Автоматическое регулирование напряжения трансформаторов

Трансформаторы и автотрансформаторы связи шин различных напряжений электростанций имеют устройства для изменения коэффициента трансформации — регулирования под нагрузкой (УРПН), необходимые для управления перетоками реактивной мощности и поддержания напряжений шин на согласованных уровнях. Разрабатываются высоконадежные тиристорные УРПН.

Указанные управляемые электроэнергетические объекты оснащаются автоматическими регуляторами реактивной мощности (АРРМ) и регуляторами коэффициента трансформации (АРКТ) соответственно. Особенностями АРРМ являются безынерционность и, как правило, непрерывность действия, а особенностью АРКТ — дискретность действия с относительно большими временными задержками.

Основные особенности автоматического регулирования коэффициента трансформации обусловливаются дискретностью его изменения при переключении ответвлений обмоток и относительной сложностью и инерционностью процесса переключения электромеханическими УРПН.

На рис. 6.8 показаны схемы, соответствующие основным коммутационным операциям переключения двух соседних ответвлений с реакторным ограничителем тока замыкания между ними, возникающего в процессе переключения.

В установившемся режиме работы — до переключения (рис. 6.8, а) или после переключения (рис. 6.8, д) — реактор LR не оказывает влияния на работу трансформатора: по его двум встречно включенным обмоткам проходят одинаковые токи и результирующее реактивное сопротивление равно нулю.

Первой операцией процесса переключения является размыкание контакта КМ1 контакторов в цепях обмоток реактора (рис. 6.8,б). Ток нагрузки проходит по одной обмотке реактора, обладающей определенным сопротивлением. Затем происходит изменение положения контакта П2 переключателя ответвлений в условиях отсутствия тока, после чего контакт КМ2 снова замыкается и соединяет два ответвления между собой через согласно включенные обмотки реактора (рис. 6.8,в). Значительное сопротивление реактора ограничивает ток Iк в цепи замыкания двух ответвлений. Далее размыкается контакт КМ1 (рис. 6.8,г), изменяется положение контакта П1 переключателя без разрыва цепи тока и контакт КМ1 снова замыкается (рис. 6.8,д).

При переключении двух соседних ответвлений напряжение трансформатора на обмотке без ответвлений изменяется на ступень регулирования (1,25-2,5)%. Основными особенностями автоматического регулирования коэффициента трансформации являются:

• дискретность действия регулятора и нечувствительность к изменениям напряжения, меньшим ступени регулирования;

• действие с относительно большой выдержкой времени для предотвращения переключений при кратковременных изменениях напряжения при пусках и самозапусках электродвигателей, удаленных КЗ и в других случаях;

• необходимость (для понижающих трансформаторов) регулирования напряжения с отрицательным статизмом для поддержания напряжения у потребителя на неизменном уровне при возрастании нагрузки.

Указанные особенности обусловливают соответствующие требования к измерительной части автоматических регуляторов коэффициентов трансформации, а именно:

• релейность действия с зоной нечувствительности измерительного органа напряжения;

• высокий (близкий к единице) коэффициент отпускания (возврата) релейных элементов;

• необходимость ввода в измерительный орган напряжения сигнала по току нагрузки для установки отрицательного статизма.

Высокий коэффициент возврата необходим для обеспечения возможной точности регулирования путем максимального приближения зоны нечувствительности регулятора к ступени регулирования.