Фото и видео

Новости (архив)


Контакты

contact@forca.ru

Содержание материала

§ 10. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

Потребители электрической энергии должны получать ее в необходимом количестве и высокого качества. Под качеством электроэнергии понимается частота, симметрия и величина подводимого к потребителю напряжения.
Для экономичной и безаварийной работы любого потребителя необходимо, чтобы напряжения, подводимые к нему, были с минимальными отклонениями. Допустимые отклонения нормированы и не должны нарушаться. Так, для электродвигателей напряжение на зажимах не должно отличаться от номинального более чем от —5 до +10%. При снижении напряжения, например на 10%, уменьшается частота вращения двигателя, возрастают токи в статоре и роторе, потери, нагрев изоляции, что ведет к сокращению срока службы, и, следовательно, к преждевременному выходу двигателя из строя.
Для осветительных установок нормы еще более жесткие:
5% — для жилых помещений и от —2,5 до +5% — для общественных зданий и производственных помещений.

При повышении напряжения сверх нормы резко сокращается срок службы электроламп, а при снижении — ухудшается освещаемость.

Однако колебания напряжения сети неизбежны вследствие переменных режимов работы потребителей (дневные максимумы и ночные минимумы нагрузки), включений и отключений групп потребителей и других причин. Поэтому для поддержания неизменного уровня напряжения требуется постоянное его регулирование.
Напряжение можно регулировать без перерыва нагрузки или с отключением трансформатора от сети. В одних случаях потребитель даже не знает, что в трансформаторе происходят какие- то переключения; нагрузка не прерывается. Такой способ регулирования называют РПН (регулирование под нагрузкой), а трансформатор, который его допускает, — трансформатором РПН. Однако РПН требует сложных и дорогих переключающих устройств, поэтому трансформаторы РПН устанавливают только там, где это дает заметный экономический эффект. В других случаях применяют регулирование напряжения без возбуждения, т. е. после отключения всех обмоток трансформатора от сети. Такой способ регулирования называют ПБВ (переключение без возбуждения), а трансформатор, который его допускает,— трансформатором ПБВ.
При переключении без возбуждения потребитель на это время отключают от сети, что неудобно и особенно там, где нагрузка меняется часто, но вместе с тем устройства ПБВ просты по конструкции и относительно дешевы.
Наиболее распространено регулирование напряжения ступенчатым изменением числа витков одной из обмоток. Экономичнее выполнять регулирование в той обмотке, напряжение которой меняется особенно часто. Например, у трансформатора, питающего потребителя с переменной нагрузкой, целесообразнее регулировать число витков в обмотке НН, и наоборот, если нагрузка спокойна, а первичное напряжение часто меняется, регулирование выгодно осуществлять в обмотке ВН. Тем не менее большинство трансформаторов изготовляют с регулированием числа витков в обмотке ВН, поскольку в обмотке НН большой ток, и переключающее устройство получается очень громоздким. В обмотке ВН ток в десятки раз меньше, и переключающее устройство получается сравнительно небольшим.
В эксплуатации происходят различные случаи изменения напряжений. Например, при постоянном ВН меняется нагрузка и, следовательно, вторичное напряжение или, наоборот, изменяется ВН при постоянной нагрузке. Нередки случаи одновременного изменения и ВН, и нагрузки.
Напряжение регулируют чаще изменением основного магнитного поля в магнитной системе.

Схемы обмоток с регулировочными ответвлениями в обмотке ВН
Рис. 8. Схемы обмоток с регулировочными ответвлениями в обмотке ВН:
а — пятью в конце, б — шестью в середине, в — тремя в конце (оборотная), г — магнитно-симметричная, д — магнитно-симметричная с пятью ответвлениями и отдельной регулировочной обмоткой

Индуктированное напряжение  пропорционально произведению числа витков и интенсивности магнитного поля В (магнитной индукции):
Если изменяется первичное напряжение, следует поддержать для сохранения НН магнитное поле неизменным, что достигается соответственным изменением числа витков при повышении напряжения (например, на 10%) надо увеличить на столько же число витков, при снижении — уменьшить их.
При одновременном изменении напряжений их и Н2 (например, при их уменьшении) следует отключить такую часть витков, чтобы скомпенсировать снижение этих напряжений. Наконец, когда регулирование возможно в обмотке НН, основное магнитное поле (при неизменном напряжении их) остается постоянным, а увеличение (или уменьшение) НН осуществляется включением (или отключением) части последовательно соединенных витков обмотки НН.
Обычно в обмотке ВН выделяют регулировочную часть (иногда в виде отдельной обмотки) и разделяют ее на ряд ступеней с необходимым числом витков, концы которых выводят с помощью ответвлений (рис. 8, а—д).
У трансформаторов ПБВ небольшой мощности (до 630 кВ-А) выполняют обычно 3—5 ступеней (напряжение регулируют в пределах ±5% ступенями по 5 и 2,5%), располагая их в конце обмотки или середине (рис. 8, а, б, в). Отключение части витков ухудшает магнитную симметрию и увеличивает опасность от возникающих электродинамических усилий. Поэтому в более мощных трансформаторах стремятся выполнять магнитно-симметричные схемы соединения регулировочных частей обмоток ВН (рис. 8, г, (3).
Витки регулировочных ступеней в таких обмотках отключают не с одного конца, а симметрично относительно середины обмоток (рис. 8, г) или по всей высоте обмотки (рис. 8, д). Последнюю схему особенно широко применяют и трансформаторах РПП с диапазоном регулирования напряжения ±10— 12% и более.