Способы регулирования напряжения трансформаторов

В результате падения напряжения в линиях электро­передачи удаленные от электростанции потребители по­лучали бы электроэнергию пониженного напряжения. Но для того, чтобы обеспечить всем потребителям электро­энергии подачу номинального напряжения, в обмотках высшего напряжения трансформаторов предусмотрены отводы для регулирования напряжения в пределах ± 5% U_н, которые часто называют анцапфами.

Переключая отводы, увеличивают или уменьшают число витков обмотки высшего напряжения, изменяя таким образом коэффициент трансформации трансформа­тора.

Существуют два способа регулирования напряжения.

Первый способ — регулирование напряжения изме­нением числа витков вторичной обмотки — применим в том случае, когда трансформатор используют как повы­шающий. К обмотке низшего напряжения без ответвлений подводят напряжение сети. При постоянном напряжении и частоте в сети магнитный поток в трансформаторе по­стоянный, а э. д. с. Е₂ меняется прямо пропорционально изменению числа витков вторичной обмотки, согласно формуле (78)

т. е. для повышения э. д. с. нужно увеличивать число витков, а для снижения — уменьшать (рис. 132, а).

Второй способ — регулирование напряжения изме­нением числа витков первичной обмотки — называют регулированием напряжения изменением магнитного потока. Пренебрежем падением напряжения в обмотках

трансформатора и примем U₁ Е_1} а так как напряжение сети и частота постоянны по величине, то по формуле (77)

Так как f постоянная величина, то и произведение Ф_мw₁= const, т. е. при уменьшении числа витков пер­вичной обмотки магнитный поток увеличивается и наобо­рот. Для того чтобы увеличить на 5% напряжение на зажимах вторичной обмотки, необходимо уменьшить на 5% число витков первичной обмотки, т. е. переключатель с положения «Ном.» нужно переключить вниз на —5% (рис. 132, б).

Следует иметь в виду, что в эксплуатационной прак­тике принято зажимы повышающего трансформатора уста­навливать на самое высшее напряжение (например, 6300 или 10 500 в) и считать, что повышающий трансфор­матор не дает никакой надбавки напряжения, даже при холостом ходе. Относительно понижающего трансформатора считают, что с помощью ответвительных зажимов можно получить надбавку +10% эксплуатационного напряжения, если его подключить к зажимам —5% вит­ков. Так для понижающего трансформатора напряжением 10 кв получается следующая зависимость надбавок от того, на какие зажимы он подключен.

Номинальное напряжение синхронного генератора под­держивают на 5% выше номинального напряжения у по­требителей, а трансформатор при холостом ходе развивает напряжение на 5% выше номинального напряжения у потребителей. На основании сказанного и при условии,, что потери напряжения в высоковольтных сетях составят 5%, как и в низковольных, расчет отклонения напряже­ния у потребителей с учетом потерь напряжения в транс­форматорах и сетях при номинальной нагрузке может иметь примерно такой вид.

Недостаток этих способов регулирования напряжения заключается в том, что для переключения ответвлений необходимо отключать трансформатор от сети. Это вызы­вает перебои в снабжении электроэнергией потребителей.

В современных трансформаторах напряжение регули­руют под нагрузкой, чтобы переключение ответвлений выполнять, не отключая электроэнергию у потребителей.