Transformátory fázového posunu a ich použitie
V striedavých sieťach sú toky činného výkonu vo vedení úmerné sínusu uhla fázového posunu medzi napäťovými vektormi zdroja elektrickej energie umiestneným na začiatku vedenia a odberom elektrickej energie umiestneným na konci vedenia. riadok.
Takže, ak vezmeme do úvahy sieť vedení, ktoré sa líšia prenášaným výkonom, potom je možné prerozdeliť toky výkonu medzi vedeniami tejto siete, najmä zmenou hodnoty uhla fázového posunu medzi vektormi zdrojového napätia a prijímačom v jedno alebo viac vedení uvažovanej trojfázovej siete.
Robí sa to preto, aby sa vedenia zaťažili najpriaznivejším spôsobom, čo sa v bežných prípadoch často nestáva. Prirodzené rozloženie energetických tokov je také, že vedie k preťažovaniu nízkovýkonových vedení, pričom sa zvyšujú energetické straty a obmedzuje sa kapacita vysokovýkonných vedení. Možné sú aj ďalšie dôsledky škodlivé pre elektrickú infraštruktúru.
Vynútenú, cieľavedomú zmenu hodnoty uhla fázového posunu medzi vektorom zdrojového napätia a vektorom napätia prijímača vykonáva pomocné zariadenie — transformátor s prepínaním fázy.
V literatúre sa vyskytujú názvy: transformátor s prepínaním fáz alebo transformátor krížový... Ide o transformátor so špeciálnou konštrukciou a je určený priamo na riadenie prúdov, aktívnych aj jalový výkon v trojfázových striedavých sieťach rôznych veľkostí.
Hlavnou výhodou transformátora s fázovým posunom je to, že v režime maximálneho zaťaženia dokáže odľahčiť najviac zaťažené vedenie, čím prerozdelí toky energie optimálnym spôsobom.
Transformátor s fázovým posunom obsahuje dva samostatné transformátory: sériový transformátor a paralelný transformátor. Paralelný transformátor má primárne vinutie vyrobené podľa schémy „delta“, ktorá je potrebná na usporiadanie systému trojfázových napätí s posunom voči fázovým napätiam o 90 stupňov a sekundárne vinutie, ktoré je možné vyrobiť v vo forme izolovaných fáz s odtokovým blokom so zemným stredom.
Fázy sekundárneho vinutia paralelného transformátora sú pripojené cez výstup prepínača odbočiek k primárnemu vinutiu sériového transformátora, ktoré je zvyčajne v hviezdicovom usporiadaní s nulovým uzemnením.
Sekundárne vinutie sériového transformátora je zase vytvorené vo forme troch izolovaných fáz, z ktorých každá je zapojená do série v časti zodpovedajúceho lineárneho vodiča, fázovo korelovaná, takže komponent, ktorý je fázovo posunutý o 90 stupňov sa pripočítava k vektoru napätia zdroja.
Takže na výstupe vedenia sa získa napätie rovnajúce sa súčtu vektorov napájacieho napätia a dodatočného vektora kvadratúrnej zložky, ktorý je zavedený transformátorom s fázovým posunom, to znamená, že fázové zmeny.
Amplitúdu a polaritu zavedenej kvadratúrnej zložky, ktorá je vytvorená transformátorom s fázovým posunom, možno meniť; na to je zabezpečená možnosť nastavenia bloku odbočiek, čím sa uhol fázového posunu medzi vektormi napätia na vstupe vedenia a na jeho výstupe zmení o požadovanú hodnotu, ktorá súvisí s prevádzkovým režimom vedenia. určitú líniu.
Náklady na inštaláciu transformátorov s fázovým posunom sú pomerne vysoké, ale náklady sa splácajú optimalizáciou prevádzkových podmienok siete. To platí najmä pre vysokovýkonné prenosové vedenia.
Vo Veľkej Británii sa transformátory s fázovým posunom začali používať už v roku 1969, vo Francúzsku boli inštalované od roku 1998, od roku 2002 boli zavedené v Holandsku a Nemecku, v roku 2009 v Belgicku a Kazachstane.
V Rusku ešte nebol nainštalovaný jednofázový transformátor, ale existujú projekty. Svetové skúsenosti s používaním transformátorov s fázovým posunom v týchto krajinách jasne ukazujú zlepšenie účinnosti elektrických sietí vďaka riadeniu tokov energie pomocou transformátorov s fázovým posunom pre optimálnu distribúciu.