нагрузкой — РПН. Устройствами перво­го вида снабжают все трансформаторы; исключения из этого правила редки. Эти устройства позволяют обычно из­менять коэффициент транформации в пределах ± 5 %. Устройства второго ви­да рассчитаны на изменение коэффици­ента трансформации в значительно бо­лее широких пределах — до 20 %. Стои­мость их выше. Применение получили также регулируемые трансформаторы, включаемые последовательно с главны­ми трансформаторами (автотрансформа­торами), не снабженными устройствами РПН.

Ответвления для регулирования на­пряжения предусматривают, как прави­ло, на обмотках высшего напряжения, имеющих меньший рабочий ток. На рис. 22.10 показаны распространенные схемы обмоток силовых трансформато­ров с ответвлениями для устройств ПБВ и РПН. Схема на рис. 22.10, а относится к обмоткам напряжением до ПО кВ. Ответвления для устройств ПБВ предусмотрены посередине, вы­вод — на конце. Схема на рис. 22.10,б относится к обмоткам напряжением 220—330 кВ, разделенным на две части с выводом посередине. Ответвления для устройства РПН расположены на 1/4 и 3/4 высоты обмотки. Схема на рис. 22.10, в относится к обмоткам трансформаторов 110 кВ; здесь регулируемая часть об­мотки расположена со стороны нейтра­ли, что позволяет снизить изоляцию переключающего устройства РПН.

Чтобы обеспечить постоянное напря­жение у зажимов обмотки низшего

22.3. Регулирование напряжения

Для регулирования напряжения в системе с помощью трансформаторов (автотрансформаторов) на одной из об­моток (у трехобмоточных трансформа­торов на двух обмотках) предусматри­вают кроме основного вывода допол­нительные ответвления и соответству­ющие переключающие устройства для изменения коэффициента трансформа­ции. Различают два вида переклю­чающих устройств, а именно: 1) уст­ройства для переключения числа витков при отключенном трансформаторе, т. е. без возбуждения,— ПБВ; 2) устройства для переключения числа витков под

напряжения трансформатора (с магнит­ной связью обмоток) при изменении высшего напряжения, необходимо изме­нять число витков обмотки высшего напряжения так, чтобы поддерживать неизменной ЭДС на один виток, т. е. индукцию в магнитопроводе. При уве­личении высшего напряжения для сохра­нения индукции неизменной число вит­ков следует увеличить.

В автотрансформаторах регулируе­мую часть обмотки одно время разме­щали со стороны нейтрали (рис. 22.11, а). В отличие от трансформатора здесь при увеличении высшего напряжения необхо­димо уменьшить число витков, чтобы поддержать неизменным напряжение на стороне среднего напряжения. Это ведет к увеличению ЭДС на один виток, т. е. к увеличению индукции. Однако увели­чение индукции свыше определенного предела недопустимо вследствие резкого увеличения потерь мощности в стали и температуры магнитопровода. Чтобы избежать перенасыщения сердечника, приходится снижать расчетную индук­цию, т. е. увеличивать расход материа­лов и стоимость автотрансформатора.

Существенным недостатком регули­рования изменением числа витков общей обмотки является одновременное изме­нение напряжения третичной обмотки. Поэтому такое регулирование называют связанным. Действительно, при увеличе­нии высшего напряжения и соответ­ствующем уменьшении числа витков напряжение у зажимов третичной об­мотки увеличивается вследствие увели­чения индукции в сердечнике. При умень­шении высшего напряжения и соответ­ствующем увеличении числа витков на-

пряжение у зажимов третичной обмотки уменьшится вследствие уменьшения ин­дукции в сердечнике. Недостатки связан­ного регулирования автотрансформато­ров можно устранить, если ответвления для регулирования перенести на после­довательную обмотку или к линейному выводу среднего напряжения (рис. 22.11, б). При этом стоимость устройства для регулирования увеличивается, так как оно должно быть изолировано на более высокое напряжение.

Последовательные регулировочные трансформаторы. Эти трансформаторы (рис. 22.12) предназначены для регули­рования напряжения при отсутствии устройства РГШ у главных трансформа­торов (автотрансформаторов). Они мо­гут быть подключены к главному транс­форматору (автотрансформатору) со стороны линейных выводов высшего напряжения, линейных выводов среднего напряжения или со стороны нейтрали. Последовательный регулировочный трансформатор имеет две обмотки: последовательную 2, включаемую после­довательно с соответствующей обмот­кой главного трансформатора (авто­трансформатора) 1, и обмотку возбуж­дения 3, получающую питание от об­мотки низшего напряжения трансформа­тора через регулируемый автотрансфор­матор 4. Уровень изоляции переключа­ющего устройства регулируемого авто­трансформатора может быть значитель­но ниже, чем изоляции соответствующе­го устройства, встроенного в главный трансформатор. Напряжение последова­тельной обмотки может быть изменено в широких пределах, определяемых тре­буемым диапазоном регулирования, с

изменением знака, т. е. может прибав­ляться к напряжению обмотки главного трансформатора или вычитаться из него.

