Переключатель ответвлений — это механизм в трансформаторах , который позволяет выбирать переменные коэффициенты поворота поэтапно. Это делается путем подключения к нескольким точкам доступа, известным как отводы, вдоль первичной или вторичной обмотки.
Существуют переключатели ответвлений двух основных типов: [1] переключатели ответвлений без нагрузки (NLTC), которые необходимо обесточить перед регулировкой коэффициента поворота, и переключатели ответвлений под нагрузкой (OLTC), которые могут регулировать свой коэффициент поворота во время операция. Выбор ответвления на любом переключателе ответвлений может осуществляться с помощью автоматической системы, как это часто бывает в случае РПН, или ручного переключателя ответвлений, что более характерно для NLTC. Автоматические переключатели ответвлений могут быть размещены на обмотке более низкого или более высокого напряжения, но для приложений генерации и передачи большой мощности автоматические переключатели ответвлений часто размещаются на обмотке трансформатора с более высоким напряжением (меньшим током) для облегчения доступа и минимизации токовой нагрузки во время работы. операция. [2]
Устройство РПН без нагрузки ( NLTC ), также известное как устройство РПН без напряжения ( OCTC ) или устройство РПН без напряжения ( DETC ), представляет собой устройство РПН, используемое в ситуациях, когда коэффициент поворота трансформатора не требует частого изменения и допускается обесточивание трансформаторной системы. Этот тип трансформатора часто используется в трансформаторах малой мощности и низкого напряжения, в которых точка ответвления часто может иметь форму клеммы подключения трансформатора, что требует отсоединения входной линии вручную и подключения к новой клемме. Альтернативно, в некоторых системах процесс переключения ответвлений может осуществляться с помощью поворотного или ползункового переключателя.
Регуляторы ответвлений без нагрузки также используются в высоковольтных трансформаторах распределительного типа, в которых система включает в себя переключатель отводов без нагрузки на первичной обмотке, чтобы компенсировать изменения в системе передачи в узком диапазоне номинального номинала. В таких системах переключатель ответвлений часто настраивается только один раз, во время установки, хотя его можно изменить позже, чтобы приспособиться к долгосрочному изменению профиля напряжения системы.
Устройство РПН под нагрузкой ( OLTC ), также известное как устройство РПН ( OCTC ), представляет собой устройство РПН в приложениях, где прерывание подачи питания во время переключения недопустимо, трансформатор часто оснащается более дорогим и сложным устройством РПН. Механизм переключения крана нагрузки. Переключатели ответвлений нагрузки обычно можно разделить на механические, с электронным управлением или полностью электронные.
Эти системы обычно имеют 33 отвода (один в центре «Номинального» отвода и шестнадцать для увеличения и уменьшения коэффициента поворота) и допускают отклонение ±10% [3] (каждый шаг обеспечивает отклонение 0,625%) от номинального номинала трансформатора, который в В свою очередь, позволяет осуществлять ступенчатую регулировку выходного напряжения.
В переключателях ответвлений обычно используются многочисленные переключатели ответвлений , которые не могут переключаться под нагрузкой, разбиты на четные и нечетные группы и переключаются между группами с помощью сверхмощного дивертерного переключателя , который может переключаться между ними под нагрузкой. В результате он работает как коробка передач с двойным сцеплением : селекторные переключатели заменяют коробку передач, а дивертерный переключатель - место сцепления.
Механический переключатель ответвлений физически устанавливает новое соединение перед разъединением старого с помощью нескольких переключателей-избирателей, но позволяет избежать создания высоких циркулирующих токов за счет использования дивертерного переключателя для временного включения большого импеданса дивертора последовательно с короткозамкнутыми витками. Этот метод позволяет решить проблемы с открытыми или короткими замыканиями кранов. В переключателе ответвлений резистивного типа переключение должно производиться быстро, чтобы избежать перегрева переключателя. В переключателе ответвлений реактивного типа используется специальная предупредительная обмотка автотрансформатора, выполняющая функцию импеданса дивертора, а переключатель ответвлений реактивного типа обычно рассчитан на неопределенное время выдерживания нагрузки вне ответвлений.
