повышения напряжения витков на вторичной обмотке прибавляют, а для понижения — убавляют. Переключатель, применяемый на обесточенном трансформаторе, называют в просторечии анцапфой.

Место контакта, хотя и выполнено подпружиненным, со временем оно подвергается медленному окислению, что приводит к росту сопротивления и к перегреву. Чтобы этого вредного накопительного эффекта не происходило, чтобы газовая защита не срабатывала из-за разложения масла под действием излишнего нагрева, переключатель регулярно обслуживают: дважды в год проверяют правильность установки коэффициента трансформации, переключая при этом анцапфу во все положения, дабы убрать с мест контактов оксидную пленку, прежде чем окончательно установить требуемый коэффициент трансформации.

Также измеряют сопротивление обмоток постоянному току, чтобы убедиться в качестве контакта. Эту процедуру выполняют и для трансформаторов, которые долго не эксплуатировались, прежде чем начинать их использовать.

Регулирование под нагрузкой

Оперативные переключения осуществляются автоматически либо в вручную, прямо под нагрузкой, там где в разное время суток напряжение сильно изменяется. Мощные и маломощные трансформаторы, в зависимости от напряжения, имеют РПН разных диапазонов — от 10 до 16% с шагом в 1,5% на стороне высшего напряжения, - там, где ток меньше.

Здесь, конечно, есть некоторые сложности: просто рвать цепь на мощном трансформаторе нельзя, т. к. в этом случае возникнет дуга и трансформатор просто выйдет из строя; кратковременно витки замыкаются между собой накоротко; необходимы устройства ограничения тока.

Токоограничительные реакторы в системах РПН

Регулирование под нагрузкой с ограничением тока позволяет осуществить система с двумя контакторами и двухобмоточным реактором.

К двум обмоткам реактора подключено по контактору, которые в обычном рабочем режиме трансформатора сомкнуты, примыкая к одному и тому же контакту на выводе обмотки. Рабочий ток проходит через обмотку трансформатора, затем параллельно через два контактора и через две части реактора.

Процесс регулирования завершен. Переключатель с реактором имеет небольшие потери в средней точке, так как ток нагрузки наложен на конвекционный ток двух переключателей, и реактор может все время находится в цепи.

Токоограничительные резисторы в системах РПН

Альтернатива реактору — триггерный пружинный контактор, в котором происходит последовательно 4 быстрых переключения с использованием промежуточных положений, когда ток ограничивается резисторами. В рабочем положении ток идет через шунтирующий контакт К4.

Когда требуется произвести переключение цепи из положения II в положение III (в данном случае - с меньшим количеством витков), - избиратель переводится с контакта I на контакт III, затем параллельно замкнутому контактору К4 подключается резистор R2 через контактор К3, затем контактор К4 размыкается, и теперь ток в цепи ограничен только резистором R2.

Следующим шагом замыкается контактор К2, и часть тока устремляется также через резистор R1. Контактор К3 размыкается, отсоединяя резистор R2, замыкается шунтирующий контакт К1. Переключение завершено.

Если у переключателя с реактором реактивный ток прервать трудно, и поэтому он используется чаще на стороне низкого напряжения с большими токами, то быстродействующий переключатель с резисторами успешно используется на стороне высокого напряжения с относительно малыми токами.

И в том и в другом случае обмотки трансформатора выполняются с ответвлениями, переключаясь между которыми, можно изменить коэффициент трансформации трансформатора.

2. Переключение без возбуждения

Данный тип переключения используется во время сезонных переключений, так как предполагает отключение трансформатора от сети, что невозможно делать регулярно, не лишая потребителей электроэнергии. ПБВ позволяет изменить коэффициент трансформатора в пределах от −5 % до +5 %. На маломощных трансформаторах выполняется с помощью двух ответвлений, на трансформаторов средней и большой мощности с помощью четырёх ответвлений по 2,5 % на каждое. [1]

Ответвления чаще всего выполняются на той стороне, напряжение на которой в процессе эксплуатации подвергается изменениям. Обычно это сторона высшего напряжения. Выполнение ответвлений на стороне высшего напряжения имеет также то преимущество, что при этом ввиду большего количества витков отбор ±2,5 % и ±5 % количества витков может быть произведён с большей точностью. Кроме того, ток на стороне высшего напряжения величина силы тока меньше и переключатель получается более компактным. [2]

При переключении ответвлений обмотки с отключением трансформатора, переключающее устройство получается проще и дешевле, однако переключение связано с перерывом энергоснабжения потребителей и не может проводиться часто. Поэтому этот способ применяется главным образом для коррекции вторичного напряжения сетевых понижающих трансформаторов в зависимости от уровня первичного напряжения на данном участке сети в связи с сезонным изменением нагрузки. [2]

2.1. Переключатели числа витков без возбуждения

Переключатель числа витков без возбуждения имеет достаточно простое устройство, предоставляющее соединение с выбранным переключателем числа витков в обмотке. Как следует из самого названия, он предназначен для работы только при выключенном трансформаторе.

