Kademe değiştirici - Tap changer

Bir transformatörün modern kademe değiştiricisi.

Bir kademe değiştiricisi de bir mekanizmadır transformatörler değişken dönüş oranları farklı adımlarda seçilecek sağlar. Bu, birincil veya ikincil sargı boyunca musluklar olarak bilinen bir dizi erişim noktasına bağlanarak yapılır.

Kademe değiştiriciler iki ana tipte mevcuttur: dönüş oranı ayarlanmadan önce enerjisinin kesilmesi gereken yüksüz kademe değiştiriciler (NLTC) ve çalışma sırasında dönüş oranlarını ayarlayabilen yük altında kademe değiştiriciler (OLTC). Herhangi bir kademe değiştiricideki kademe seçimi, genellikle OLTC'de olduğu gibi otomatik bir sistem veya NLTC için daha yaygın olan bir manuel kademe değiştirici aracılığıyla yapılabilir. Otomatik kademe değiştiriciler, daha düşük veya daha yüksek gerilim sargısına yerleştirilebilir, ancak yüksek güç üretimi ve iletim uygulamaları için, otomatik kademe değiştiriciler, kolay erişim ve sıradaki mevcut yükü en aza indirmek için genellikle yüksek gerilim (düşük akım) transformatör sargısına yerleştirilir. operasyon.

Dokunarak değiştirme

Yüksüz kademe değiştirici

Yüksüz kademe değiştirici ( NLTC ), Kapalı devre kademe değiştirici ( OCTC ) veya Enerjisiz kademe değiştirici ( DETC ) olarak da bilinir, bir transformatörün dönüş oranının sık sık değiştirilmesini gerektirmediği durumlarda kullanılan bir kademe değiştiricidir ve Transformatör sisteminin enerjisinin kesilmesine izin verilir. Bu tip transformatör, düşük güçlü, alçak gerilim transformatörlerinde sık sık kullanılır, burada bağlantı noktası genellikle bir transformatör bağlantı terminali şeklini alabilir ve giriş hattının elle bağlantısının kesilmesini ve yeni terminale bağlanmasını gerektirir. Alternatif olarak, bazı sistemlerde, kademe değiştirme işlemine bir döner veya sürgülü anahtar vasıtasıyla yardımcı olunabilir.

Yük kademe değiştiricileri, aynı zamanda, sistemin, nominal değerin etrafındaki dar bir bant içindeki iletim sistemi varyasyonlarını barındırmak için birincil sargı üzerinde bir yüksüz kademe değiştirici içerdiği yüksek gerilim dağıtım tipi transformatörlerde de kullanılmaz. Bu tür sistemlerde, kademe değiştirici genellikle kurulum sırasında sadece bir kez ayarlanacaktır, ancak daha sonra sistem voltaj profilinde uzun vadeli bir değişikliği barındıracak şekilde değiştirilebilir.

Yük altında kademe değiştirici

Yük kademe değiştiricisi ( OLTC olarak da bilinir), üzerinde devre kademe değiştiricisi ( OCTC ), bir kademe değişikliği sırasında bir besleme kesilmesi kabul edilemez olduğu uygulamalarda, bir kademe değiştiricisi olan, transformatör genellikle daha pahalı ve karmaşık, ile donatılmış yük kademe değiştirme mekanizması. Yük altında kademe değiştiriciler genellikle mekanik, elektronik destekli veya tamamen elektronik olarak sınıflandırılabilir.

Bu sistemler genellikle 33 kademe (biri merkezde "Nominal" kademe ve dönüş oranını artırmak ve azaltmak için on altı) içerir ve nominal trafo değerinden ±% 10 varyasyona (her kademe% 0,625 varyasyon sağlar) izin verir ve bu da, çıkışın kademeli voltaj regülasyonu için.

