2. Регулирование под нагрузкой (рпн).

Принцип РПН основан на переключении обмотки с одного ответвления на другое без разрыва цепи рабочего тока с помощью специального переключающего устройства. В это устройство входят: реактор Р с двумя плечами, двух контакторов с выключателями В1 и В2, двух переключателей с подвижными контактами П1 и П2. Все эти элементы помещены в специальный масляный бак, а управление ими осуществляется дистанционно. Работа переключающего устройства показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Процесс регулирования напряжения в трансформаторах по методу РПН

Переход от одного ответвления к другому осуществляется последовательно. В рабочем положении ток протекает по параллельным цепям реактора Р в противоположных направлениях, поэтому не намагничивает его и обеспечивает индуктивное сопротивление реактора, близкое нулю. Переходу одного из подвижных контактов на другой неподвижный предшествует его отключение от сети с помощью выключателей В1 и В2, поэтому переход осуществляется без разрыва тока.

В тех случаях, когда подвижные контакты присоединены к разным неподвижным контактам, часть обмотки оказывается замкнутой через реактор. ЭДС этой части обмотки наводит ток I_С, текущий в замкнутом контуре через обе половины реактора в одном направлении. В этом случае реактор представляет большое индуктивное сопротивление току I_С и выбирается так, чтобы ток I_С не превышал 50% от номинального тока обмотки. Это необходимо для обеспечения длительной работы переключающего устройства и обмотки в данном положении регулирования.

В некоторых типах трансформаторов для обеспечения регулирования напряжения под нагрузкой применяют быстродействующие переключатели с активными токоограничивающими сопротивлениями. Они работают примерно также, как и реакторные схемы регулирования.

При больших мощностях трансформаторов аппаратура РПН становится слишком тяжелой и громоздкой. Поэтому стали применять системы регулирования напряжения с использованием вольтодобавочного устройства, состоящего из трансформатора, вторичная обмотка которого включена последовательно в цепь линии передачи, и регулировочного автотрансформатора с переключающим устройством.

3. Регулирование напряжения с помощью добавочного

трансформатора тока.

Принципиальная схема такого регулирования применительно к одной фазе трансформатора показана на рисунке. Такая схема может быть использована для регулирования вторичного напряжения понижающего силового трансформатора с напряжением до

U_2Н = 11кВ = 11000 В.

Рисунок 5. Схема регулирования напряжения с помощью добавочного трансформатора тока (ТП)

В этой схеме:

РА – регулировочный автотрансформатор, регулируемый под нагрузкой (с РПН).

ПУ – переключающее устройство РА.

ПП – переключатель полярности РА.

ТП – трансформатор последовательного включения.

Напряжение вторичной обмотки ТП суммируется с напряжением линии и изменяет его до значения . При этом величина может изменяться ступенчато с помощью переключающего устройства ПУ, либо находится в фазе или в противофазе по отношению к что осуществляется изменением положения ПП. В результате выходное напряжение будет равно . Такое регулирование напряжения называют продольным регулированием напряжения трансформатора.

Е сли в качестве регулировочного трансформатора использовать трехобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого включена на напряжение , а две вторичные являются регулируемыми под нагрузкой и их выходные напряжения сдвинуты по фазе относительно друг друга на какой-то угол (60 или 90, или 120), то помимо продольного регулирования напряжения можно осуществлять и поперечное регулирование напряжения U_2^*, т.е. изменять его не только по величине, но и по фазе относительно напряжения . Для этого на зажимы первичной обмотки трансформатора ТП подается напряжение сразу от двух вторичных обмоток РА, которое имеет две составляющие, сдвинутые относительно

Рисунок 6. Схема продольно-поперечного регулирования напряжения

друг друга по фазе, примерно, на 90эл.

Схема такого устройства показана на рисунке применительно к одной фазе трехфазной системы.

В данном случае напряжение обмотки U_abq сдвинуто по фазе относительно напряжения U_АВС первичной обмотки РА на 90, а напряжение обмотки U_abd совпадает с U_АВС по фазе. В результате векторного (геометрического) сложения выходное напряжение U_^* можно определить формулой и векторной диаграммой, показанной на рисунке.

Таким образом обмотка d регулировочного трансформатора реализует продольное регулирование напряжение U_^*, а обмотка q – поперечное регулирование.