1.8.2. Трансформаторы с переключением напряжений без перерыва нагрузки

Трансформаторы с РПН выпускаемые отечественной промышленностью позволяют регулировать напряжения в пределах 6-10% через 1,25-1,67%. Регулирование осуществляется в шесть - девять ступеней. В этих трансформаторах переход с одной ступени на другую должен происходить без разрыва цепи. Поэтому в промежуточном положении включены два соседних ответвления обмотки и часть обмотки между ними оказывается замкнутой накоротко. Для ограничения тока короткого замыкания применяются токоограничивающие активные или реактивные сопротивления (реакторы). Рассмотрим работу устройства регулирования напряжения с токоограничивающими реакторами.

Схема переключателя с токоограничивающими реакторами и последовательность его работы показана на рис.1.30. Обмотка токоограничивающего реактора Р состоит из двух частей 1 и 2, расположенных на общем замкнутом магнитопроводе и образующих две ветви схемы. В каждой из двух ветвей схемы имеются выключатели В₁ и В₂, которые используются для выключения тока в ветви перед её переключением и переключатели П₁ и П₂, которые предназначены для переключения ответвлений. Переключатели П₁, П₂ и реактор Р размещаются в масляном баке трансформатора, а выключатели В₁ и В₂ во избежание загрязнения масла располагаются в особом баке, укрепляемом на трансформаторе.

На рис.1.30 показаны пять последовательных позиций при переходе с ответвления Х₁ на ответвление Х₂. В рабочем состоянии оба переключателя (позиции а и д рис.1.30) оба переключателя устанавливаются на один и тот же отвод.

Рис.1.30. Работа переключателя трансформатора с РПН

В этом случае ток нагрузки протекает по двум половинкам обмотки реактора в разных направлениях. Поэтому поток в сердечнике реактора практически отсутствует и индуктивное сопротивление реактора мало. При переводе переключателя П₂ в промежуточное положение между Х₁ Х₂ ветвь 2 реактора предварительно отключается с помощью выключателя В₂ (рис.1.30б). В этом случае ток нагрузки протекает только по одной части обмотки реактора, но реактор рассчитывается таким образом, что возникающее в нем кратковременное падение напряжения не оказывает существенного влияния на вторичное напряжение трансформатора. В позиции рис.1.30в часть обмотки, включенной между выводами Х₁ и Х₂ оказываются замкнутыми на реактор. В этом случае дополнительный ток, возникающий в контуре под действием ЭДС в витках между Х₁ и Х₂, протекает по двум ветвям реактора в одном направлении (штриховая линия), сердечник реактора намагничивается и сопротивление реактора по отношению к этому току велико. Процессы, происходящие в положении переключателя показанном на рис.1.30г аналогичны положению рис.1.30б, но в этом случае выключатель отключает первую ветвь реактора. Рабочее состояние реактора, переключенного на второй отвод, показано на рис.1.30д. Работа переключателя автоматизирована.

В настоящее время разрабатываются бесконтактные тиристорные схемы для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой.

1.9. Параллельная работа трансформаторов

Под параллельной работой нескольких трансформаторов понимается такая работа, когда их вторичные обмотки подключены к общей нагрузке, а первичные – к общей сети. Параллельное включение трансформаторов используется в следующих случаях:

1. при значительных сезонных и суточных колебаниях нагрузки. В этом случае количество работающих трансформаторов должно быть таким, чтобы каждый из них имел нагрузку, близкую к номинальной, что обеспечивает минимальные потери в них;

2. для обеспечения резервирования в электроснабжении при аварии или ремонте трансформатора;

3. если мощность нагрузки превышает мощность, на которую можно выполнить трансформатор.