Yük altında kademe değiştirici (ULTC) tasarımı olarak da bilinen mekanik bir yük altında kademe değiştirici (OLTC) , 2 ve 3 kademe konumları arasında ileri geri değişen

Kademe değiştiriciler tipik olarak , yük altında değiştirilemeyen, çift ve tek sıralara bölünemeyen ve yük altında aralarında geçiş yapabilen ağır hizmet tipi bir saptırıcı anahtarla sıralar arasında geçiş yapabilen çok sayıda kademe seçici anahtar kullanır . Sonuç, çift ​​kavramalı bir şanzıman gibi çalışır , kademe seçici anahtarlar vites kutusunun yerini alır ve saptırıcı anahtar debriyajın yerini alır.

Mekanik kademe değiştiriciler

Mekanik bir kademe değiştirici, eski bağlantıyı birden fazla kademe seçici anahtar kullanarak serbest bırakmadan önce fiziksel olarak yeni bağlantıyı yapar, ancak kısa devreli dönüşlerle seri olarak büyük bir saptırıcı empedansı geçici olarak yerleştirmek için bir saptırıcı anahtar kullanarak yüksek sirkülasyon akımları oluşturmayı önler. Bu teknik, açık veya kısa devre musluklarıyla ilgili sorunların üstesinden gelir. Dirençli tipte bir kademe değiştiricide, yön değiştiricinin aşırı ısınmasını önlemek için geçiş hızlı bir şekilde yapılmalıdır. Reaktans tipi bir kademe değiştirici , saptırıcı empedans olarak işlev görmek için özel bir önleyici ototransformatör sargısı kullanır ve reaktans tipi bir kademe değiştirici genellikle kademe dışı yüklemeyi süresiz olarak sürdürmek için tasarlanmıştır.

Tipik bir saptırıcı anahtarda, güçlü yaylar düşük güçlü bir motor (motor sürücü ünitesi, MDU) tarafından gerilir ve ardından kademe değiştirme işlemini gerçekleştirmek için hızla serbest bırakılır. Kontaklardaki ark oluşumunu azaltmak için, kademe değiştirici, izolasyon transformatörü yağı ile dolu bir bölmede veya basınçlı SF 6 gazı ile dolu bir kabın içinde çalışır . Reaktans tipi kademe değiştiriciler, yağda çalışırken, otomatik transformatör tarafından üretilen ek endüktif geçişlere izin vermeli ve genellikle saptırıcı anahtara paralel olarak bir vakumlu şişe kontağı içermelidir. Bir kademe değiştirme işlemi sırasında, şişedeki iki elektrot arasındaki potansiyel hızla artar ve enerjinin bir kısmı, saptırıcı anahtar kontakları boyunca yanıp sönmek yerine şişeden geçen bir ark boşalmasında dağıtılır.

Bir miktar ark kaçınılmazdır ve hem kademe değiştirici yağı hem de anahtar kontakları kullanımla birlikte yavaş yavaş bozulur. Depo yağının kirlenmesini önlemek ve bakım işlemlerini kolaylaştırmak için, saptırıcı anahtar genellikle ana transformatör tankından ayrı bir bölmede çalışır ve çoğu zaman kademe seçici anahtarlar bölmede de bulunur. Daha sonra tüm sarım muslukları, bir terminal dizisi aracılığıyla kademe değiştirici bölmesine yönlendirilecektir.

Yüke bağlı mekanik kademe değiştiricinin olası bir tasarımı (bayrak tipi) sağda gösterilmiştir. Yük doğrudan sağ taraftaki bağlantı üzerinden beslenerek, kademe konumu 2'de çalışmaya başlar. Saptırıcı direnç A kısa devre yapıyor; saptırıcı B kullanılmıyor. 3. kademeye geçerken, aşağıdaki sıra gerçekleşir:

  1. Anahtar 3, yüksüz bir işlemle kapanır.
  2. Döner anahtar döner, bir bağlantıyı keser ve saptırıcı direnç A üzerinden yük akımı sağlar.
  3. Döner anahtar, A ve B kontakları arasına bağlanarak dönmeye devam eder. Yük artık saptırıcı dirençler A ve B yoluyla sağlanır, sargı dönüşleri A ve B üzerinden köprülenir.
  4. Döner anahtar, saptırıcı A ile teması keserek dönmeye devam ediyor. Artık yük yalnızca saptırıcı B aracılığıyla sağlanıyor, sarım dönüşleri artık köprülenmiyor.
  5. Döner anahtar, saptırıcı B'yi kısa devre yaparak dönmeye devam ediyor. Yük, artık doğrudan sol taraftaki bağlantıyla sağlanıyor. Yön değiştirici A kullanılmıyor.
  6. Anahtar 2, yüksüz bir işlemle açılır.

