Напряжение в сети должно соответствовать определенным параметрам. Выход его значений за допустимые пределы может привести к аварийной ситуации и выходу из строя электрооборудования. Для стабилизации используются системы АРН трансформаторов напряжения.
Для каких целей предназначаются системы и устройства автоматического регулирования напряжения
При изменении нагрузки меняется напряжение в сети у потребителей. Это связано изменением тока и величины потерь во вторичной обмотке и кабелях. Колебания, происходят также при изменении параметров энергосистемы региона.
Для стабилизации используются различные методы:
- Стабилизированные источники питания. Используются в отдельных электроприборах.
- Стабилизаторы на основе автотрансформаторов. Устанавливаются в квартире, частном доме или небольшой мастерской.
- АРН силовых понижающих трансформаторов. Стабилизирует параметры сети для всех подключенных к нему устройств. Основана на изменении числа витков первичной обмотки и изменении коэффициента трансформации.
Информация! АРНТ является основным способом поддержания параметров сети для ВСЕХ подключенных к ней потребителей.
Как осуществляется регулировка
Изменение выходного напряжения переключением выводов первичной обмотки производится для поддержания необходимых параметров сети. Такие вывода имеют большинство силовых трансформаторов. Их количество зависит от назначения и мощности устройства — чем мощнее аппарат и выше требования потребителей, тем больше отводов для настройки.
Регулировка осуществляется при ППР переключением болтового соединения внутри устройства или во время работы переключателем в ручном или автоматическом режиме. Для автоматической настройки параметров используется система АРКТ — автоматическая регулировка коэффициента трансформации.
Виды регулирования
Различают два вида переключений;
- ПБВ — переключение без возбуждения. Производится при отсутствии напряжения на первичной обмотке.
- РПН — регулировка под нагрузкой. Выполняется во время работы, а контакты переключателя имеют дугогасящие камеры.
Само переключение выполняется разными способами:
- Ручное. Производится оператором с пульта управления исходя их показаний приборов.
- Дистанционное. Также выполняется оператором, но не вручную, а с пульта управления.
- Автоматическое. Осуществляется системой АРНТ по заранее заданным параметрам.
Есть три принципа работы системы автоматической регулировки:
- Стабилизация. Происходит поддержание стабильного выходного напряжения.
- Программное регулирование. Производится по заданной программе, например, в выходные напряжение слегка понижается для экономии электроэнергии или во время плавки в электропечах и повышенных потерях в кабелях повышается для обеспечения нормальной работы других потребителей.
- Следящая система. Учитывает различные параметры в разных участках сети и кабельных линий большой протяжённости.
Информация! Чем больше точек измерения и учтенных факторов, тем точнее регулировка, но это приводит к усложнению и удорожанию системы, поэтому при проектировании учитывается влияние только основных параметров.
Устройство систем переключения
Переключатели устанавливаются со стороны первичной обмотки. Ток, протекающий в ней ниже и регулятор получается меньше и дешевле. Проще всего устроен переключатель для переключения без возбуждения, но процесс настройки связан с отключением потребителей.
При регулировке под нагрузкой возможна ситуация, при которой подвижные контакты замыкают одновременно два вывода, образуя короткозамкнутый виток. Для ограничения тока в нем устанавливаются токоограничивающие реакторы или резисторы.
Основные характеризующие параметры управления процессом регулировки
Процесс автоматического регулирования характеризуется двумя параметрами:
- Устойчивость системы в переходном процессе. При срабатывании регулировки меняются параметры сети. Это может привести к повторному срабатыванию АРКТ. Устойчивость — это способность системы противостоять этому явлению.
- Точность. Соответствие установившейся величины выходного напряжения заданному значению.
Расчет уставок АРНТ
Выбор уставок регулировки АРКТ определяется по режиму нагрузки. Основной задачей этого аппарата является стабилизация параметров сети:
- напряжение на вводе потребителей, находящихся возле трансформатора не более, чем +5% от номинала;
- в конце линии не менее, чем -5%.
Важно! При включении трансформаторов на параллельную работу уставки должны обеспечивать отсутствие уравнительных токов.
При настройке уставок автоматического регулирования необходимо учесть несколько дополнительных факторов:
- Ширина зоны чувствительности. Это отклонение выходных параметров, при котором отсутствует срабатывание переключателя. Регулировка происходит не плавно, а дискретно, с определенным шагом. Зона чувствительности должна быть меньше шага переключения с коэффициентом 1,3.
- Задержка срабатывания. Предотвращает переключение системы при кратковременных измениях потенциала и во время переходных процессов. Этот параметр обычно составляет 2,5-3 минуты.
- Время контроля. Период наблюдения за процессом переключения, составляет 0,6 сек.
Автоматическая регулировка силовых трансформаторов — это обширная тема, подробное рассмотрение которой выходит за рамки этой статьи.
Для более углубленного изучения материала можно рекомендовать учебник для техникумов, изданный в 1987 году издательством Энергоатомиздат под редакцией Рожковой Л. Д. и Козулина В. С. «Электрооборудование станций и подстанций», другую, более современную литературу, которую можно найти в сети Интернет, а также ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), ГОСТы и другие нормативные документы.
