4.5. Трансформатори послідовного вмикання

Як зазначається 21, в деяких випадках (наприклад, трансформатори граничної потужності та напруги) здійснення регулювання вторинної напруги трансформатора за допомогою відгалужень від обмотки утруднене. Іноді потрібне додаткове регулювання напруги окремих гілок замкнених високовольтних мереж для перерозподілу потоків потужності між окремими гілками мережі. В цих випадках застосовують трансформатори послідовного вмикання ТПВ (рис. 4.6), у яких вторинна обмотка вмикається в мережу послідовно, а первинна живиться від спеціального трансформатора РТ, регульованого з навантаженням.

Рис. 4.6. Трансформатор послідовного вмикання

У РТ в загальному випадку є дві вторинні обмотки d та q. Одна з них (обмотка d) створює подовжню складову напруги U_1Ad, яка співпадає за фазою з мережевою напругою фази, яка розглядається, або зсунута відносно неї на 180° ,а інша (обмотка q)-поперечну складову напруги U_1Aq, зсунуту відносно напруги цієї мережевої фази на 90°. Напруги U_1Aq, U_1Ad можна регулювати незалежно одну від одної, а первинна напруга трансформатора ТПВ

.

Вторинна напруга , яка додається до напруги мережі може змінюватись за величиною й фазою. Напруга мережі за ТПВ

Регулювання напруг всіх фаз виконується одночасно.

Трансформатори з двома обмотками d та q внаслідок їхньої складності й вартості застосовується відносно рідко. Частіше використовуються трансформатори тільки з обмоткою d, які дозволяють здійснювати подовжнє регулювання напруги.

4.6. Трансформатори з рухомою вторинною обмоткою

Деяке застосування знаходять трансформатори з рухомими обмотками й осердями. На рис.4.7 подано трансформатор з двома первинними обмотками 1, увімкненими паралельно, та вторинною обмоткою 2, розташованою на рухомому осерді.

а) б) в) г)

Рис. 4.7. Трансформатор з регулюванням напруги рухомою вторинною обмоткою

При переміщенні осердя вниз із положення, показаного на рис. 4.7,а, потокозчеплення з обмоткою 2 плавно змінюється й напруга обмотки також плавно змінюється від +U₂ (рис.4.7,б) до - U₂ (рис.4.7,в,г) при нижньому крайньому положенні осердя, коли обмотка 2 буде розташовуватись напроти нижньої обмотки 1.

4.7. Індукційні та фазорегулятори [1]

4.7.1. Принцип дії індукційного регулятора

Індукційний регулятор є асинхронною машиною із загальмованим ротором і застосовується для регулювання напруги. Найчастіше застосовуються трифазні індукційні регулятори, а однофазні застосовуються дуже рідко.

Схема трифазного індукційного регулятора наведена на рис. 4.8. Практично зручніше, коли первинною обмоткою є роторна, оскільки є можливість повертати ротор за допомогою якогось поворотного пристрою. наприклад, черв’ячної передачі, а вторинною – статорна, нерухома.

мережа

до навантаження

Рис. 4.8. Схема вмикання індукційного регулятора

Принцип дії індукційного регулятора такий. Трифазний намагнічуючий струм, який підводиться до обмотки ротора, створює магнітний потік , який обертається зі швидкістю

Рис. 4.9. ЕРС та струми індукційного регулятора

у певному напрямі, наприклад, за годинниковою стрілкою. Припустимо, що осі обмоток ротора просторово співпадають з відповідними осями обмоток статора (рис. 4.9).

В цьому випадку потік одночасно індукує в обох обмотках машини ЕРС Е₁ та Е₂, які співпадають за фазою й однаково спрямовані відносно обмоток. Оскільки всі три фази є в однакових умовах, достатньо розглянути тільки одну з них. У випадку, який розглядається, напруга U₂ на затискачах споживання становить арифметичну суму U₁ та Е₂ (рис. 4.10):

.

Рис. 4.10. Діаграма ЕРС індукційного регулятора

Це положення ротора вважаємо початковим і від нього будемо вести відлік кутів.

Повернемо ротор на кут . Тоді одержимо:

.

Це положення індукційного регулятора можливо назвати другим основним його положенням.

У загальному випадку можливо повернути ротор на будь-який кут. Будемо вважати кути позитивними при повороті ротора за напрямом обертання потоку та негативними – проти напряму обертання потоку.

Повернемо ротор на кут (рис. 4.9). Оскільки напруга U₁=const та частота f₁=const, потік =const. Але тепер Е₂=АА₁ повертається на кут . Геометричним місцем кінців векторів ЕРС Е₂ та напруги U₂ при змінному куті є коло з центром в точці А з радіусом Е₂=АА₁.

Результуюча напруга індукційного регулятора:

.