Трансформаторы напряжения

. на стандартное напряжение вторичной обмотки трансформаторов напряжения. Первичную обмотку трансформатора напряжения (рис. 1) подключают параллельно к сети. К вторичной обмотке присоединяют катушки напряжения реле и . номинального первичного напряжения к номинальному вторичному напряжению: где W 1 , W2 - число витков первичной и вторичной обмоток. Погрешность по напряжению выражается зависимостью: .

Может оказаться, что давление контактов поддерживается с помощью некоего пружинного приспособления, которое может вызывать некоторую вибрацию. Если переключатели числа витков без возбуждения находятся в одном и том же положении в течение нескольких лет, то сопротивление контакта может медленно расти в связи с разрушением и окислением материала в точке контакта. При этом происходит разогревание, которое приводит к осаждению пиролитического углерода, который ещё более увеличивает контактное сопротивление и снижает степень охлаждения. В конечном счёте наступает неконтролируемая ситуация, и трансформатор может отключить механизм газовой защиты или может наступить ещё более тяжелое последствие; происходит короткое замыкание. Во избежание этого жизненно важно, чтобы работа с переключателем числа витков проводилась в отключенном от сети состоянии, по полной программе, несколько раз в течение регулярного технического обслуживания, с протиркой контактных поверхностей начисто перед возвратом его обратно в заданное положение. [3]

Естественно, то же правило имеет силу, если переключатель числа витков без возбуждения отключается от работы на долгий период.

3. Регулирование под нагрузкой

Данный тип переключений применяется для оперативных переключений, связанных с постоянным изменением нагрузки (например, днём и ночью нагрузка на сеть будет разная).

В зависимости от того, на какое напряжение и какой мощности трансформатор, РПН может менять значение коэффициента трансформации в пределах от ±10 до ±16 % (примерно по 1,5 % на ответвление).

Регулирование осуществляется на стороне высокого напряжения, так как величина силы тока там меньше, и соответственно, устройство РПН выполнить проще и дешевле.

Регулирование может производиться как автоматически, так и вручную из ОПУ или диспетчерского пульта управления.

3.1. Переключатели числа витков под нагрузкой

Уже в 1905 — 1920 годах были придуманы приспособления для перехода между переключателями числа витков трансформатора без прерывания тока.

Работу переключателя числа витков под нагрузкой можно понять по двум показательным функциям. Это переключающее устройство, которое переносит проходную мощность трансформатора от одного переключателя числа витков трансформатора к соседнему переключателю числа витков. Во время этой операции оба переключателя числа витков соединены посредством переходного сопротивления. В этой фазе оба переключателя числа витков имеют общую токовую нагрузку. После этого соединение с предыдущим переключателем числа витков прерывается, и нагрузка переносится на новый переключатель числа витков. Приспособление, которое выполняет такое переключение, называется контактором.

Соединения с парой переключателей числа витков, которые производит контактор, может потребовать смены целого ряда переключателей числа витков регулирующей обмотки для каждой операции. Это функция переключателя числа витков. Выбор производится переключателем числа витков без прерывания тока.

Принципы работы трансформаторов

. и цепи измерения от цепи высокого напряжения. 2.5 Импульсный трансформатор Импульсный трансформатор -- трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд . сила. Обмотка -- совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведённые в витках. В трёхфазном трансформаторе под обмоткой обычно подразумевают .

Довольно важное улучшение в работе переключателей числа витков под нагрузкой произошло в результате изобретения быстродействующего триггерного контактора, названного принципом Янсена (Janssen) по имени изобретателя. Принцип Янcена подразумевает, что контакты переключателя нагружены пружиной, и они перебрасываются из одного положения в другое после очень короткого периода соединения между двумя переключателями числа витков, через токоограничивающий резистор.

Применение реактора является альтернативой принципу Янcена с последовательностью быстрых переключений и резисторами. В переключателе числа витков реакторного типа, напротив, намного труднее прервать циркулирующий реактивный ток, и это довольно сильно ограничивает скачок напряжения, однако этот принцип хорошо работает при относительно высоких токах. В этом отличие от быстродействующего резисторного переключателя числа витков, который применим для более высоких напряжений, но не для высоких токов. Это приводит к тому, что реакторный переключатель числа витков обычно находится в низковольтной части трансформатора, тогда как резисторный переключатель витков подсоединен к высоковольтной части.

В переключателе витков реакторного типа потери в средней точке реактора благодаря току нагрузки и наложенного конвекционного тока между двумя вовлеченными переключателями числа витков невелики, и реактор может постоянно находиться в электрической цепи между ними. Это служит промежуточной ступенью между двумя переключателями числа витков, и это даёт в два раза больше рабочих положений, чем число переключателей числа витков в обмотке.