В типичном дивертерном переключателе мощные пружины натягиваются двигателем малой мощности (моторный привод, MDU), а затем быстро отпускаются для выполнения операции переключения ответвлений. Чтобы уменьшить искрение на контактах, переключатель ответвлений работает в камере, заполненной изолирующим трансформаторным маслом , или внутри сосуда, наполненного элегазом под давлением . Переключатели ответвлений реактивного типа при работе в масле должны учитывать дополнительные индуктивные переходные процессы, генерируемые автотрансформатором, и обычно включают в себя контакт вакуумного баллона параллельно с дивертерным переключателем. Во время переключения ответвлений потенциал между двумя электродами в баллоне быстро возрастает, и часть энергии рассеивается в виде дугового разряда через баллон, а не вспыхивает на контактах дивертерного переключателя.
Некоторое искрение неизбежно, и как масло переключателя ответвлений, так и контакты переключателя будут постепенно ухудшаться по мере использования. Чтобы предотвратить загрязнение бака маслом и облегчить операции по техническому обслуживанию, дивертерный переключатель обычно работает в отдельном от бака главного трансформатора отсеке, и часто в этом отсеке также располагаются избиратели ответвлений. Все отводы обмоток затем будут подведены в отсек переключателя ответвлений через клеммную колодку.
Одна из возможных конструкций (тип флажка) механического переключателя ответвлений под нагрузкой показана справа. Он начинает работу в положении ответвления 2, при этом нагрузка подается непосредственно через правое соединение. Дивертерный резистор A закорочен; переключатель B не используется. При переходе к отводу 3 происходит следующая последовательность действий:
Затем последовательность действий выполняется в обратном порядке для возврата в положение 2.
Это относительно недавняя разработка, в которой тиристоры используются как для переключения отводов обмоток трансформатора, так и для пропускания тока нагрузки в установившемся режиме. Недостаток заключается в том, что все непроводящие тиристоры, подключенные к невыбранным отводам, по-прежнему рассеивают мощность из-за токов утечки и имеют ограниченную устойчивость к короткому замыканию . Эта потребляемая мощность может достигать нескольких киловатт, что проявляется в виде тепла и приводит к снижению общего КПД трансформатора; однако это приводит к более компактной конструкции, которая уменьшает размер и вес устройства переключения ответвлений. Твердотельные переключатели ответвлений обычно используются только на небольших силовых трансформаторах.
Если требуется только один переключатель отводов, точки отводов с ручным управлением обычно располагаются на обмотке высокого напряжения (первичной) или обмотке низкого тока трансформатора, чтобы свести к минимуму требования к току, предъявляемые к контактам. Однако трансформатор может включать в себя переключатель ответвлений на каждой обмотке, если это имеет преимущества. Например, в распределительных сетях большой понижающий трансформатор может иметь переключатель ответвлений без нагрузки на первичной обмотке и автоматический переключатель ответвлений под нагрузкой на вторичной обмотке или обмотках. Отвод высокого напряжения настроен в соответствии с долгосрочным профилем системы в сети высокого напряжения (обычно среднее напряжение питания) и редко меняется. Отпайку низкого напряжения можно попросить менять положение несколько раз в день, не прерывая подачу электроэнергии, чтобы отслеживать условия нагрузки в сети низкого напряжения (вторичной обмотки).
Чтобы свести к минимуму количество отводов обмотки и, таким образом, уменьшить физический размер переключающего трансформатора, можно использовать «реверсивную» обмотку переключателя ответвлений, которая представляет собой часть основной обмотки, которую можно подключить в противоположном направлении (понижающий) и таким образом противостоять напряжению.
{{cite book}}: Внешняя ссылка |via=Старые ссылки (что сделать: интегрировать цитаты)
