Beskrivelse
Metoden for transformatorspenningsregulering kan justeres basert på om transformatoren er i drift (strøm), og kan deles inn i to hovedkategorier: av-lastspenningsregulering og på-lastspenningsregulering.
1. Kjerneprinsipp
Uavhengig av metoden som brukes, er det grunnleggende prinsippet å justere utgangsspenningen ved å endre dreieforholdet til transformatorens høyspenningsvikling.
Formelen er uttrykt som: V1/V2 ≈ N1/N2
Her er V1 og V2 spenningene til primær- (høy-siden) og sekundær (lav-}spenningssiden) viklinger, og N1 og N2 er det tilsvarende antall vindinger.
Ved å endre antall omdreininger N1 på høy-siden kan den sekundære utgangsspenningen V2 holdes stabil selv om nettspenningen V1 svinger til en viss grad. Grunnen til at spenningsregulering vanligvis gjøres på høyspenningssiden er at strømmen er mindre, noe som gjør tappebryterkontaktene enklere å produsere og lengre-varige.
2. Hovedmetoder for spenningsregulering
(1). Av-Load Tap Changer (også kalt Nei-Load Tap Changer eller Power-Off Voltage Regulation)
Driftsmetode:Kranposisjonen må endres manuelt mens transformatoren er helt slått av og koblet fra nettet.
Arbeidsprinsipp:Høyspentviklingen er utstyrt med flere kraner (vanligvis 3 eller 5), for eksempel merkespenning, +5%, -5%, osv. Disse kranene er koblet til en trinnkobler. Når spenningsjustering er nødvendig, betjenes bryteren etter at strømmen er slått av for å velge en annen kran, og dermed endre omdreiningsforholdet.
Kjennetegn:
- Fordeler:Enkel struktur, lav pris, høy pålitelighet.
- Ulemper:Krever strøm-av under spenningsjustering, noe som påvirker strømforsyningens kontinuitet, og kan ikke justeres automatisk i sanntid- i henhold til lastendringer.
Applikasjonsscenarier:Egnet for situasjoner med lavspenningsstabilitetskrav, for eksempel distribusjonstransformatorer der sesongmessige lastendringer er små eller landlige strømnett. Justeringer gjøres av elektrikere før perioder med lavt eller høyt strømbehov.
(2) På-Load Tap Changer (også kalt Load Tap Changer)
Driftsmetode:Kranposisjonen kan endres automatisk eller manuelt mens transformatoren er i drift under belastning, for å oppnå uavbrutt spenningsregulering.
Arbeidsprinsipp:Dette er den mest komplekse og kritiske teknologien. Dens kjerne er-på-last-tappveksleren, som består av to deler:
- Velger:Ansvarlig for å forhåndsvelge neste trykk uten å avbryte strømmen.
- Omkoblingsbryter:Ansvarlig for raskt å overføre belastningsstrømmen fra den gjeldende kontakten til den forhåndsvalgte kontakten i et øyeblikk når strømmen er nesten null (vanligvis ved det nåværende null-krysspunktet).
For å forhindre strømavbrudd og overdreven lysbue under svitsjingen, brukes overgangsmotstander (eller reaktorer) for midlertidig å føre sirkulasjonsstrøm. Bytteprosessen til moderne-last-tappvekslere er fullført i løpet av titalls millisekunder, med minimal innvirkning på strømforsyningen.
Kjennetegn:
Fordeler:Spenningsjustering krever ikke strøm-av, noe som sikrer kontinuerlig strømforsyning og spenningsstabilitet. Kan integreres med automatiske kontrollsystemer for sann-nøyaktig spenningsregulering.
Ulemper:Svært kompleks struktur, høye produksjonskrav, dyr og krever betydelig vedlikehold.
Applikasjonsscenarier: Egnet for scenarier med høye krav til strømkvalitet, for eksempel transformatorstasjoner i bysentrum, generatorstasjoner-oppstigning eller strømforsyning for viktige industrielle brukere, og sikrer at spenningssvingninger holder seg innenfor nasjonale standarder.
3. Andre hjelpe- eller spesialspenningsreguleringsmetoder
I tillegg til de to vanlige metodene nevnt ovenfor som endrer svingforholdet, er det noen hjelpemetoder:
(1) Seriespenningsregulator:
En autotransformator er koblet i serie på overføringslinjen, og dens utgangsspenning justeres for å kompensere for spenningsfall langs linjen. Den endrer ikke direkte hovedtransformatorens omdreiningsforhold, men "justerer" effektivt nettspenningen.
(2)Tilleggsspenning-Reguleringstransformator:
En ekstra spenningsregulerende-transformator (serietransformator) legges til utenfor hovedtransformatoren. Ved å justere spenningen til denne hjelpetransformatoren kan utgangsspenningsvariasjonen til hovedtransformatoren kompenseres. Denne tilnærmingen skiller den komplekse spenningsreguleringsmekanismen fra hovedtransformatorkroppen.
(3) Strømelektronikk spenningsregulering (statisk VAR-kompensator/SVG, statisk synkronkompensator/STATCOM, etc.):
Dette er en avansert teknologi i moderne strømnett. Den endrer ikke direkte transformatorens omdreiningsforhold, men regulerer spenningsnivået ved nettnoder ved å raskt injisere eller absorbere reaktiv kraft ved hjelp av elektroniske enheter med høy-effekt (som IGBT-er). Responsen er ekstremt rask (på millisekundskalaen), hovedsakelig brukt for dynamisk spenningsstøtte og forbedring av systemstabiliteten.
