Transformatoare cu schimbare de fază și utilizarea lor

În rețelele de curent alternativ, fluxurile de putere activă în linii sunt proporționale cu sinusul unghiului de defazare dintre vectorii de tensiune ai sursei de energie electrică situată la începutul liniei și absorbantul de energie electrică situat la sfârșitul liniei. linia.

Deci, dacă luăm în considerare o rețea de linii care diferă în puterea transmisă, atunci este posibil să se redistribuie fluxurile de putere între liniile acestei rețele, în special modificând valoarea unghiului de defazare dintre vectorii de tensiune sursă și receptor în una sau mai multe linii ale rețelei trifazate considerate.

Acest lucru se face pentru a încărca liniile în cel mai favorabil mod, ceea ce adesea nu este cazul în cazuri normale. Distribuția naturală a fluxurilor de energie este de așa natură încât duce la supraîncărcarea liniilor de putere mică, în timp ce pierderile de energie cresc, iar capacitatea liniilor de mare putere este limitată. Sunt posibile și alte consecințe dăunătoare infrastructurii electrice.

O modificare forțată și intenționată a valorii unghiului de defazare dintre vectorul de tensiune sursă și vectorul de tensiune al receptorului este efectuată de un dispozitiv auxiliar - un transformator de comutare de fază.

În literatura de specialitate există denumiri: transformator cu comutare de fază sau transformator încrucișat... Acesta este un transformator cu un design special și este destinat direct controlului curenților, atât activi, cât și putere reactiva în rețele trifazate de curent alternativ de diferite dimensiuni.

Principalul avantaj al transformatorului defazator este că, în modul de sarcină maximă, poate descărca linia cea mai încărcată, redistribuind fluxurile de putere într-un mod optim.

Un transformator cu defazare include două transformatoare separate: un transformator în serie și un transformator paralel. Transformatorul paralel are o înfășurare primară realizată conform schemei „delta”, care este necesară pentru a organiza un sistem de tensiuni trifazate cu un decalaj față de tensiunile de fază cu 90 de grade și o înfășurare secundară, care poate fi realizată în forma de faze izolate cu un bloc de scurgere cu centru de sol.

Fazele înfășurării secundare a transformatorului paralel sunt conectate prin ieșirea comutatorului de reglaj la înfășurarea primară a transformatorului în serie, care este de obicei în aranjament în stea cu neutrul împământat.

Înfășurarea secundară a transformatorului în serie se realizează, la rândul său, sub forma a trei faze izolate, fiecare conectată în serie în secțiunea conductorului liniar corespunzător, corelate în fază, astfel încât o componentă care este defazată cu 90 de grade. se adaugă vectorului de tensiune al sursei.

Deci, la ieșirea liniei, se obține o tensiune egală cu suma vectorilor tensiunii de alimentare și vectorul suplimentar al componentei în cuadratura, care este introdus de transformatorul defazator, adică, ca rezultat, schimbări de fază.

Amplitudinea și polaritatea componentei de cuadratura introduse, care este creată de transformatorul cu defazare, pot fi modificate; pentru aceasta este asigurată posibilitatea de reglare a blocului de robinete.Astfel, unghiul de defazare dintre vectorii de tensiune la intrarea liniei și la ieșirea acesteia se modifică cu valoarea necesară, care este legată de modul de funcționare al o anumită linie.

Costurile de instalare a transformatoarelor defazate sunt destul de mari, dar costurile sunt compensate prin optimizarea condițiilor de funcționare a rețelei. Acest lucru este valabil mai ales pentru liniile de transmisie de mare putere.

În Marea Britanie, transformatoarele defazate au început să fie folosite încă din 1969, în Franța sunt instalate din 1998, din 2002 au fost introduse în Țările de Jos și Germania, în 2009 — în Belgia și Kazahstan.

În Rusia nu a fost încă instalat un transformator monofazat, dar există proiecte. Experiența mondială cu utilizarea transformatoarelor defazate în aceste țări arată clar o îmbunătățire a eficienței rețelelor electrice datorită gestionării fluxurilor de energie cu ajutorul transformatoarelor defazate pentru o distribuție optimă.