Регулирование напряжения в ЦП с помощью трансформатора

Существует 2 типа регуляторов напряжения:

1) ПБВ – переключение без возбуждения.

2) РПН – регулятор под нагрузкой (цепь не должна разрываться).

Принцип действия обоих регуляторов заключается в изменении коэффициента трансформации силового трансформатора путем изменения числа витков первичной обмотки (рис.4.9).

Рис.4.9. Изменение коэффициента трансформации силового трансформатора.

Коэффициент трансформации:

; , где U₁, U₂ – первичное и вторичное напряжения на холостом ходу.

Переключатели ПБВ и РПН устанавливают на первичной обмотке, т.к. первичный ток трансформатора в Кт раз меньше вторичного .

Трансформаторы с РПН

Переключение отпаек под нагрузкой производится без разрыва электрической цепи. В процессе переключения соседние отпайки оказываются на короткое время замкнуты, но ток замыкания ограничивают с помощью специальных активных сопротивлений или реакторов. Перемещение переключателя отпаек осуществляется с помощью электропривода, управляемого дистанционно в ручном или автоматическом режиме.

Трансформаторы с ПБВ

Современные трансформаторы с ПБВ стандартно имеют 5 отпаек (положений переключения), с номерами: -2, -1, 0, +1, +2, отпайка «0» - соответствует первичному номинальному напряжению.

Рис.4.10. Отпайки трансформатора с ПБВ.

Разность напряжений между соседними отпайками обозначается и называется ступенью регулирования .

Пример: трансформатор с ПБВ имеет первичное номинальное напряжение U_1Н = 10 кВ. В таблице приведены номинальные напряжения отпаек.

Номер отпайки	-2	-1		+1	+2
Номин. напряж. отпайки, кВ	9,5	9,75		10,25	10,5

Добавка напряжения на трансформаторах с ПБВ

Понятие добавки рассмотрим на примере: трансформатор ТМ 1000 10/0,4,

, номинальное напряжение сети ВН - . Т.е. отклонение подведенного к отпайке «0» напряжения . Номинальное вторичное напряжение трансформатора , а номинальное напряжение сети НН - , отклонение напряжения на вторичной стороне: (на холостом ходу).

т.е. на нулевой отпайке добавка D = V₂ – V₁ = 5 – 0 = 5%.

Ниже приведена таблица соответствия номеров отпаек и добавок.

Отпайка	+2	+1		-1	-2
D %		2,5		7,5

Если трансформатор работает под нагрузкой, в нем возникает потеря напряжения ΔUт. В этом случае отклонение напряжения на вторичной стороне: V₂ = V₁ – ΔUт + D. Например: к трансформатору, работающему на отпайке +1 (D = 2,5), ΔUт = 3%, подведено напряжение с отклонением V₁ = – 2%. Отклонение напряжения на вторичной стороне: V₂ = – 2 – 3 + 2,5 = – 2, 5%.

Расчет вторичного напряжения трансформатора с учетом положения переключателя отпаек

Рис. 4.11. Расчет вторичного напряжения трансформатора.

ИТ – идеальный трансформатор без потерь с коэффициентом трансформации , который зависит от положения переключателя отпаек (рис.4.11).

Мощность, проходящая через трансформатор: ;

Вторичное напряжение: ;

Коэффициент трансформации на отпайке n: , где

- номинальное напряжение отпайки «0»;

- номер отпайки;

- ступень регулирования (в %).

Или: ,

, где:

, , .