Transformátory fázového posuvu a jejich použití

Ve střídavých sítích jsou toky činného výkonu ve vedení úměrné sinusu úhlu fázového posunu mezi napěťovými vektory zdroje elektrické energie umístěnými na začátku vedení a jímkou ​​elektrické energie umístěným na konci vedení. čára.

Pokud tedy uvažujeme síť vedení, která se liší přenášeným výkonem, pak je možné přerozdělit toky výkonu mezi vedeními této sítě, zejména změnit hodnotu úhlu fázového posunu mezi vektory zdrojového napětí a přijímačem v jedna nebo více linek uvažované třífázové sítě.

To se provádí za účelem co nejpříznivějšího zatížení linek, což se v běžných případech často nestává. Přirozené rozložení energetických toků je takové, že vede k přetěžování vedení nízkého výkonu, přičemž se zvyšují energetické ztráty a kapacita vedení vysokého výkonu je omezena. Možné jsou i další důsledky škodlivé pro elektrickou infrastrukturu.

Vynucená, cílevědomá změna hodnoty úhlu fázového posunu mezi vektorem napětí zdroje a vektorem napětí přijímače se provádí pomocným zařízením — transformátorem s přepínáním fáze.

V literatuře jsou názvy: transformátor s přepínáním fáze nebo transformátor křížový... Jedná se o transformátor se speciální konstrukcí a je určen přímo pro řízení proudů, a to jak činných, tak i reaktivní síla v třífázových střídavých sítích různých velikostí.

Hlavní výhodou transformátoru s fázovým posunem je to, že v režimu maximálního zatížení může odlehčit nejvíce zatížené vedení a optimálním způsobem přerozdělit toky energie.

Transformátor s fázovým posuvem obsahuje dva samostatné transformátory: sériový transformátor a paralelní transformátor. Paralelní transformátor má primární vinutí vyrobené podle schématu „delta“, které je nezbytné k uspořádání systému třífázových napětí s offsetem vzhledem k fázovým napětím o 90 stupňů, a sekundární vinutí, které lze vyrobit v formou izolovaných fází s odtokovým blokem se zemním středem.

Fáze sekundárního vinutí paralelního transformátoru jsou připojeny přes výstup přepínače odboček k primárnímu vinutí sériového transformátoru, které je obvykle v hvězdicovém uspořádání s nulovým vodičem uzemněným.

Sekundární vinutí sériového transformátoru je zase vyrobeno ve formě tří izolovaných fází, z nichž každá je zapojena do série v sekci odpovídajícího lineárního vodiče, fázově korelovaná, takže součástka, která je fázově posunuta o 90 stupňů se přičte k vektoru napětí zdroje.

Na výstupu vedení se tedy získá napětí rovnající se součtu vektorů napájecího napětí a přídavného vektoru kvadraturní složky, který je zaváděn transformátorem s fázovým posunem, tj. fázové změny.

Amplitudu a polaritu zaváděné kvadraturní složky, která je vytvářena fázově posunutým transformátorem, lze měnit; k tomu je poskytována možnost nastavení bloku odboček.Takže úhel fázového posunu mezi napěťovými vektory na vstupu vedení a na jeho výstupu se změní o požadovanou hodnotu, která souvisí s provozním režimem vedení. určitou linii.

Náklady na instalaci transformátorů s fázovým posunem jsou poměrně vysoké, ale náklady se vyplatí optimalizací provozních podmínek sítě. To platí zejména pro vysokovýkonná přenosová vedení.

Ve Velké Británii se transformátory s fázovým posunem začaly používat již v roce 1969, ve Francii byly instalovány od roku 1998, od roku 2002 byly zavedeny v Nizozemsku a Německu, v roce 2009 — v Belgii a Kazachstánu.

V Rusku zatím nebyl instalován jednofázový transformátor, ale existují projekty. Světové zkušenosti s používáním transformátorů s fázovým posunem v těchto zemích jednoznačně ukazují zlepšení účinnosti elektrických sítí díky řízení energetických toků pomocí transformátorů s fázovým posunem pro optimální distribuci.