Выравнивание нагрузки в данном случае можно достичь путем изменения коэффициента трансформации за счет повышения вторичного напряжения недогруженного трансформатора. Однако при этом возрастают потери от уравнительного тока, вследствие чего данный способ в эксплуатации нерентабелен.
Оптимальное использование установленной мощности трансформаторов возможно лишь при равенстве напряжений КЗ. Однако в эксплуатации допускается включение трансформаторов на параллельную работу с 10 %-ным отклонением Uк в сторону увеличения или уменьшения, что связано с конструкцией трансформаторов (размерами обмоток) и технологией их изготовления.
Группы соединения обмоток в ряде случаев могут быть изменены путем перемаркировки выводов и соответствующего присоединения к ним шин. В противном случае необходимо вскрывать трансформатор для изменения группы соединения его обмоток.
На практике важной проблемой является определение экономически целесообразного числа параллельно включенных трансформаторов.
На ПС с двумя и более трансформаторами целесообразно иметь на параллельной работе такое число трансформаторов, при котором активные потери ХХ всех включенных трансформаторов и активные потери КЗ будут наименьшими.
Потери ХХ Рх — величина постоянная, не зависящая от нагрузки трансформатора.
Потери КЗ Рк зависят от нагрузки и изменяются пропорционально квадрату тока, возрастая от нуля до полных потерь пропорционально росту нагрузки соответственно от нуля до номинальной мощности.
При возрастании нагрузки к n параллельно включенным трансформаторам подключают еще один трансформатор, если
при снижении нагрузки отключают один из трансформаторов, если
Формулы (2.7) и (2.8) применимы только для однотипных трансформаторов одинаковой мощности. При наличии на ПС неоднотипных трансформаторов различной мощности пользуются кривыми приведенных потерь, которые строят на одной координатной плоскости для каждого трансформатора и для нескольких одновременно включенных трансформаторов.
Для того чтобы отключение по экономическим соображениям части трансформаторов не отразилось на надежности электроснабжения, выводимые в резерв трансформаторы снабжаются устройствами АВР. Исходя из необходимости сокращения числа оперативных переключений частота вывода трансформатора в резерв по экономическим соображениям не должна превышать 2–3 раз в сутки.
2.5. Обслуживание устройств регулирования напряжения
В соответствии с требованиями ПТЭ, устройства РПН должны быть в работе, как правило, в автоматическом режиме. Их работа должна контролироваться по показаниям счетчиков числа операций. Для автоматического управления РПН снабжаются блоками автоматического регулирования коэффициента трансформации (АРКТ).
Допускается дистанционное переключение РПН с пульта управления, если колебания напряжения в сети находятся в пределах, удовлетворяющих требования потребителей. Переключения под напряжением вручную (с помощью рукоятки) не разрешаются.
Устройство РПН приводится в действие дистанционно со щита управления ключом или кнопкой и автоматически от устройств автоматического регулирования напряжения. Предусмотрено также переключение приводного механизма РПН специальной рукояткой или с помощью кнопки, располагаемой в шкафу (местное управление).
Местное управление является вспомогательным, и к нему прибегают только при ремонте.
Один цикл переключения РПН выполняется за 3-10 с. Процесс переключения сигнализируется красной лампой, которая загорается в момент подачи импульса и горит до тех пор, пока механизм не закончит цикл переключения с одной ступени на другую.
Переключающие устройства РПН трансформатора разрешается включать в работу при температуре верхних слоев масла выше минус 20 °C (для наружных резисторных устройств РПН) и выше минус 45 °C — для устройств РПН с токоограничивающими реакторами, а также для переключающих устройств с контактором, расположенным на опорном изоляторе вне бака трансформатора и оборудованным устройством искусственного подогрева.
