Opis
Metodo regulacije napetosti transformatorja je mogoče prilagoditi glede na to, ali transformator deluje (pod napetostjo), in jo lahko razdelimo v dve glavni kategoriji: regulacija napetosti brez-obremenitve in regulacija napetosti pod-obremenitvijo.
1. Temeljno načelo
Ne glede na uporabljeno metodo je temeljno načelo prilagajanje izhodne napetosti s spreminjanjem obratnega razmerja visoko{0}}napetostnega navitja transformatorja.
Formula je izražena kot: V1/V2 ≈ N1/N2
Tu sta V1 in V2 napetosti primarnega (visoka-napetostna stran) in sekundarnega (nizko-napetostna stran) navitij, N1 in N2 pa sta ustrezno število ovojev.
S spreminjanjem števila ovojev N1 na visoko-napetostni strani lahko sekundarna izhodna napetost V2 ostane stabilna, tudi če omrežna napetost V1 do neke mere niha. Razlog, da se regulacija napetosti običajno izvaja na visoko-napetostni strani, je, da je tok manjši, zaradi česar je kontakte stikala na ventilu lažje izdelati in-trajnejši.
2. Glavne metode regulacije napetosti
(1). Izklopljen-preklopnik za obremenitev (imenovan tudi ne-izklopnik za obremenitev ali regulacija-izklopljene napetosti)
Način delovanja:Položaj odcepa je treba ročno spremeniti, medtem ko je transformator popolnoma izklopljen in odklopljen iz omrežja.
Načelo delovanja:Visoko{0}}napetostno navitje je opremljeno z več odcepi (običajno 3 ali 5), kot je nazivna napetost +5%, -5 % itd. Ti odcepi so priključeni na stikalo za odcepe. Ko je potrebna prilagoditev napetosti, se po izklopu preklopi stikalo, da se izbere druga pipa, s čimer se spremeni razmerje vrtljajev.
Značilnosti:
- Prednosti:Enostavna struktura, nizki stroški, visoka zanesljivost.
- Slabosti:Zahteva-izklop med nastavljanjem napetosti, kar vpliva na kontinuiteto napajanja, in se ne more samodejno prilagoditi v realnem-času glede na spremembe obremenitve.
Scenariji uporabe:Primerno za razmere z zahtevami po stabilnosti nizke napetosti, kot so distribucijski transformatorji, kjer so sezonske spremembe obremenitve manjše, ali podeželska električna omrežja. Prilagoditve izvajajo električarji pred obdobji nizke ali konice povpraševanja po električni energiji.
(2) On-Load Tap Changer (imenovan tudi Load Tap Changer)
Način delovanja:Položaj odcepa se lahko spreminja samodejno ali ročno, medtem ko transformator deluje pod obremenitvijo, s čimer dosežemo neprekinjeno regulacijo napetosti.
Načelo delovanja:To je najbolj zapletena in kritična tehnologija. Njegovo jedro je stikalo za-obremenitev, sestavljeno iz dveh delov:
- Selektor:Odgovoren za predizbiro naslednje pipe brez prekinitve toka.
- Preklopno stikalo:Odgovoren za hiter prenos obremenitvenega toka s trenutnega kontakta na vnaprej izbrani kontakt v trenutku, ko je tok skoraj enak nič (običajno na trenutni ničelni-točki prehoda).
Da bi preprečili prekinitev toka in čezmerno iskrenje med preklapljanjem, se za začasen prenos krožnega toka uporabljajo prehodni upori (ali reaktorji). Preklopni proces sodobnih stikal za vklop-obremenitev se zaključi v nekaj desetih milisekundah z minimalnim vplivom na napajanje.
Značilnosti:
Prednosti:Prilagoditev napetosti ne zahteva izklopa, kar zagotavlja neprekinjeno napajanje in stabilnost napetosti. Lahko se integrira s samodejnimi krmilnimi sistemi za-natančno regulacijo napetosti v realnem času.
Slabosti:Zelo zapletena struktura, visoke proizvodne zahteve, draga in zahteva veliko vzdrževanja.
Scenariji uporabe: Primerno za scenarije z visokimi zahtevami glede kakovosti električne energije, kot so transformatorske postaje v mestnih središčih, generatorske stopnje-postaje ali oskrba z električno energijo za pomembne industrijske uporabnike, kar zagotavlja, da nihanja napetosti ostanejo znotraj nacionalnih standardov.
3. Druge pomožne ali posebne metode regulacije napetosti
Poleg dveh zgoraj omenjenih glavnih metod, ki spreminjata razmerje obratov, obstaja nekaj pomožnih metod:
(1) Serijski napetostni regulator:
Avtotransformator je zaporedno povezan na daljnovodu, njegova izhodna napetost pa je prilagojena tako, da kompenzira padce napetosti vzdolž voda. Ne spremeni neposredno razmerja obratov glavnega transformatorja, ampak učinkovito "ponovno prilagodi" napetost omrežja.
(2)Dodatna napetost-regulacijski transformator:
Dodaten napetost-regulacijski transformator (serijski transformator) je dodan zunaj glavnega transformatorja. S prilagoditvijo napetosti tega pomožnega transformatorja je mogoče izravnati variacijo izhodne napetosti glavnega transformatorja. Ta pristop ločuje kompleksen mehanizem za regulacijo napetosti od glavnega telesa transformatorja.
(3) Regulacija napetosti močnostne elektronike (statični VAR kompenzator/SVG, statični sinhroni kompenzator/STATCOM itd.):
To je napredna tehnologija v sodobnih električnih omrežjih. Ne spreminja neposredno razmerja obratov transformatorja, ampak uravnava nivo napetosti v omrežnih vozliščih s hitrim vnašanjem ali absorpcijo jalove moči z uporabo visoko{1}}elektronskih naprav (kot so IGBT-ji). Njegov odziv je izjemno hiter (na lestvici milisekund), uporablja se predvsem za dinamično napetostno podporo in izboljšanje stabilnosti sistema.
