Меню

Вольтодобавочный трансформатор напряжения сети

Назначение и принцип действия вольтодобавочного трансформатора

Вольтодобавочным трансформатором называется такой электрический трансформатор, который включается своей вторичной обмоткой последовательно в цепь вторичной обмотки основного трансформатора или просто в рассечку линии основной сети. Обычно вольтодобавочный трансформатор имеет переменный коэффициент трансформации (подобно автотрансформатору), но может быть также и нерегулируемым.

Вольтодобавочные трансформаторы традиционно используют с целью автоматической регулировки напряжений отдельных линий или группы линий. К примеру при реконструкции сети, где используется трансформатор без возможности регулирования под нагрузкой, именно вольтодобавочный трансформатор позволяет регулировать напряжение — он дает возможность выравнивать напряжение в сети, убирает несимметричность напряжения на определенном участке цепи, снижает опасные последствия в случае отгорания нулевого проводника.

Трансформаторная подстанция

Как нетрудно понять, вольтодобавочный трансформатор воздействует на подаваемое к потребителю напряжение, добавляя к нему собственную дополнительную ЭДС, которая вычитается либо складывается с основным напряжением сети. В принципе вольтодобавочные трансформаторы могут быть как регулируемыми, так и нерегулируемыми.

В любом случае они формируют определенное добавочное напряжение независимо от того, какая нагрузка подключена и получает питание от данной сети в текущий момент. А непосредственно величину надбавки выбирают исходя из максимальной и минимальной нагрузки, чтобы на потребителе ни в коем случае не возникло перенапряжения.

Принципиальная схема включения вольтодобавочного трансформатора без регулировки

На первом рисунке изображена принципиальная схема включения вольтодобавочного трансформатора без регулировки. Здесь первичные обмотки трех однофазных трансформаторов включены по схеме «звезда» и питаются от трех фаз основной регулируемой сети. Вторичные обмотки данных трансформаторов, как было отмечено выше, включены последовательно в рассечку, причем рассчитаны они на более высокие токи I.

Во вторичных обмотках и создаются добавочные ЭДСдоб, которые складываются или вычитаются из напряжения U1 сети, которую необходимо регулировать. В принципе в качестве вольтодобавочных трансформаторов могут использоваться сварочные или котельные трансформаторы с соотношением напряжений 380/24. Их первичные обмотки как обычно подключаются к сети, а вторичные — в рассечку регулируемой линии. U2 представляет собой сумму ЭДСдоб и U1.

Схема регулируемого вольтодобавочного трансформатора

На втором рисунке приведена схема регулируемого вольтодобавочного трансформатора. По сути здесь мы видим автотрансформатор, который получает питание от напряжения основной сети. Вторичные же напряжения снимаются через переключатели П, как это обычно бывает у всех автотрансформаторов, и подаются на первичные обмотки отдельных трансформаторов, включенных в регулируемую линию последовательно своими вторичными обмотками.

Действует все как обычно: токи первичных обмоток создают магнитные потоки в магнитопроводах понижающих трансформаторов, во вторичных обмотках наводятся ЭДС, которые последовательно складываются или вычитаются (в зависимости от фазировки подключения) с напряжениями основной сети в каждой из фаз.

В итоге напряжение на выходе регулируемой сети, в результате такого включения, изменяется на 5-10% в зависимости от того, в каком положении находится на данный момент переключатель. Сам переключатель сделан таким образом, что при переключении между контактами даже под нагрузкой разрыва цепей первичных обмоток последовательных (вольтодобавочных) трансформаторов не происходит.

Источник

Регулирование напряжения в сетях вольт-добавочными трансформаторами. Режимы работы автотрансформаторов.

Вольтодобавочный трансформатор ( его вторичные обмотки) последовательно соединяется с вторичными обмотками трансформатора Т питания тиристорных выпрямителей, поэтому напряжение на их входах определяется суммой остаточного при токе КЗ напряжения синхронного генератора и ЭДС вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора. Тиристорные возбудители с вольтодобавочными трансформаторами обеспечивают форсировку возбуждения при КЗ на стороне высокого напряжения силового трансформатора, самовозбуждение при трехфазных КЗ, действие резервных защит при трехфазных КЗ на шинах синхронного генератора.

Читайте также:  Несимметрия напряжения основные причины возникновения

Вольтодобавочные трансформаторы или регуляторы напряжения типа ТНН-45 применяются для кенотронных и маслопробойных аппаратов. Они имеют две обмотки: первичную, которая может включаться в сеть 127 в, и вторичную, включаемую последовательно с первичной. Регулирование напряжения осуществляется при помощи щеток, скользящих по виткам вторичной обмотки. [2]

Вольтодобавочные трансформаторы целесообразно устанавливать во вторичные цепи трансформаторов, связывающих сети разных номинальных напряжений. Это обусловлено тем обстоятельством, что в указанных местах действие вольтодобавочных трансформаторов получается наиболее эффективным даже при изменении схемы сети каждой ступени трансформации. Установка их в сети меньшего напряжения может показаться более выгодной, поскольку в отдельных линиях может оказаться меньшей пропускная способность. Однако при этом могут возникать и некоторые нежелательные явления, такие, как появление уравнительных токов в контурах сети одного напряжения, имеющих сравнительно малую протяженность. Эти уравнительные токи могут вызвать дополнительные потери энергии в большей степени, чем снижаются потери энергии в неоднородном контуре.

