Beskrivelse
Metoden til transformerspændingsregulering kan justeres baseret på om transformeren er i drift (spændingsførende), og kan opdeles i to hovedkategorier: fra-belastningsspændingsregulering og til-belastningsspændingsregulering.
1. Kerneprincip
Uanset hvilken metode der anvendes, er det grundlæggende princip at justere udgangsspændingen ved at ændre drejningsforholdet for transformatorens højspændingsvikling.-
Formlen er udtrykt som: V1/V2 ≈ N1/N2
Her er V1 og V2 spændingerne på de primære (høj-) og sekundære (lav- spændingsside) viklinger, og N1 og N2 er det tilsvarende antal vindinger.
Ved at ændre antallet af omdrejninger N1 på højspændingssiden kan den sekundære udgangsspænding V2 holdes stabil, selvom netspændingen V1 svinger til en vis grad. Grunden til, at spændingsregulering normalt udføres på-højspændingssiden, er, at strømmen er mindre, hvilket gør tapkontaktens kontakter nemmere at fremstille og længere-holdbare.
2. Hovedmetoder til spændingsregulering
(1). Fra-Belast tapskifter (også kaldet Nej-Load Tap Changer eller Power-Off Voltage Regulation)
Driftsmetode:Vandhanens position skal ændres manuelt, mens transformatoren er helt slukket og afbrudt fra nettet.
Arbejdsprincip:Høj-spændingsviklingen er udstyret med flere udtag (normalt 3 eller 5), såsom nominel spænding, +5%, -5% osv. Disse vandhaner er forbundet til en trykkobler. Når spændingsjustering er nødvendig, betjenes kontakten efter strømmen for at vælge en anden hane, hvorved omdrejningsforholdet ændres.
Karakteristika:
- Fordele:Enkel struktur, lave omkostninger, høj pålidelighed.
- Ulemper:Kræver strøm-slukket under spændingsjustering, hvilket påvirker strømforsyningens kontinuitet, og kan ikke automatisk justeres i realtid- i henhold til belastningsændringer.
Ansøgningsscenarier:Velegnet til situationer med lavspændingsstabilitetskrav, såsom distributionstransformatorer, hvor sæsonbetingede belastningsændringer er mindre eller landlige elnet. Justeringer foretages af elektrikere før perioder med lavt eller spidsbelastningsbehov.
(2) Til-Load Tap Changer (også kaldet Load Tap Changer)
Driftsmetode:Tappositionen kan ændres automatisk eller manuelt, mens transformeren kører under belastning, hvilket opnår uafbrudt spændingsregulering.
Arbejdsprincip:Dette er den mest komplekse og kritiske teknologi. Dens kerne er den-indlæste trykskifter, der består af to dele:
- Vælger:Ansvarlig for forudvalg af næste tryk uden at afbryde strømmen.
- Omstillingskontakt:Ansvarlig for hurtigt at overføre belastningsstrømmen fra den aktuelle kontakt til den forudvalgte kontakt på et tidspunkt, hvor strømmen er næsten nul (normalt ved det aktuelle nul-krydsningspunkt).
For at forhindre strømafbrydelse og overdreven lysbuedannelse under omskiftning bruges overgangsmodstande (eller reaktorer) til midlertidigt at føre cirkulerende strøm. Skifteprocessen for moderne-belastningsvippevekslere er fuldført inden for titusvis af millisekunder med minimal indvirkning på strømforsyningen.
Karakteristika:
Fordele:Spændingsjustering kræver ikke strøm-fra, hvilket sikrer kontinuerlig strømforsyning og spændingsstabilitet. Kan integreres med automatiske kontrolsystemer til nøjagtig-tidsbestemt spændingsregulering.
Ulemper:Meget kompleks struktur, høje produktionskrav, dyr og kræver betydelig vedligeholdelse.
Applikationsscenarier: Velegnet til scenarier med høje krav til strømkvalitet, såsom understationer i bycentre, generatorer-op-stationer eller strømforsyning til vigtige industrielle brugere, hvilket sikrer, at spændingsudsving forbliver inden for nationale standarder.
3. Andre hjælpe- eller specialspændingsreguleringsmetoder
Ud over de to almindelige metoder nævnt ovenfor, der ændrer drejningsforholdet, er der nogle hjælpemetoder:
(1)Serie spændingsregulator:
En autotransformer er forbundet i serie på transmissionslinjen, og dens udgangsspænding justeres for at kompensere for spændingsfald langs linjen. Det ændrer ikke direkte hovedtransformatorens omdrejningsforhold, men "justerer" effektivt netspændingen.
(2)Yderligere spænding-Reguleringstransformator:
En ekstra spændingsregulerende-transformator (serietransformator) tilføjes uden for hovedtransformatoren. Ved at justere spændingen på denne hjælpetransformator kan udgangsspændingsvariationen af hovedtransformatoren kompenseres. Denne tilgang adskiller den komplekse spændingsreguleringsmekanisme fra transformatorens hovedlegeme.
(3) Strømelektronik spændingsregulering (statisk VAR-kompensator/SVG, statisk synkronkompensator/STATCOM osv.):
Dette er en avanceret teknologi i moderne elnet. Det ændrer ikke direkte transformatorens omdrejningsforhold, men regulerer spændingsniveauet ved netknudepunkter ved hurtigt at indsprøjte eller absorbere reaktiv effekt ved hjælp af elektroniske enheder med høj-effekt (såsom IGBT'er). Dens respons er ekstremt hurtig (på millisekundskalaen), primært brugt til dynamisk spændingsunderstøttelse og forbedring af systemstabilitet.
