Среди многих аксессуаров трансформатора переключатель ответвлений, хотя и малоизвестный, играет незаменимую роль в обеспечении стабильности напряжения в сети. В реальной работе энергосистемы, на которую влияют колебания нагрузки, потери в линии, изменение выходной мощности и другие факторы, напряжение сети часто колеблется в разной степени. Если напряжение не отрегулировано, напряжение, превышающее допустимый диапазон, повлияет на нормальную работу электрооборудования или даже приведет к повреждению. РПН – устройство, позволяющее решить это противоречие. Он изменяет действующие витки обмотки, устанавливая отводы в разных положениях обмотки трансформатора, чтобы регулировать коэффициент трансформации и поддерживать выходное напряжение в заданном диапазоне. Подводя итог в одном предложении, переключатель ответвлений — это «регулятор напряжения» трансформатора.
Устройство РП-в основном делится наустройство переключения ответвлений без-возбуждения-ипри-загрузке крана-переключателяв соответствии с различными режимами работы. Устройство переключения-отводов-нагрузки также называется переключателем ответвлений-нагрузки-. Как следует из названия, его можно эксплуатировать только тогда, когда трансформатор полностью отключен от сети и находится в состоянии сбоя питания. Это связано с тем, что устройство РПН без-возбуждения-переключателя будет иметь кратковременный процесс отключения во время процесса переключения. Если в это время трансформатор будет нагружен, ток отключенной нагрузки создаст дугу между контактами, которая может не только сжечь сам выключатель, но и вызвать короткое замыкание. Поэтому, когда для регулирования напряжения используется переключатель ответвлений без-возбуждения, трансформатор необходимо отключить от электросети, а электропитание должно быть восстановлено после завершения регулирования напряжения. Этот режим регулирования напряжения имеет небольшой диапазон регулировки, как правило, не более ±5% от номинального напряжения трансформатора, при этом в процессе работы требуется прерывание электропитания. Он применим к распределительному трансформатору, к которому не предъявляются строгие требования к качеству напряжения и не требуется частое регулирование напряжения. В зависимости от конструкции существует множество форм выключателя-отводов-переключателей цепи, таких как барабан, клетка, лента, диск и клин, которые можно выбрать в соответствии с классом напряжения, номинальным током и деталями регулирования напряжения. Переключатель Cage применим к месту действия большого тока и высокого напряжения. Отечественные производители могут производить переключатели клеточного-типа без-возбуждения номинальным током 330 кВ и током 6000 А.
Резким контрастом с переключателем ответвлений-нагрузки- является устройство переключения ответвлений-нагрузки-, называемое на английском языке OLTC. Он может выполнять переключение отводов-без прерывания тока нагрузки, когда трансформатор находится под напряжением, что позволяет осуществлять регулирование напряжения без сбоя питания. Ключом к достижению этой цели для -переключателя ответвлений нагрузки- является наличие внутри него переходного резистора или реактора. Когда переключатель переключается с одного отвода на другой, два отвода будут короткозамкнуты-через переходное сопротивление, ток циркуляции между двумя отводами будет ограничен сопротивлением, а затем исходный отвод будет отключен для достижения плавного перехода, и весь процесс не приведет к прерыванию дуги. В зависимости от различных переходных элементов устройства-переключателя ответвлений нагрузки- можно разделить на типы сопротивления и типа реактивного сопротивления. В настоящее время на международном рынке распространены резисторные датчики, а на американском рынке некоторые из них относятся к реактивному типу. Устройство РПН-под нагрузкой имеет большой диапазон регулировки, высокую скорость регулирования напряжения и может быть отрегулировано в любое время в соответствии с изменением напряжения сети в-реальном времени. Поэтому устройство РПН-под нагрузкой должно быть установлено в силовых трансформаторах напряжением 35 кВ и выше в соответствии с обязательными положениями стандартов МЭК и национальных стандартов.