Разновидностью последовательного регулировочного трансформатора явля­ется линейный трансформатор для по­перечного регулирования (рис. 22.13), позволяющий сдвигать по фазе напря­жение сети, не изменяя его значения. Достигается это прибавлением к фазно­му напряжению сети регулируемого напряжения сдвинутого на угол 90°. Для этого регулируемый трансформа­тор 4 присоединяют к линейному напря­жению двух других фаз.

Переключающие устройства системы РПН. Эти устройства выполняют таким, образом, чтобы переключение с одного ответвления обмотки на другое не со­провождалось разрывом цепи тока и закорачиванием витков обмотки. Эле­ментами переключающего устройства являются: 1) избиратель ответвлений, контакты которого размыкают и замы­кают ветви цепи без тока; 2) контак­торы, размыкающие и замыкающие вет-

ви цепи с рабочим током; 3) токоогра-ничивающий реактор или резисторы; 4) приводной механизм.

Схема переключающего устройства системы РПН с токоограничивающим реактором приведена на рис. 22.14, а. В исходном положении контакты изби­рателя И₁ и И₂ присоединены к одно­му ответвлению обмотки, а контакторы К₁ и К₂ замкнуты. Рабочий ток делится поровну между ветвями сдвоенного ре­актора LR. Так как токи направлены встречно, падение напряжения в реакто­ре невелико.

Процесс переключения с одной сту­пени на другую протекает в следующей последовательности. Размыкается кон­тактор К₂ (под током); при этом весь рабочий ток проходит через контакты избирателя И₁ контактор К₁ и ветвь реактора. Контакт избирателя И₂ пере­ходит на второе ответвление, замыка­ется контактор К₂. Рабочий ток делится между ветвями реактора. Появляется также циркулирующий ток, вызванный напряжением, между соседними ответ­влениями. Этот ток ограничен большим продольным сопротивлением реактора. Затем размыкается контактор K₁ (под током), контакт избирателя И₁ перехо­дит на соседнее ответвление, и снова замыкается контактор K₁. Процесс пере­ключения закончен. Переключение на следующее ответвление происходит в той же последовательности.

В рассматриваемой схеме процесс переключения происходит относительно медленно, все элементы РПН рассчи­таны на длительное прохождение тока. Избиратель и токоограничивающий ре­актор размещены в баке трансформато­ра. Контакторы размещены в особом отсеке, чтобы обеспечить доступ к кон­тактной системе, требующей ухода. Ре­актор имеет заземленный стальной сер­дечник, а изоляция обмотки реактора соответствует рабочему напряжению. Чем выше последние, тем больше раз­меры реактора. Это ограничивает об­ласть применения рассматриваемой схе­мы. Она может быть использована, если регулируемая часть обмотки нахо­дится со стороны нейтрали.

Переключающие устройства систе­мы РПН с резисторами более совер­шенны. Они относятся к быстродей­ствующим устройствам. Размеры рези­сторов, рассчитанных на кратковремен­ный ток, относительно невелики, и все устройство может быть выполнено весьма компактным. Принципиальная схема переключающего устройства при­ведена на рис. 22.14, б. В исходном по­ложении контакторы K₁ и К₂ замкну­ты, а контакторы К₃ и K₄ разомкнуты. Рабочий ток проходит через контакты избирателя И₁ и контактор K₁. Резистор R1 шунтирован. Процесс переключения на соседнее ответвление обмотки про­исходит в следующей последователь­ности. Контакт избирателя И₂ перехо­дит на соседнее ответвление, размыка­ется контактор K₁, и рабочий ток про­ходит через резистор R1 и контактор К₂. Замыкается контактор К₃, и полови­на рабочего тока переходит в ветвь резистора R2. Появляется также неболь­шой циркулирующий ток. Затем размы­кается контактор К₂ (под током), и весь ток переходит в ветвь резистора R2, Замыкается контактор К₄, шунтируя ре­зистор R2. Ток нагрузки проходит через контактор. Процесс переключения за­кончен. Левая часть схемы подготовле­на к переключению на следующее от­ветвление.

В рассматриваемом устройстве с ре­зисторами условия для гашения дуги, возникающей при размыкании ветвей с током, более благоприятны по срав­нению с -устройством с токоограничи-вающим реактором. Применяют контак­торы в масле, а также с вакуумными камерами, обладающими значительны­ми преимуществами. Механизм пере­ключающего устройства снабжен мощ­ными пружинами, обеспечивающими большую скорость переключения.