Popis
Způsob regulace napětí transformátoru lze upravit podle toho, zda je transformátor v provozu (napájený), a lze jej rozdělit do dvou hlavních kategorií: off{0}}regulace napětí při zátěži a -regulace napětí při zátěži.
1. Základní princip
Bez ohledu na použitou metodu je základním principem úprava výstupního napětí změnou poměru otáček vysokonapěťového vinutí transformátoru.
Vzorec je vyjádřen jako: V1/V2 ≈ N1/N2
Zde jsou V1 a V2 napětí primárního (vysoko{2}}napěťová strana) a sekundárního (nízkonapěťová{3}}strana) vinutí a N1 a N2 jsou odpovídající počet závitů.
Změnou počtu závitů N1 na vysokonapěťové straně lze sekundární výstupní napětí V2 udržet stabilní, i když síťové napětí V1 do určité míry kolísá. Důvodem, proč se regulace napětí obvykle provádí na straně vysokého-napětí, je ten, že proud je menší, což usnadňuje výrobu kontaktů přepínače a déle-trvá.
2. Hlavní způsoby regulace napětí
(1). Vypnuto-Načíst přepínač odboček (nazývaný také Ne-Načíst přepínač odboček nebo Power-Regulace vypnutého napětí)
Operační metoda:Polohu odbočky je nutné ručně změnit, když je transformátor zcela vypnutý a odpojený od sítě.
Pracovní princip:Vinutí vysokého-napětí je vybaveno několika odbočkami (obvykle 3 nebo 5), jako je jmenovité napětí, +5%, -5% atd. Tyto odbočky jsou připojeny k přepínači odboček. Když je potřeba upravit napětí, spínač se po vypnutí ovládá, aby se zvolila jiná odbočka, čímž se změní poměr otáček.
Vlastnosti:
- výhody:Jednoduchá konstrukce, nízká cena, vysoká spolehlivost.
- Nevýhody:Vyžaduje vypnutí-vypnutí během úpravy napětí, což ovlivňuje kontinuitu napájení, a nemůže se automaticky upravovat v reálném čase- podle změn zátěže.
Aplikační scénáře:Vhodné pro situace s požadavky na stabilitu nízkého napětí, jako jsou distribuční transformátory, kde jsou sezónní změny zátěže malé nebo venkovské elektrické sítě. Úpravy provádějí elektrikáři před obdobími nízké nebo špičkové spotřeby elektřiny.
(2) On-Load Tap Changer (nazývaný také Load Tap Changer)
Operační metoda:Polohu odbočky lze měnit automaticky nebo ručně, zatímco transformátor pracuje pod zatížením, čímž je dosaženo nepřerušované regulace napětí.
Pracovní princip:Toto je nejsložitější a nejkritičtější technologie. Jeho jádrem je-přepínač odboček, který se skládá ze dvou částí:
- Volič:Zodpovědný za předvolbu dalšího odbočení bez přerušení proudu.
- Přepínač:Zodpovědný za rychlý přenos zatěžovacího proudu z aktuálního kontaktu na předem zvolený kontakt v okamžiku, kdy je proud téměř nulový (obvykle v bodě přechodu nuly proudu).
Aby se zabránilo přerušení proudu a nadměrnému jiskření během spínání, používají se přechodové odpory (nebo tlumivky) k dočasnému vedení cirkulačního proudu. Proces přepínání moderních-zátěžových přepínačů odboček je dokončen během desítek milisekund s minimálním dopadem na napájení.
Vlastnosti:
výhody:Úprava napětí nevyžaduje{0}}vypínání, což zajišťuje nepřetržité napájení a stabilitu napětí. Lze integrovat s automatickými řídicími systémy pro-přesnou regulaci napětí v reálném čase.
Nevýhody:Velmi složitá konstrukce, vysoké výrobní požadavky, drahé a vyžaduje značnou údržbu.
Aplikační scénáře: Vhodné pro scénáře s vysokými požadavky na kvalitu elektrické energie, jako jsou rozvodny v městských centrech, stanice se zvýšením{0}}generátoru nebo napájení pro důležité průmyslové uživatele, přičemž je zajištěno, že kolísání napětí zůstane v rámci národních norem.
3. Jiné metody regulace pomocného nebo speciálního napětí
Kromě dvou hlavních metod uvedených výše, které mění poměr otáček, existují některé pomocné metody:
(1)Sériový regulátor napětí:
Autotransformátor je zapojen do série na přenosové lince a jeho výstupní napětí je upraveno tak, aby kompenzovalo poklesy napětí podél linky. Nemění přímo poměr závitů hlavního transformátoru, ale účinně „přenastavuje“ síťové napětí.
(2)Regulační transformátor{1}}přídavného napětí:
Mimo hlavní transformátor je přidán další transformátor{0}}regulující napětí (sériový transformátor). Úpravou napětí tohoto pomocného transformátoru lze kompenzovat kolísání výstupního napětí hlavního transformátoru. Tento přístup odděluje složitý mechanismus regulace napětí od hlavního těla transformátoru.
(3) Regulace napětí výkonové elektroniky (statický kompenzátor VAR/SVG, statický synchronní kompenzátor/STATCOM atd.):
Jedná se o pokročilou technologii v moderních energetických sítích. Nemění přímo poměr závitů transformátoru, ale reguluje úroveň napětí v uzlech sítě rychlým injektováním nebo absorbováním jalového výkonu pomocí vysokovýkonných elektronických zařízení (jako jsou IGBT). Jeho odezva je extrémně rychlá (v milisekundovém měřítku), používá se hlavně pro dynamickou podporu napětí a zlepšení stability systému.