С 1970-х годов стали применяться переключатели числа витков с вакуумными выключателями. Вакуумные выключатели характеризуются низкой эрозией контактов, что позволяет переключателям числа витков выполнять большее количество операций между обязательными профилактическими работами. Однако конструкция в целом становится более сложной.

Также на рынке появлялись экспериментальные переключатели числа витков, в которых функция переключения исполняется силовыми полупроводниковыми элементами. Эти модели также направлены на то, чтобы сократить простои на проведение технического обслуживания.

В переключателях витков резисторного типа контактор находится внутри контейнера с маслом, которое отделено от масла трансформатора. Со временем масло в этом контейнере становится очень грязным и должно быть изолировано от масляной системы самого трансформатора; оно должно иметь отдельный расширительный бак со своим отдельным вентиляционным клапаном.

Устройство переключения числа витков представляет собой клетку или изолирующий цилиндр с рядом контактов, с которыми соединяются переключатели числа витков от регулирующей обмотки. Внутри клетки два контактных рычага передвигаются пошагово поперёк регулирующей обмотки. Оба рычага электрически соединены с вводными клеммами контактора. Один рычаг находится в положении активного переключателя числа витков и проводит ток нагрузки, а другой рычаг находится без нагрузки и свободно передвигается к следующему переключателю числа витков. Контакты устройства переключения никогда не разрывают электрический ток и могут находиться в масле самого трансформатора.

Силовые масляные трансформаторы

. Трансформаторы обладают свойством обратимости:, Трансформатор -- это аппарат переменного тока. 2.3 Способы регулирования выходного напряжения Существуют два типа переключателей, позволяющие изменять количество витков . развязки цепей. К трансформаторам специального назначения 1.3 Классификация силовых масляных трансформаторов а) по числу фаз однофазные трехфазные б) по числу обмоток на фазу .

3.2. Автоматическое регулирование напряжения

Переключатель числа витков устанавливается для того, чтобы обеспечивать изменение напряжения в системах, соединённых с трансформатором. Совсем необязательно, что целью всегда будет поддержка постоянного вторичного напряжения. Внешняя сеть может также испытывать падение напряжения, и это падение также должно быть компенсировано.

Оборудование управления переключателем числа витков не является частью самого переключателя числа витков; оно относится к релейной системе станции. В принципе переключатель числа витков всего лишь получает команды: повысить или понизить. Однако обычные функции координации между различными трансформаторами внутри одной и той же станции являются частью технологии переключателей числа витков. Когда разные трансформаторы соединены прямо параллельно, их переключатель числа витков должен двигаться синхронно с обоими трансформаторами. Это достигается тем, что один трансформатор имеет обмотку как ведущий трансформатор, а другой – как подчиненный трансформатор. Одновременная работа не будет возможна, если имеется небольшой интервал между циркулирующими токами обоих трансформаторов. Однако это не имеет никакого практического значения.

4. Последовательные регулировочные трансформаторы

Для регулирования коэффициента трансформации мощных трансформаторов и автотрансформаторов иногда применяют регулировочные трансформаторы, которые подключаются последовательно с трансформатором и позволяют менять как напряжение, так и фазу напряжения. В силу сложности и более высокой стоимости регулировочных трансформаторов, такой способ регулирования применяется гораздо реже.

Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 648 с.: ил. ББК 31.277.1 Р63

Данный реферат составлен на основе .

Примеры похожих учебных работ

Устройства автоматического регулирования возбуждения синхронных машин

. а также синхронных компенсаторов и двигателей системы электроснабжения. Эту задачу выполняют устройства автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных машин. Устройства АРВ могут быть выполнены на основе двух различных .

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

При этом во вторичную цепь трансформатора тока включаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счётчиков и т.д. Часто один и тот же трансформатор тока может быть использован как для целей измерения, так .

Трансформаторы напряжения

. приборы. С применением реле защиты их обмотки изготавливаются на стандартное напряжение вторичной обмотки трансформаторов напряжения. Первичную обмотку трансформатора напряжения (рис. 1) подключают параллельно к сети. К вторичной обмотке присоединяют .

Трансформатор напряжения

. 1,0 3,0 110/Ö3 0.1Ö3;0,1 400 600 1200 2,25 650х450х1000 350 ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ серии НАМИ Трансформаторы напряжения трехфазные, масляные, антирезонансные предназначены для выработки сигнала измерительной информации для электрических .

Метрологическое обеспечение и стандартизация измерений напряжения и тока

. и электронные (см. Приложение). Основной целью курсовой работы является изучение метрологического обеспечения измерений напряжения . обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг. Сертификация — форма осуществляемого .

Читайте также: