Comutador de Derivação de Transformador

O dispositivo regulador de tensão do transformador é dividido em dispositivo regulador de tensão "sem excitação" e comutador de derivação "sob carga".

Ambos se referem ao modo de regulação de tensão do comutador de derivações do transformador, então qual é a diferença entre os dois?

① O comutador de derivação "desligado" serve para alterar a derivação do lado de alta tensão do transformador, modificando assim a relação de espiras do enrolamento para regulação de tensão quando ambos os lados primário e secundário do transformador estão desconectados da fonte de alimentação.

② Comutador de derivação "sob carga": Utilizando o comutador de derivação sob carga, a derivação do enrolamento do transformador é alterada para modificar as espiras de alta tensão para regulação de tensão sem interromper a corrente de carga.

A diferença entre os dois é que o comutador de derivação sem excitação não tem a capacidade de alternar entre as marchas com carga, pois esse tipo de comutador apresenta um breve processo de desconexão durante a comutação. A desconexão da corrente de carga causa arcos elétricos entre os contatos e danifica o comutador. Já o comutador de derivação com carga apresenta uma transição de resistência excessiva durante a comutação, portanto não há esse processo de desconexão. Ao alternar entre as marchas, não ocorre arco elétrico quando a corrente de carga é desconectada. Geralmente, ele é utilizado em transformadores com requisitos de tensão rigorosos que precisam ser ajustados com frequência.

Já que o comutador de derivação "sob carga" do transformador pode realizar a função de regulação de tensão durante a operação do transformador, por que escolher o comutador de derivação "sem carga"? Obviamente, o primeiro motivo é o preço. Em circunstâncias normais, o preço do comutador de derivação sem carga é maior. Transformador de troca de derivação O preço do transformador com comutador de derivação sob carga é 2/3 do preço do transformador com comutador de derivação sem carga; ao mesmo tempo, o volume do transformador com comutador de derivação sem carga é muito menor, pois não possui a parte de comutador de derivação sob carga. Portanto, na ausência de regulamentações ou outras circunstâncias, o transformador com comutador de derivação sem excitação será o escolhido.

Por que escolher o comutador de derivação sob carga para transformadores? Qual é a sua função?
① Melhorar a taxa de qualificação de tensão.
A transmissão de energia na rede de distribuição do sistema elétrico gera perdas, sendo que o valor dessas perdas é mínimo apenas próximo à tensão nominal. A regulação de tensão sob carga, mantendo sempre a tensão da barra da subestação dentro dos limites adequados e fazendo com que os equipamentos elétricos operem na tensão nominal, reduz as perdas, sendo a solução mais econômica e racional. A taxa de qualificação da tensão é um dos indicadores importantes da qualidade do fornecimento de energia. A regulação de tensão sob carga, realizada em tempo hábil, garante a qualificação da tensão, atendendo assim às necessidades da população e da produção industrial e agrícola.

② Melhorar a capacidade de compensação de potência reativa e aumentar a taxa de entrada do capacitor.
Como dispositivo de compensação de potência reativa, a potência reativa fornecida pelos capacitores de potência é proporcional ao quadrado da tensão de operação. Quando a tensão de operação do sistema elétrico diminui, o efeito de compensação também diminui. Por outro lado, quando a tensão de operação aumenta, ocorre sobrecompensação nos equipamentos elétricos, causando um aumento na tensão terminal, que pode até mesmo exceder os limites estabelecidos. Isso pode danificar o isolamento dos equipamentos e causar curtos-circuitos.
Acidentes com equipamentos. Para evitar que a potência reativa seja injetada de volta no sistema elétrico e que os equipamentos de compensação de potência reativa sejam desativados, resultando em desperdício e aumento das perdas nos dispositivos de potência reativa, a chave de derivação do transformador principal deve ser ajustada em tempo hábil para ajustar a tensão da barra à faixa adequada, de modo que não haja necessidade de desativar a compensação por capacitor.

Como operar a regulação de tensão sob carga?
Os métodos de regulação de tensão sob carga incluem a regulação elétrica de tensão e a regulação manual de tensão.

A essência da regulação de tensão sob carga é ajustar a tensão alterando a relação de transformação do lado de alta tensão, enquanto a tensão no lado de baixa tensão permanece inalterada. Sabemos que o lado de alta tensão geralmente corresponde à tensão do sistema, e esta, por sua vez, é geralmente constante. Quando o número de espiras no enrolamento do lado de alta tensão aumenta (ou seja, a relação de transformação aumenta), a tensão no lado de baixa tensão diminui; inversamente, quando o número de espiras no enrolamento do lado de alta tensão diminui (ou seja, a relação de transformação diminui), a tensão no lado de baixa tensão aumenta. Ou seja:

Aumentar o número de voltas = reduzir a marcha = redução de voltagem. Reduzir o número de voltas = aumentar a marcha = aumento de voltagem.
Então, em que circunstâncias o transformador não pode realizar a comutação de derivação sob carga?
① Quando o transformador estiver sobrecarregado (exceto em circunstâncias especiais)
② Quando o alarme de gás leve do dispositivo de regulação de tensão sob carga for ativado
③ Quando a resistência à pressão do óleo do dispositivo de regulação de tensão sob carga estiver fora dos padrões ou não houver óleo no indicador de nível.
④ Quando o número de regulagens de tensão exceder o número especificado
⑤ Quando o dispositivo de regulação de tensão apresentar anormalidades

Por que a sobrecarga também bloqueia o comutador de derivação sob carga?
Isso ocorre porque, em circunstâncias normais, durante o processo de regulação de tensão sob carga do transformador principal, existe uma diferença de tensão entre o conector principal e a derivação desejada, o que gera uma corrente circulante. Portanto, durante o processo de regulação de tensão, um resistor é conectado em paralelo para desviar a corrente circulante e a corrente de carga. O resistor em paralelo precisa suportar uma corrente elevada.

Quando o transformador de potência está sobrecarregado, a corrente de operação do transformador principal excede a corrente nominal do comutador de derivações, o que pode queimar o conector auxiliar do comutador de derivações.

Portanto, para evitar o fenômeno de arco voltaico no comutador de derivações, é proibido realizar a regulação de tensão sob carga quando o transformador principal estiver sobrecarregado. Se a regulação de tensão for forçada, o dispositivo de regulação de tensão sob carga poderá queimar, o gás da carga poderá ser ativado e a chave do transformador principal poderá ser desarmada.