Вольтодобавочные трансформаторы с продольным регулированием позволяют выполнить те же функции в тех случаях, когда основные трансформаторы или автотрансформаторы не имеют устройств РПН. Практически это относится ко всем многообмоточным трансформаторам и автотрансформаторам, которые имеют только по одному устройству РПН, позволяющему регулировать только один коэффициент трансформации. Кроме того, как уже было указано, некоторые трансформаторы и автотрансформаторы ( мощностью выше 200 MB-А) выполняются без РПН и даже без регулировочных ответвлений. [4]

Вольтодобавочные трансформаторы с поперечным или продольно-поперечным регулированием выполняют более узкие функции. С их помощью улучшаются условия работы неоднородных замкнутых сетей. [5]

Схема регулирования напряжения с помощью вольтодобавочного трансформатора ( показано для одной фазы.

Вольтодобавочный трансформатор состоит из двух частей, выполненных в одном или двух кожухах ( рис. 23 — 9): последовательного трансформатора и питающего его трансформатора или автотрансформатора. Вторичную обмотку последовательного трансформатора включают последовательно с той обмоткой главного трансформатора, в цепи которой предполагается регулирование напряжения, а его первичную обмотку присоединяют ко вторичной обмотке питающего трансформатора. Первичную обмотку последнего обычно подключают к обмотке низшего напряжения главного трансформатора.

Схема включения вольтодобавочного трансформатора для продольного регулирования напряжения, о — схема однолинейная. б — схема трехлинейная. в — векторная диаграмма напряжений. [8]

Вольтодобавочные трансформаторы могут использоваться как для регулирования напряжения но. [9]

Схема регулируемого вольтодобавочного трансформатора. [10]

Вольтодобавочные трансформаторы могут быть нерегулируемыми и регулируемыми. [11]

Принципиальные схемы включения и векторные диаграммы вольтодобавочных трансформаторов. [12]

Вольтодобавочные трансформаторы и линейные регулировочные автотрансформато-р ы наряду с трансформаторами, регулируемыми под нагрузкой, широко применяются для регулирования напряжения. Вольтодобавочные трансформаторы имеют одну обмотку, включенную последовательно с линией, в которой регулируется напряжение. Эта обмотка получает питание от вспомогательного или возбуждающего трансформатора, первичная обмотка которого питается от сети или постороннего источника тока. [13]

Схема многоступенчатого регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой ( РПН. [14]

Вольтодобавочные трансформаторы и линейные регулировочные автотрансформаторы наряду с трансформаторами, регулируемыми под нагрузкой, широко применяют для регулирования напряжения. Вольтодобавочные трансформаторы имеют одну обмотку, включенную последовательно с линией, в которой регулируется напряжение. Эта обмотка питается от вспомогательного или возбуждающего трансформатора, а первичная обмотка последнего — от сети или постороннего источника тока. В зависимости от схемы соединения обмоток Вольтодобавочные трансформаторы могут создавать добавочную ЭДС, сдвинутую при фазе относительно основного напряжения или совпадающую с ним. [15]

Читайте также:  Провод высокого напряжения бмв

2. Нормы качества электрической энергии и область их применения в системах электроснабжения.

3. Практическое задание.

4. Задача

Билет №9

1. Автотрансформаторы: параметры автотрансформатора, обоснование рациональных схем соединения его обмоток. Схемы РПН трансформаторов на реакторах и сопротивлениях. Принцип их работы

А́втотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения.

Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь частьмощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот фактор роли не играет, зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

ЛАТРЛабораторный АвтоТрансформатор Регулируемый.

РНОРегулятор Напряжения Однофазный.

РНТРегулятор Напряжения Трёхфазный.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Источник



Принцип работы вольтодобавочный трансформатор

ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изучение схемы и конструкции вольтодобавочного устройства тяговой подстанции постоянного тока

Рисунок 6.1. Вид модуля ВДУ со стороны подключения тяговой сети.

Рисунок 6.2. Общий вид ВДУ с трансформатором.

Устройство вольтдобавочное служит для усиления электроснабжения контактной сети постоянного тока 3,3 кВ электрифицированных железных дорог.

Основной режим работы ВДУ – стабилизация напряжения в контактной сети путем регулирования уровня выходного напряжения тяговой подстанции в зависимости от токовой нагрузки.

