5.5.3. Трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой

Все силовые трансформаторы проектируются и изготавливаются так, чтобы обеспечить ступенчатое регулирование напряжения в пределах от номинального. Для этого об-мотки ВН выполняются с пятью ступнями. Среднее соответствует номинальному напря-жению и четыре других – напряжениям, отличающихся от номинального на и  5 %.

Для того, чтобы изменить напряжение, трансформатор отключается от сети (как с первичной, так и со вторичной стороны) Изменение числа витков осуществляется при помощи специальных переключателей, которые находятся внутри бака, а их рукоятка выводится на крышку бака.

Если возникает необходимость регулирования напряжения под нагрузкой, то применяются специальные трансформа-торы. В мощных сетях используются ступенчатое регулирование напряжения. Пределы регулирования до от номинального и число ступеней до 10.

Ступенчатое регулирование напряжения должно происходить без разрыва рабочей цепи. Осуществить его можно двумя путями:

- изменением числа витков обмотки ВН трансформатора;

- посредством специального вольто-добавочного трансформатора, включаемого последовательно в цепь главного трансформатора и имеющего переменный коэффициент трансформации.

Для примера рассмотрим первый случай. Схема трансформатора с регулированием напряжения изменением числа витков обмотки на рис ВН приведена. 5.24.

П ереключаемые участки обмотки расположены в средней по высоте части обмотки, в противном случае увеличиваются сопротивления рассеяния и аксиальные усилия, действующие на обмотку трансформатора при коротких замыканиях. Для повышения динамической стойкости обмоток, регулируемую часть обмотки рекомендуется выполнять в форме цилиндра, располагаемого концентрично с основной частью обмотки снаружи нее и имеющую ту же высоту.

На схеме рис. 5.24 А-X – обмотка ВН; P – реактор; В₁ и В₂ – выключатели; П₁ и П₂ – переключатели. При нормальной работе В₁ и В₂ замкнуты, рукоятки переключателей П₁ и П₂ установлены на одноименных зажимах. Точка "а" реактора является средней точкой. В этом случае токи в обеих половинах реактора направлены в разные стороны и создают МДС, направленные встречно, поэтому индуктивные сопротивления реактора мало.

Для изменения напряжения выполняются следующие операции: размыкается выключается В₁, рукоятка переключателя П₁ переводится в положение 2 и снова замыкается В₁. При этом часть обмотки между контактами 1 и 2 оказывается замкнутой через реактор, который служит для ограничения величины ток. Затем те же операции выполняются с правой частью схемы и этим заканчивается процесс регулирования.

В рассматриваемой схеме переключения, аппаратура включена последовательно в обмотку ВН трансформатора, поэтому она расчитывается на напряжение и ток этой обмотки. Это является недостатком данного способа регулирования.

В том случае, когда необходимо изолировать переключающую аппаратуру от сети высокого напряжения, используется схема с вольтодобавочным трансформатором. Обмотка ВН этого трансформатора включается последовательно с основным трансформатором и рассчитана на напряжение . Обмотка НН вольтодобавочного трансформатора подключена к регулировочному трансформатору, напряжение которого регулируется ступенями.

При небольших мощностях применяются трансформаторы с плавным регулированием напряжением под нагрузкой. Принцип действия таких трансформаторов основан на изменении индуктивной связи между обмотками, расположенными на сердечнике. Это можно осуществить двумя путями: перемещением подвижной обмотки относительно неподвижной или изменением сопротивления магнитопровода, подмагничивая его постоянным током.

105