Sıra daha sonra 2. kademe konumuna dönmek için tersine gerçekleştirilir.

Katı hal kademe değiştirici

Bu, hem transformatör sargı musluklarını değiştirmek hem de yük akımını sabit durumda geçirmek için tristörleri kullanan nispeten yeni bir gelişmedir. Dezavantajı, seçilmemiş musluklara bağlı tüm iletken olmayan tristörlerin, kaçak akımları nedeniyle hala güç dağıtması ve sınırlı kısa devre toleransına sahip olmalarıdır . Bu güç tüketimi, ısı olarak görünen ve transformatörün genel verimliliğinde bir azalmaya neden olan birkaç kilovata kadar eklenebilir; ancak, kademe değiştirici cihazının boyutunu ve ağırlığını azaltan daha kompakt bir tasarımla sonuçlanır. Katı hal kademe değiştiricileri tipik olarak yalnızca daha küçük güç transformatörlerinde kullanılır.

Voltaj hususları

Yalnızca bir kademe değiştirici gerekiyorsa, kontakların mevcut işleme gereksinimlerini en aza indirmek için genellikle transformatörün yüksek voltaj (birincil) veya daha düşük akım sargısında manuel olarak çalıştırılan kademe noktaları yapılır . Bununla birlikte, bir transformatör, yapmanın avantajları varsa, her sargıda bir kademe değiştirici içerebilir. Örneğin, güç dağıtım şebekelerinde, büyük bir düşürme transformatörüdür bir olabilir Yüksüz primer sargısı üzerindeki kademe değiştiricisinin bir yüke sekonder sargısı ya da sargı otomatik kademe değiştiricisinin. Yüksek voltaj musluğu, yüksek voltaj ağındaki uzun vadeli sistem profiliyle eşleşecek şekilde ayarlanır (tipik olarak besleme voltajı ortalamaları) ve nadiren değiştirilir. Düşük voltajlı musluğun, düşük voltajlı (sekonder sargı) ağ üzerindeki yükleme koşullarını takip etmek için güç dağıtımını kesintiye uğratmadan her gün birçok kez konum değiştirmesi istenebilir.

Sargı musluklarının sayısını en aza indirmek ve böylece bir kademe değiştirici transformatörün fiziksel boyutunu azaltmak için, ana sargının ters yönünde (buck) bağlanabilen bir kısmı olan bir 'ters' kademe değiştirici sargısı kullanılabilir ve böylece gerilime karşı çıkın.

Kademe değiştiricilere ilişkin standartlar

İsim Durum
IEC 60214-1: 2014 Güncel
IEC 60214-2: 2004 Güncel
IEEE Std C57.131-2012 Güncel
ГОСТ 24126-80 (СТ СЭВ 634-77) Güncel
IEC 214: 1997 Daha sonraki bir sürümle değiştirildi
IEC 214: 1989 Daha sonraki bir sürümle değiştirildi
IEC 214: 1985 Daha sonraki bir sürümle değiştirildi

daha fazla okuma

  • Hindmarsh, J. (1984). Elektrik Makinaları ve Uygulamaları, 4. baskı . Bergama. ISBN   0-08-030572-5 .
  • Merkezi Elektrik Üretim Kurulu (1982). Modern Elektrik Santrali Uygulaması: Cilt 4 . Bergama. ISBN   0-08-016436-6 .
  • Rensi, Randolph (Haziran 1995). "Transformatör alıcıları neden LTC'leri anlamalı". Elektrik Dünyası .

Referanslar

Eski Referanslar (Yapılacaklar: Alıntıları Entegre Edin)