В комплект поставки ВДУ входят:

— модуль вольтодобавочного устройства;

— трансформатор вольтодобавочного устройства 10(6) кВ;

— щиток дистанционного управления;

— датчик напряжения с предохранителем и комплектом проводов вторичной коммутации.

Рисунок 6.3. План расположения оборудования в модуле ВДУ.

Рисунок 6.4. Трансформатор.

Трансформатор ВДУ представляет собой сухой трансформатор мощностью 2,5 МВА в кожухе размером 3035х3000х2930 мм и массой 10600 кг.

Рисунок 6.5. Общий вид и внутреннее устройство выпрямителя.

Выпрямитель В-МПП-3,15к-500 УХЛ4 на номинальное выходное напряжение 500 В.

Рисунок 6.6. Датчик напряжения.

ДН представляет собой компенсационный датчик на эффекте Холла и служит для электронного преобразования напряжения в пропорциональный выходной ток. ДН имеет гальваническую развязку между первичной (силовой) и вторичной (измерительной) цепями. ДН имеет токовый выход с коэффициентом преобразования 4000 В/50 мА.

Читайте также:  Схема регулятора напряжения 10000 вт

Рисунок 6.7. Принципиальная схема ВДУ.

Основные технические характеристики ВДУ.

Модуль ВДУ включается последовательно с тяговым выпрямительным агрегатом со стороны «минуса». Напряжение на выходе модуля ВДУ суммируется с напряжением тягового выпрямительного агрегата. Регулированием напряжения модуля ВДУ обеспечивается стабилизация уровня выходного напряжения тяговой подстанции на заданном уровне. Регулирование выходного напряжения модуля ВДУ осуществляется по сигналам ДН, установленного на сборных шинах постоянного тока тяговой подстанции. Выходной сигнал ДН заводится в щиток ДУ, где сравнивается с уставкой. По результатам сравнения формируется сигнал управления ВДУ. По сигналу управления модуль ВДУ обеспечивает выходное напряжение, необходимое для стабилизации напряжения тяговой подстанции на уровне заданной уставки.

Для защиты ВДУ от перегрузок используются сигналы с датчиков тока. Защита ВДУ от перегрузок обеспечивается переводом его в режим стабилизации по току. Система управления ВДУ обеспечивает выходное напряжение модуля ВДУ, необходимое для удержания тока ВДУ на уровне, не превышающем уставку. В случае невозможности стабилизации тока и его дальнейшего увеличения (короткое замыкание), обеспечивается минимальное выходное напряжение модуля ВДУ. Для снижения переменных составляющих в выпрямленном напряжении, а также прохождения тока при выключенном ВДУ, предусмотрены шунтирующие диоды. В случае возникновения аварийной или нештатной ситуации с тиристоров снимаются импульсы управления, а ток тяговой подстанции замыкается через шунтирующие диоды. В этом случае обеспечивается уровень напряжения на выходе тяговой подстанции без работы ВДУ (без стабилизации). Для обеспечения дистанционного управления ВДУ на тяговой подстанции устанавливается щиток ДУ.

Рисунок 6.8. Щиток дистанционного управления.

Рисунок 6.9. Общий вид сухих трансформаторов без защитного кожуха.

Рисунок 6.10. Устройство выпрямителя.

Применение вольтодобавочных трансформаторов для управления качеством электроэнергии

Вольтодобавочные трансформаторы (ВДТ) и линейные регуляторы (ЛР) могут быть использованы для целей как централизованного, так и местного регулирования.

ВДТ включаются в рассечку линии и могут быть установлены в любой точке электрической сети.

ВДТ могут устанавливаться в сетях напряжением до 1000 В на линиях, к которым непосредственно подключены электроприемники.

ВДТ представляет собой агрегат, состоящий из регулировочного трансформатора сРПН и вольтодобавочного трансформатора, последовательная обмотка которого включается в рассечку линии, а обмотка возбуждения подключается к переключающему устройству регулировочного трансформатора.

Достоинством ВДТ является то, что сравнительно небольшой собственной мощностью ВДТ (Sсоб.) можно регулировать напряжение в линии с существенно большей проходной мощностью Snp.

Регулирование напряжения осуществляется за счет изменения коэффициента трансформации регулировочного трансформатора с реверсивной схемой.

При согласном включении обмоток имеют место положительные добавки напряжения, а при противовключении — отрицательные добавки.

Регулирование напряжения может проводиться и с помощью фазопереключаемого ВДТ (ФВДТ), в котором изменение напряжения происходит за счет изменения схемы соединения обмоток напряжения.

Схема работы ФВДТ: а) включение обмоток возбуждения на свое фазное напряжение; б) при согласном включении добавка напряжения равна +Е, а при противовключении — .

Включая обмотки возбуждения на соседние фазные напряжения можно получить половинную добавку ±0,5*Е.

Источник