Внутренняя конструкция устройства РПН-под нагрузкой-сложна и обычно состоит из устройства РПН-, переключателя-переключателя и электрического приводного механизма. Селектор ответвлений отвечает за функцию «выбора положения», т.е. выбирает целевой ответвитель в состоянии разомкнутой цепи. Он не может подключать или отключать ток сам по себе, а лишь играет роль переноса тока. Дивертерный переключатель отвечает за фактическое выполнение действия «Переключение» для завершения перехода от текущего отвода к целевому отводу под нагрузкой. В комбинированном переключателе ответвлений-под нагрузкой оба устройства расположены отдельно. Избиратель ответвлений выполняет задачу выбора переключателя ответвлений, а переключатель-переключатель выполняет текущую задачу переключения. Эти два устройства имеют негласное сотрудничество и четкое разделение труда. Кроме того, существуют конструкции, объединяющие функции двух устройств в одну, называемые селекторными переключателями, что делает конструкцию более компактной. Электрический приводной механизм является источником энергии для управления всем рабочим процессом. Обычно он устанавливается на стенке бака трансформатора, а переключатель ответвлений приводится в движение трансмиссионным валом для завершения переключения ответвлений. Процесс переключения-переключателя ответвлений-нагрузки требует чрезвычайно высокой механической точности и электрической надежности, а его контакты должны иметь хорошую проводимость и стойкость к дуговой абляции. Проектирование и производство всего продукта включает в себя материалы, оборудование, электричество, микроэлектронику и другие дисциплины, столкнувшись с глубокими техническими барьерами.
В последние годы также развивается технология-переключателей ответвлений при нагрузке-. Традиционное устройство РПН-под нагрузкой- создает в масле электрическую дугу во время процесса переключения, а электрическая дуга вызывает разложение изоляционного масла и загрязнение трансформаторного масла, увеличивая затраты на техническое обслуживание. Таким образом, вакуум на-переключателе ответвлений нагрузки-срабатывает в нужный момент. Он включает переключатель-в вакуумный прерыватель для работы. Дуга быстро гасится в вакуумной среде и не загрязняет трансформаторное масло, что продлевает период технического обслуживания выключателя и срок службы трансформатора. Вакуумный -переключатель ответвлений- нагрузки UCC компании Hitachi Energy может удовлетворить предельные требования к уровню импульсного напряжения до 1050 кВ и номинальному току 1600 А, что представляет собой высший-уровень в этой области. В то же время полупроводниковые-переключатели отводов-и гибридные-переключатели ответвлений на основе силовых электронных компонентов постепенно вступают в стадию инженерного применения. Они заменяют традиционные механические контакты полупроводниковыми устройствами, такими как тиристоры, для достижения переключения без дуги-и более высокой скорости срабатывания, что представляет собой будущее направление развития технологии переключателя отводов-.
В структуре глобального рынка отрасль переключателей ответвлений отличается высокой степенью централизации. MR — крупнейший в мире производитель переключателей ответвлений, на долю которого приходится около 80% зарубежного рынка; Приобретя Long March Electric в 2019 году, компания China Huaming Equipment Co., Ltd. в настоящее время занимает более 80% внутреннего рынка переключателей ответвлений, занимая второе место в мире. Хотя устройство РП- является основным аксессуаром трансформатора, его собственная стоимость составляет всего 5% - 15% от общей стоимости трансформатора, что составляет небольшую долю в общей стоимости производства трансформатора. Таким образом, мощность переключателя ответвлений, распространяемая трансформаторным заводом на вход, невелика, что формирует высокопрофессиональные производственные характеристики предприятий по производству переключателей ответвлений. Для персонала, занимающегося внешней торговлей трансформаторами, знание основного типа и принципа работы переключателя ответвлений может помочь им точно понять требования к режиму регулирования напряжения, диапазону регулирования напряжения и номеру отвода в технической спецификации при общении с клиентами, а также помочь клиентам сделать разумное суждение в соответствии с фактическими сценариями применения в процессе выбора модели. Освоение знаний по этой части не только отражает профессиональное качество, но и является важным звеном для повышения глубины внешнеторговых деловых услуг.
