Введение в системы РПН под нагрузкой и без нагрузки
В трансформаторах используются два типа систем регулирования напряжения: переключатель ответвлений «без нагрузки» и переключатель ответвлений «под нагрузкой».
Обе системы относятся к способам регулировки напряжения трансформатора путем изменения соединений ответвлений. Однако ключевое отличие заключается в их работе:
переключатель ответвлений без нагрузки
В этой системе напряжение регулируется путем изменения отвода на стороне высокого напряжения, в то время как первичная и вторичная обмотки трансформатора отключены от источника питания. Этот метод изменяет количество витков в обмотке для регулировки коэффициента трансформации.
Переключатель ответвлений под нагрузкой
Эта система регулирует напряжение путем переключения отводов на обмотках трансформатора, не отключая ток нагрузки. С помощью переключателя ответвлений под нагрузкой напряжение регулируется во время работы трансформатора. Устройство РПН работает с промежуточным резистором, который предотвращает искрение контактов, обеспечивая плавный переход между положениями РПН без нарушения тока нагрузки.
Основное отличие состоит в том, что устройства РПН без нагрузки не могут переключаться под нагрузкой, поскольку процесс переключения включает кратковременное прерывание тока, что может вызвать искрение и повредить устройство РПН. Напротив, переключатели ответвлений под нагрузкой предназначены для работы под нагрузкой, не вызывая этой проблемы.
2. Почему стоит выбрать переключатели ответвлений без нагрузки?
Можно задаться вопросом: учитывая, что переключатели ответвлений под нагрузкой могут регулировать напряжение во время работы трансформатора, почему все равно следует выбирать переключатели ответвлений без нагрузки?
Основная причина – стоимость. Обычно трансформаторы РПН без нагрузкидве трети ценытрансформаторов РПН. Кроме того, переключатели ответвлений без нагрузки более компактны, поскольку в них отсутствует механизм переключения под нагрузкой, что делает их идеальными для применений, где напряжение не требует частой регулировки или где бюджетные ограничения являются важным фактором.
3. Преимущества смены ответвителей под нагрузкой
Итак, почему можно предпочесть устройство РПН, несмотря на более высокую стоимость? Вот ключевые преимущества:
Улучшенное соответствие напряжению:Потери мощности в электрических системах сводятся к минимуму при работе вблизи номинального напряжения. РПН обеспечивают поддержание напряжения шины на подстанции в допустимых пределах, что минимизирует потери и позволяет электрооборудованию эффективно работать при номинальном напряжении. Поддерживая необходимое напряжение, устройства РПН помогают удовлетворить требования повседневной жизни и промышленных нужд.
Улучшенная компенсация реактивной мощности:Силовые конденсаторы в системе обеспечивают компенсацию реактивной мощности, которая пропорциональна квадрату рабочего напряжения. Если напряжение в системе падает, эффект компенсации ослабевает. С другой стороны, слишком сильное повышение напряжения может привести к чрезмерной компенсации и потенциальному повреждению оборудования. Переключатели ответвлений под нагрузкой позволяют плавно регулировать напряжение на шине, предотвращая необходимость отключения оборудования компенсации реактивной мощности и сокращая потери и потери.
4. Внутренняя структура устройств РПН
Устройство РПН состоит из двух основных компонентов:
Механизм переключения (включая корпус переключателя и масляную камеру)
Tap Selector (с переключателем полярности)
5. Как работает регулирование напряжения под нагрузкой?
Регулирование напряжения под нагрузкой включает в себя регулировку напряжения путем изменения коэффициента трансформации трансформатора без прерывания тока нагрузки. Система регулирует сторону высокого напряжения, увеличивая или уменьшая количество витков обмотки.
Увеличение витков=Уменьшение напряжения
Уменьшение витков=Увеличение напряжения
Это изменение происходит плавно, поскольку устройство РПН использует переходные резисторы для управления током во время переключения, предотвращая искрение.
6. Когда нельзя регулировать напряжение под нагрузкой?
Существуют ситуации, когда регулирование напряжения под нагрузкой выполнять не следует, в том числе:
Перегрузка трансформатора:Когда трансформатор работает под чрезмерной нагрузкой, процесс регулирования напряжения может привести к повреждению компонентов переключателя ответвлений.
Газовая сигнализация в устройстве РПН:Если газовое реле в переключателе ответвлений срабатывает, это указывает на проблему, требующую проверки перед выполнением регулирования напряжения.
Поломка масла или низкий уровень масла:Если изоляционное масло в переключателе ответвлений или трансформаторе плохого качества или заканчивается, регулирование напряжения выполнять нельзя.
Чрезмерная частота переключения:Если переключатель РПН превысит допустимое количество регулировок, это может привести к повреждению оборудования.
Аномальные условия в переключателе ответвлений:Любая неисправность или отклонения в работе переключателя ответвлений должны препятствовать регулированию напряжения.
7. Зачем предотвращать регулирование напряжения во время перегрузки?
При нормальной работе первичная и вторичная обмотки трансформатора испытывают разность напряжений, которая создает циркулирующие токи во время переключения ответвлений. Для этого используются резисторы для обхода контурных токов и токов нагрузки. Однако если трансформатор перегружен, ток может превысить номинальную мощность переключателя ответвлений, что может привести к сгоранию его компонентов.
По этой причине регулирование напряжения под нагрузкой блокируется в условиях перегрузки, чтобы предотвратить повреждение переключателя ответвлений. Если во время перегрузки произойдет принудительное регулирование напряжения, это может привести к перегоранию переключателя ответвлений, что приведет к срабатыванию сигнализации газового реле и срабатыванию трансформатора.