Наиболее распространенным способом регулирования напряжения на шинах ПС является переключение ответвлений на трансформаторах. С этой целью, как правило, у обмоток ВН трансформатора, имеющих меньший рабочий ток, предусматриваются регулировочные ответвления и специальные переключатели ответвлений, при помощи которых изменяют число включенных в работу витков w, увеличивая или уменьшая коэффициент трансформации, равный
KВН-HН = UВН/UНН = wВН /wНН. (2.9)
Переключения секции витков производят на работающем трансформаторе под нагрузкой устройством РПН или на отключенном от сети трансформаторе устройством переключения без возбуждения (ПБВ).
Трансформаторы большой мощности с устройством ПБВ имеют до 5 ответвлений для получения 4-х ступеней напряжения относительно номинального (±2×2,5 %)Uном.
Применяют различные трехфазные и однофазные переключатели ответвлений, что зависит от напряжения трансформатора, числа ступеней регулирования и его исполнения.
Класс изоляции устройств РПН соответствует классу изоляции СН трансформатора.
В качестве других способов регулирования напряжения трансформатора применяются специальные последовательные регулировочные трансформаторы.
Различают продольное регулирование, при котором напряжение сети изменяется только по величине без изменения фазы, и поперечное регулирование, при котором напряжение изменяется только по фазе. На крупных ПС системного значения возникает необходимость в регулировании напряжения и по величине, и по фазе, которое осуществляется специальными агрегатами продольно-поперечного регулирования. При этом в схему вводятся два напряжения, одно из которых совпадает с напряжением сети, а другое сдвинуто на 90°.
Устройства РПН состоят из переключателя (или избирателя), контактора, токоограничивающего реактора (или резистора) и приводного механизма.
Реактор и избиратель (ввиду того что на его контактах дуги не возникает) обычно размещают в баке трансформатора, а контактор помещают в отдельном масляном баке, чтобы не допускать разложения масла электрической дугой в трансформаторе.
Отличие действия устройств РПН с резистором от работы переключающих устройств с реактором состоит лишь в том, что в нормальном режиме резисторы зашунтированы или отключены и ток по ним не проходит, а в процессе коммутации ток проходит всего в течение сотых долей секунды. Поскольку резисторы не рассчитаны на длительную работу под током, то переключение контактов в них происходит мгновенно под действием мощных сжатых пружин. Резисторы имеют сравнительно малые размеры и являются, как правило, конструктивной частью контактора.
Нормальная работа устройств РПН обеспечивается при температуре верхних слоев масла в контакторах не ниже минус 20 °C. В выносных баках контакторов применяется система автоматического подогрева масла, которая обеспечивает нормальную работу устройств при температуре наружного воздуха до минус 45 °C. Уровень масла в баках контакторов контролируется по маслоуказателям.
Практика обслуживания устройств регулирования напряжения показала, что перестановка переключателей ПБВ с одной ступени на другую производится всего лишь 1–2 раза в году — сезонное регулирование.
При длительной работе без переключения контактные стержни и кольца покрываются оксидной пленкой. Чтобы разрушить эту пленку и обеспечить хороший контакт, рекомендуется при отключенном трансформаторе при каждом переводе переключателя предварительно не менее 5-10 раз прокручивать его из одного крайнего положения в другое. При пофазном переводе переключателей проверяют их одинаковое положение. Установка привода на каждой ступени должна фиксироваться стопорным болтом. О переключении ответвлений должна быть сделана запись в оперативном журнале.
Для очистки от шлама и оксидов контактов переключающих устройств РПН их также следует через каждые 6 мес «прогонять» по всему диапазону регулирования по 5-10 раз в каждую сторону.
Устройства РПН должны постоянно находиться в работе с блоком АРКТ. На дистанционное управление их переводят только при неисправности автоматических регуляторов, невыполнении команды на переключение, например, из-за застревания контактов избирателя в промежуточном положении или из-за отказа в работе приводного механизма. При повреждении АРКТ оно должно быть отключено и устройство РПН переведено на дистанционное управление. При отказе в работе схемы дистанционного управления РПН следует перевести на местное управление и принять меры по устранению неисправности. Если обнаружится неисправность избирателя или контактора, трансформатор следует отключить.
