Fasskiftningstransformatorer och deras användning
I växelströmsnät är de aktiva effektflödena i ledningarna proportionella mot sinus för fasskiftningsvinkeln mellan spänningsvektorerna för den elektriska energikällan i början av ledningen och sänkan av elektrisk energi placerad i slutet av linje.
Så om vi betraktar ett nätverk av linjer som skiljer sig i sänd effekt, är det möjligt att omfördela kraftflödena mellan linjerna i detta nätverk, i synnerhet genom att ändra värdet på fasförskjutningsvinkeln mellan källspänningsvektorerna och mottagaren i en eller flera linjer i det aktuella trefasnätet.
Detta görs för att belasta ledningarna på det mest fördelaktiga sättet, vilket ofta inte är fallet i vanliga fall. Den naturliga fördelningen av energiflöden är sådan att den leder till överbelastning av lågkraftsledningar, samtidigt som energiförlusterna ökar och kapaciteten hos högkraftsledningar begränsas. Andra konsekvenser som är skadliga för den elektriska infrastrukturen är också möjliga.
En påtvingad, målmedveten förändring av värdet på fasförskjutningsvinkeln mellan källspänningsvektorn och mottagarspänningsvektorn utförs av en hjälpanordning — en fasomkopplande transformator.
I litteraturen finns namn: fasomkopplande transformator eller delningstransformator... Detta är en transformator med specialutförande och är avsedd direkt för att styra strömmar, både aktiva och responsiv kraft i trefas växelströmsnät av olika storlekar.
Den största fördelen med fasförskjutningstransformatorn är att den i maximalt belastningsläge kan avlasta den mest belastade ledningen och omfördela kraftflödena på ett optimalt sätt.
En fasförskjutningstransformator inkluderar två separata transformatorer: en serietransformator och en parallelltransformator. Parallelltransformatorn har en primärlindning gjord enligt "delta" -schemat, vilket är nödvändigt för att organisera ett system med trefasspänningar med en offset i förhållande till fasspänningarna med 90 grader, och en sekundärlindning, som kan göras i formen av isolerade faser med ett dräneringsblock med markcentrum.
Faserna i parallelltransformatorns sekundärlindning är anslutna via lindningskopplarens utgång till serietransformatorns primärlindning, som vanligtvis är stjärnarrangemang med nollan jordad.
Sekundärlindningen av serietransformatorn är i sin tur gjord i form av tre isolerade faser, var och en seriekopplad i sektionen av den motsvarande linjära ledaren, korrelerad i fas, så att en komponent som är fasförskjuten med 90 grader läggs till källans spänningsvektor.
Så vid utgången av linjen erhålls en spänning lika med summan av matningsspänningsvektorerna och den ytterligare vektorn för kvadraturkomponenten, som introduceras av fasförskjutningstransformatorn, det vill säga som ett resultat fasförändringar.
Amplituden och polariteten för den införda kvadraturkomponenten, som skapas av den fasskiftande transformatorn, kan ändras; för detta tillhandahålls möjligheten att justera uttagsblocket. Således ändras fasförskjutningsvinkeln mellan spänningsvektorerna vid ledningens ingång och vid dess utgång med det erforderliga värdet, vilket är relaterat till driftsläget för en viss linje.
Kostnaderna för att installera fasskiftande transformatorer är ganska höga, men kostnaderna betalas av genom att optimera nätverkets driftsförhållanden. Detta gäller särskilt för kraftöverföringsledningar.
I Storbritannien började fasskiftande transformatorer användas redan 1969, i Frankrike har de installerats sedan 1998, sedan 2002 har de introducerats i Nederländerna och Tyskland, 2009 — i Belgien och Kazakstan.
Inte en enfastransformator har installerats i Ryssland ännu, men det finns projekt. Världserfarenheten av användningen av fasskiftande transformatorer i dessa länder visar tydligt en förbättring av effektiviteten hos elektriska nät tack vare hanteringen av energiflöden med hjälp av fasskiftande transformatorer för optimal distribution.