Трансформаторний перемикач

Пристрій регулювання напруги трансформатора поділяється на пристрій регулювання напруги "вимкненого збудження" трансформатора та перемикач відгалужень "під навантаженням" трансформатора.

Обидва стосуються режиму регулювання напруги перемикача відгалужень трансформатора, тож яка різниця між ними?

① Перемикач відгалужень «без збудження» призначений для зміни відгалуження високої напруги трансформатора для зміни коефіцієнта витків обмотки для регулювання напруги, коли первинна та вторинна обмотки трансформатора відключені від джерела живлення.

② Перемикач відгалужень «під навантаженням»: За допомогою перемикача відгалужень під навантаженням змінюється відгалуження обмотки трансформатора для зміни витків високої напруги для регулювання напруги без відключення струму навантаження.

Різниця між ними полягає в тому, що перемикач відгалужень без збудження не має можливості перемикати передачі під навантаженням, оскільки цей тип перемикача відгалужень має короткочасний процес відключення під час процесу перемикання передач. Відключення струму навантаження спричинить дугове утворення між контактами та пошкодить перемикач відгалужень. Перемикач відгалужень під навантаженням має надмірний перехідний опір під час процесу перемикання передач, тому немає короткочасного процесу відключення. Під час перемикання з однієї передачі на іншу дугове утворення відсутнє при відключенні струму навантаження. Зазвичай він використовується для трансформаторів зі суворими вимогами до напруги, які потребують частого регулювання.

Оскільки перемикач відгалужень «під навантаженням» трансформатора може реалізувати функцію регулювання напруги в робочому стані трансформатора, чому варто обрати перемикач відгалужень «без навантаження»? Звичайно, перша причина — це ціна. За нормальних обставин ціна перемикача відгалужень «без навантаження»... Трансформатор перемикача становить 2/3 від ціни трансформатора з перемикачем відгалужень під навантаженням; водночас об'єм трансформатора з перемикачем відгалужень без навантаження значно менший, оскільки він не має частини перемикача відгалужень під навантаженням. Тому, за відсутності нормативних актів або інших обставин, буде обрано трансформатор з перемикачем відгалужень без збудження.

Чому варто обрати трансформаторний перемикач відгалужень під навантаженням? Яка його функція?
① Покращити коефіцієнт кваліфікації напруги.
Передача електроенергії в розподільчій мережі енергосистеми генерує втрати, значення яких найменше лише поблизу номінальної напруги. Регулювання напруги під навантаженням, постійна підтримка відповідної напруги на шинах підстанції та робота електрообладнання в номінальному стані зменшать втрати, що є найбільш економічним та доцільним. Коефіцієнт кваліфікації напруги є одним із важливих показників якості електропостачання. Своєчасне регулювання напруги під навантаженням може забезпечити необхідний коефіцієнт кваліфікації напруги, тим самим задовольняючи потреби людей, промислового та сільськогосподарського виробництва.

② Покращення компенсаційної здатності реактивної потужності та збільшення вхідної потужності конденсатора.
Як пристрій компенсації реактивної потужності, вихідна реактивна потужність силових конденсаторів пропорційна квадрату робочої напруги. Коли робоча напруга енергосистеми зменшується, ефект компенсації зменшується, а коли робоча напруга зростає, електрообладнання перекомпенсується, що призводить до збільшення напруги на клемах, навіть перевищуючи стандартну, що легко може пошкодити ізоляцію обладнання та спричинити...
аварії обладнання. Щоб запобігти поверненню реактивної потужності в енергосистему та відключенню обладнання для компенсації реактивної потужності, що призводить до перевитрат та збільшення втрат пристроїв реактивної потужності, головний вимикач трансформатора слід вчасно налаштувати, щоб напруга шини досягла кваліфікованого діапазону, щоб не було потреби вимикати компенсацію конденсаторів.

Як керувати регулюванням напруги під навантаженням?
Методи регулювання напруги під навантаженням включають електричне регулювання напруги та ручне регулювання напруги.

Суть регулювання напруги під навантаженням полягає в регулюванні напруги шляхом зміни коефіцієнта трансформації високовольтної сторони, при цьому напруга низьковольтної сторони залишається незмінною. Всім відомо, що високовольтна сторона зазвичай є напругою системи, а напруга системи зазвичай постійна. Коли кількість витків обмотки високовольтної сторони збільшується (тобто коефіцієнт трансформації збільшується), напруга низьковольтної сторони зменшується; навпаки, коли кількість витків обмотки високовольтної сторони зменшується (тобто коефіцієнт трансформації зменшується), напруга низьковольтної сторони збільшується. Тобто:

Збільшення обертів = перемикання на нижчу напругу = зменшення напруги Зменшення обертів = перемикання на вищу напругу = збільшення напруги
Отже, за яких обставин трансформатор не може виконувати перемикач відгалужень під навантаженням?
① Коли трансформатор перевантажений (за винятком особливих обставин)
② Коли активується сигналізація про легкий газ пристрою регулювання напруги під навантаженням
③ Коли опір тиску оливи пристрою регулювання напруги під навантаженням не є кваліфікованим або оливи немає в масляній позначці
④ Коли кількість регулювань напруги перевищує задану кількість
⑤ Коли пристрій регулювання напруги несправний

Чому перевантаження також блокує перемикач відгалужень під навантаженням?
Це пояснюється тим, що за нормальних обставин, під час процесу регулювання напруги під навантаженням головного трансформатора, існує різниця напруг між головним роз'ємом і цільовою відводом, що генерує циркулюючий струм. Тому під час процесу регулювання напруги резистор підключається паралельно для шунтування циркулюючого струму та струму навантаження. Паралельний резистор повинен витримувати великий струм.

Коли силовий трансформатор перевантажений, робочий струм головного трансформатора перевищує номінальний струм перемикача відводів, що може призвести до перегорання допоміжного роз'єму перемикача відводів.

Тому, щоб запобігти утворенню дугового розряду в перемикачі відгалужень, забороняється регулювати напругу під навантаженням, коли головний трансформатор перевантажений. Якщо регулювання напруги примусове, пристрій регулювання напруги під навантаженням може перегоріти, може спрацювати газ навантаження та спрацювати головний вимикач трансформатора.