Регулирование напряжения трансформатора

ТРЕБОВАНИЯ ГОСТа К РЕГУЛИРОВАНИЮ НАПРЯЖЕНИЯ

Необходимость регулирования напряжения трансформатора, или изменения коэффициента трансформации, может возникнуть во многих случаях применения трансформатора в зависимости от условий его работы. В большинстве случаев (для силовых трансформаторов) это вытекает из требования обеспечить постоянство напряжения у абонентов — потребителей электроэнергии, находящихся на различных расстояниях от электростанций или распределительных подстанций. Напряжение сети у таких абонентов может сильно отличаться между собой. Кроме того, напряжение у абонентов может меняться от изменения величины нагрузки сети. По указанным причинам величина напряжения сети может выходить за пределы допустимых колебаний напряжения (—2,5% +5% для освещения и —5% +10% для электродвигателей), предусмотренных ГОСТ 13109—67 «Нормы качества электрической энергии у ее приемников».

Из известных методов регулирования напряжения при больших мощностях исключительное применение вследствие своей надежности и сравнительной простоты конструкции получил метод изменения числа действующих витков одной из обмоток трансформатора. Изменение числа витков осуществляется при помощи вывода регулировочных ответвлений от обмотки, благодаря чему регулирование получается ступенчатым. При наибольшем напряжении включены все витки обмотки. При понижении напряжения часть витков отключается.

Согласно стандартам на силовые трансформаторы ГОСТ 11920—66 и ГОСТ 12022—66 пределы и ступени регулирования обмотки ВН установлены следующие:

Для схем с переключением без возбуждения (ПБВ) для всех трансформаторов мощностью от 25 до 40 000 ква пределы регулирования установлены ±2X2,5%.

Для трансформаторов мощностью до 630 ква в некоторых случаях допускаются пределы регулирования ±5%.

Для схем с регулированием под нагрузкой (РПН) пределы регулирования установлены согласно табл. 9.1.

Таблица 9.1

Мощность трансформатора, ква	Напряжение ВН, кв	Пределы и ступени регулирования
63÷630 100÷630 1000÷6300 1000÷6300 10000÷63000	6 и 10 20 и 35 6 и 10 20 и 35	±6×1,67% ±6×1,67% ±8×1,25% ±6×1,5% ±8×1,5%

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ БЕЗ ВОЗБУЖДЕНИЯ. ПРЯМАЯ И ОБОРОТНАЯ СХЕМЫ ОБМОТОК

Как было сказано в гл. VII, отключаемые витки должны находиться в середине высоты обмотки. Поэтому могут быть применены две основные схемы ПБВ. В этих схемах переключение с одного регулировочного ответвления на другое осуществляется при помощи переключателей.

Рис. 9.1. Схема регулирования напряжения ПБВ прямые:

а— четыре ответвления на фазу (регулировка + 5%); 6 — шесть ответвлений на фазу (регулировка ±2X2,5%)

Первая схема (рис. 9.1, а, б) называется прямой (с разрывом в середине обмотки). В этой схеме на каждую фазу ставится один однофазный переключатель барабанного типа, показанный на рис. 14.21. Каждый из трех переключателей (у трехфазного трансформатора) имеет отдельный привод, выведенный на крышку бака трансформатора. Порядок соединения ответвлений по ступеням напряжения (для фазы С на рис. 9.1, б) указан в табл. 9.2.

Таблица 9.2

Положение переключателя	Ступень напряжения	Соединение ответвлений фазы С
I II III IV V	+5% +2.5% Номинальная -2.5% -5%	C2 – C3 C3 – C4 C4 – C5 C5 – C6 C6 – C7

Аналогичным образом соединяются ответвления у остальных фаз A и B.

Рис. 9.2. Схема регулирования напряжения ПБВ оборотная с регулировочными ответвлениями близ нулевой точки (регулировка + 5%)

Вторая схема (рис. 9.2) называется оборотной. В этой схеме применяется один трехфазный переключатель с девятью контактами, показанными на рис. 14.24. Переключатель включен в нулевую точку схемы звезда, в которую соединены обмотки, поэтому такой переключатель называют нулевым. Порядок соединения ответвлений по ступеням напряжений указан в табл. 9.3.

Переключатели устанавливаются под крышкой бака или на активной части трансформатора и соединяются с указателями на крышке посредством привода. Требуемая ступень напряжения устанавливается в соответствии с положением указателя на верхнем диске поворотом рукоятки или головки привода переключателя.

При установке переключателя совершенно необходимо обеспечить точное совпадение его положения на всех ступенях напряжения с положением указателя на крышке. При неточном совпадении возможен плохой контакт в переключателе, что вызовет перегрев и подгорание контактов и выход трансформатора из строя.

Токоведущие детали переключателя, поскольку они непосредственно соединены с обмоткой, должны быть изолированы на соответствующее напряжение.

Таблица 9.3

Положение переключателя	Ступень напряжения	Соединение ответвлений фазы С
I II III	+5% Номинальная -5%	X1 –Y1 – Z1 X2 –Y2 – Z2 X3 –Y3 – Z3

О конструкции переключателей подробнее сказано в гл. XIV.

На время переключения трансформатор со схемой регулирования ПБВ должен быть полностью отключен от сети. Это необходимо потому, что если бы начать регулировать напряжение, не снимая нагрузки, то либо возникала бы дуга в месте разрыва цепи в переключателе, либо происходило бы короткое замыкание части витков обмотки. Оба эти состояния являлись бы причиной аварии трансформатора.

Таким образом, при применении схем ПБВ приходится время от времени прерывать подачу электроэнергии, что является большим недостатком этих схем.