Opis
Metoda regulacije napona transformatora može se prilagoditi ovisno o tome radi li transformator (pod naponom) i može se podijeliti u dvije glavne kategorije: regulacija napona izvan-opterećenja i regulacija napona pod-opterećenjem.
1. Temeljno načelo
Bez obzira na korištenu metodu, temeljni princip je podešavanje izlaznog napona promjenom omjera zavoja visoko{0}}naponskog namota transformatora.
Formula se izražava kao: V1/V2 ≈ N1/N2
Ovdje su V1 i V2 naponi primarnog (strana-napona) i sekundara (strana-napona) namota, a N1 i N2 su odgovarajući broj zavoja.
Promjenom broja zavoja N1 na strani visokog-napona, sekundarni izlazni napon V2 može se održati stabilnim čak i ako mrežni napon V1 donekle fluktuira. Razlog zašto se regulacija napona obično izvodi na strani visokog-napona je taj što je struja manja, što kontakte prekidača slavine čini lakšom za proizvodnju i dugotrajnijim-.
2. Glavne metode regulacije napona
(1). Isključen-izmjenjivač slavine opterećenja (također se naziva ne-izmjenjivač slavine opterećenja ili regulacija-napona isključenog napajanja)
Metoda rada:Položaj slavine mora se ručno promijeniti dok je transformator potpuno isključen i odvojen od mreže.
Princip rada:Visok{0}}naponski namot opremljen je s više odvojaka (obično 3 ili 5), kao što je nazivni napon, +5%, -5%, itd. Ti su odvojci spojeni na izmjenjivač odvojaka. Kada je potrebno podešavanje napona, prekidač se koristi nakon isključivanja napajanja kako bi se odabrala druga slavina, čime se mijenja omjer okretaja.
Karakteristike:
- Prednosti:Jednostavna struktura, niska cijena, visoka pouzdanost.
- Nedostaci:Zahtijeva-isključivanje tijekom prilagodbe napona, što utječe na kontinuitet napajanja i ne može se automatski prilagoditi u stvarnom-vremenu prema promjenama opterećenja.
Scenariji primjene:Prikladno za situacije s niskim zahtjevima stabilnosti napona, kao što su distribucijski transformatori gdje su sezonske promjene opterećenja male ili ruralne električne mreže. Prilagodbe provode električari prije razdoblja niske ili vršne potražnje za električnom energijom.
(2) Uključeno-Učitavanje mjenjača (također nazvano mjenjač opterećenja)
Metoda rada:Položaj slavine može se mijenjati automatski ili ručno dok transformator radi pod opterećenjem, čime se postiže nesmetana regulacija napona.
Princip rada:Ovo je najsloženija i najkritičnija tehnologija. Njegova jezgra je izmjenjivač slavine pod-opterećenjem, sastavljen od dva dijela:
- Selektor:Odgovoran za predodabir sljedeće slavine bez prekida struje.
- Preklopni prekidač:Odgovoran za brzi prijenos struje opterećenja sa trenutnog kontakta na unaprijed odabrani kontakt u trenutku kada je struja skoro nula (obično na trenutnoj nulto-točki prijelaza).
Kako bi se spriječio prekid struje i prekomjerno stvaranje luka tijekom prebacivanja, koriste se prijelazni otpornici (ili prigušnice) za privremeno vođenje cirkulirajuće struje. Proces prebacivanja modernih izmjenjivača slavina za uključeno-opterećenje dovršen je unutar desetaka milisekundi, s minimalnim utjecajem na napajanje.
Karakteristike:
Prednosti:Podešavanje napona ne zahtijeva-isključivanje, čime se osigurava neprekidno napajanje i stabilnost napona. Može se integrirati s automatskim sustavima upravljanja za-preciznu regulaciju napona u stvarnom vremenu.
Nedostaci:Vrlo složena struktura, visoki zahtjevi za proizvodnjom, skupo i zahtijeva značajno održavanje.
Scenariji primjene: Prikladno za scenarije s visokim zahtjevima za kvalitetom električne energije, kao što su trafostanice u urbanim središtima, generatorske pojačane-stanice ili napajanje za važne industrijske korisnike, osiguravajući da fluktuacije napona ostanu unutar nacionalnih standarda.
3. Druge pomoćne ili posebne metode regulacije napona
Uz dvije gore spomenute glavne metode koje mijenjaju omjer okretaja, postoje neke pomoćne metode:
(1) Serijski regulator napona:
Autotransformator je spojen u seriju na dalekovodu, a njegov izlazni napon je podešen da kompenzira padove napona duž voda. Ne mijenja izravno omjer okretaja glavnog transformatora, ali učinkovito "prilagođava" napon mreže.
(2)Dodatni napon-regulacijski transformator:
Dodatni transformator za{0}}regulaciju napona (serijski transformator) dodaje se izvan glavnog transformatora. Podešavanjem napona ovog pomoćnog transformatora može se kompenzirati varijacija izlaznog napona glavnog transformatora. Ovaj pristup odvaja složeni mehanizam regulacije napona od glavnog tijela transformatora.
(3) Regulacija napona energetske elektronike (statički VAR kompenzator/SVG, statički sinkroni kompenzator/STATCOM, itd.):
Ovo je napredna tehnologija u modernim električnim mrežama. Ne mijenja izravno omjer zavoja transformatora, ali regulira razinu napona u čvorovima mreže brzim ubacivanjem ili apsorbiranjem jalove snage korištenjem elektroničkih uređaja velike-napone (kao što su IGBT). Njegov odziv je izuzetno brz (na skali milisekundi), uglavnom se koristi za dinamičku podršku naponu i poboljšanje stabilnosti sustava.
