Puoi spiegare lo scopo di un cambiastadio in un trasformatore booster?

Nel trasformatore di potenza, il cambio di presa (tap changer) ha principalmente le seguenti funzioni:

Primo, regolare la tensione di uscita

Adattarsi ai cambiamenti della tensione di ingresso

La tensione di ingresso nel sistema elettrico può fluttuare per una varietà di motivi, come ad esempio i cambiamenti del carico sulla rete e l'instabilità dell'uscita degli impianti di generazione. Il cambio di presa può regolare il rapporto di trasformazione in base ai cambiamenti della tensione di ingresso, al fine di mantenere la stabilità della tensione di uscita. Ad esempio, quando la tensione di ingresso diminuisce, regolando il cambio di presa e aumentando il rapporto di avvolgimento del trasformatore, la tensione di uscita può essere incrementata per soddisfare le esigenze del carico.

Questa funzione di regolazione è essenziale per garantire il corretto funzionamento delle apparecchiature collegate all'uscita del trasformatore di potenza. Ad esempio, nella produzione industriale, alcune apparecchiature ad alta precisione richiedono un'elevata stabilità della tensione, e se le fluttuazioni di tensione sono troppo ampie, le prestazioni e la durata delle apparecchiature possono essere influenzate.

Per soddisfare diversi requisiti di carico

Diversi carichi possono avere diversi requisiti di tensione. Il cambio di presa può regolare la tensione di uscita in base alle caratteristiche del carico per ottenere la migliore trasmissione di energia ed efficienza operativa delle apparecchiature. Ad esempio, per linee di trasmissione a lunga distanza, per ridurre le perdite di linea, la tensione di uscita deve essere aumentata; per carichi vicini, una tensione troppo elevata può causare danni alle apparecchiature, quindi la tensione di uscita deve essere ridotta.

La regolazione del cambio di presa può essere modificata dinamicamente in base alla situazione effettiva del carico per migliorare la flessibilità e l'adattabilità del sistema elettrico. Ad esempio, in alcune aree con grandi variazioni stagionali del carico, come l'aumento del carico dei condizionatori d'aria in estate e l'aumento del carico di riscaldamento in inverno, il cambio di presa può essere regolato per soddisfare le esigenze del carico in diverse stagioni.

Secondo, ottimizzare il funzionamento del sistema elettrico

Aumentare il fattore di potenza

Il fattore di potenza è un indice importante per misurare l'efficienza del sistema elettrico. Regolando il cambio di presa, si può modificare la tensione di uscita del trasformatore, influenzando così il fattore di potenza del carico. Ad esempio, per carichi induttivi, la tensione di uscita può essere opportunamente aumentata per ridurre l'angolo di ritardo della corrente del carico rispetto alla tensione, migliorando così il fattore di potenza.

Aumentare il fattore di potenza può ridurre la trasmissione di potenza reattiva, ridurre le perdite di linea e migliorare l'efficienza complessiva del sistema elettrico. Ad esempio, nelle fabbriche, negli edifici commerciali e in altri luoghi, regolando ragionevolmente il cambio di presa del trasformatore di potenza, si può migliorare il fattore di potenza e ridurre la bolletta elettrica.

Bilanciare il carico trifase

In un sistema elettrico trifase, può verificarsi un disequilibrio del carico trifase. Il cambio di presa può regolare la tensione di uscita di ciascuna fase per bilanciare il più possibile il carico trifase, ridurre la generazione di corrente sequenziale zero e corrente sequenziale negativa, e migliorare la stabilità e la affidabilità del sistema elettrico. Ad esempio, quando il carico di una fase è eccessivo, la tensione di uscita di quella fase può essere opportunamente aumentata per ridurre la corrente del carico, al fine di bilanciare il carico trifase.

Bilanciare il carico trifase può anche estendere la vita utile dei trasformatori e di altre apparecchiature elettriche. Ad esempio, se il carico trifase rimane squilibrato per un lungo periodo, può portare all'ipertermia di un avvolgimento di fase del trasformatore, accelerando l'invecchiamento dell'isolamento e riducendo la vita utile del trasformatore.

Terzo, proteggere i trasformatori e i sistemi elettrici

Protezione contro sovratensione e sottotensione

Quando la tensione di ingresso è troppo alta o troppo bassa, il cambio di presa può regolare tempestivamente la tensione di uscita del trasformatore per prevenire che la sovratensione e la sottotensione danneggino il trasformatore e i dispositivi collegati. Ad esempio, quando la tensione di ingresso supera la tensione nominale del trasformatore, il cambio di presa può ridurre la tensione di uscita e proteggere l'isolamento e gli avvolgimenti del trasformatore; quando la tensione di ingresso è inferiore alla tensione nominale, il cambio di presa può aumentare la tensione di uscita per assicurare il funzionamento normale del carico.

La sovratensione e la sottotensione possono causare guasti alle apparecchiature e interruzioni di corrente, influenzando il funzionamento normale del sistema elettrico. Attraverso la regolazione del cambio di presa, questi problemi possono essere efficacemente prevenuti, migliorando la sicurezza e l'affidabilità del sistema elettrico.

Con dispositivo di protezione a relè

Il cambio di presa può essere utilizzato in combinazione con dispositivi di protezione a relè per proteggere i trasformatori e i sistemi elettrici. Ad esempio, in caso di guasto del trasformatore, il dispositivo di protezione a relè entrerà in funzione, interrompendo l'alimentazione. In questo caso, il cambio di presa può essere automaticamente regolato nella posizione appropriata per prevenire l'espansione del guasto e prepararsi al ripristino dell'alimentazione dopo la riparazione del guasto.

L'azione del cambio di presa può essere controllata automaticamente in base al segnale del dispositivo di protezione a relè per migliorare la velocità e l'accuratezza della protezione. Ad esempio, in caso di guasto a cortocircuito nel sistema elettrico, il cambio di presa può regolare rapidamente la tensione di uscita, ridurre la corrente di cortocircuito e mitigare l'impatto sui trasformatori e altre apparecchiature.