Introducció als sistemes de canvi de tocs en càrrega i fora de càrrega
Els transformadors utilitzen dos tipus de sistemes de regulació de tensió: el canviador de preses "sense càrrega" i el canviador de preses "en càrrega".
Tots dos sistemes fan referència a maneres d'ajustar la tensió del transformador canviant les connexions de la presa. Tanmateix, la diferència clau rau en el seu funcionament:
canviador de toques sense càrrega
En aquest sistema, la tensió s'ajusta canviant l'aixeta lateral d'alta tensió mentre els bobinatges primaris i secundaris del transformador es desconnecten de la font d'alimentació. Aquest mètode altera el nombre de voltes del bobinatge per ajustar la relació de tensió.
Canviador de taps sota càrrega
Aquest sistema ajusta la tensió commutant les aixetes dels bobinats del transformador sense desconnectar el corrent de càrrega. Mitjançant l'ús d'un canviador de preses sota càrrega, la tensió es regula mentre el transformador encara funciona. El canviador de preses en càrrega funciona amb una resistència intermèdia que evita que els contactes s'arcen, permetent transicions suaus entre les posicions de les preses sense interrompre el corrent de càrrega.
La diferència principal és que els canviadors de preses sense càrrega no poden canviar sota càrrega perquè el procés de commutació implica una breu interrupció del corrent, que pot provocar arcs i danyar el canviador de preses. En canvi, els canviadors de preses sota càrrega estan dissenyats per funcionar sota càrrega sense causar aquest problema.
2. Per què escollir els canviadors d'aixetes sense càrrega?
Un podria preguntar-se, atès que els canviadors de preses sota càrrega poden ajustar la tensió mentre el transformador està en funcionament, per què encara s'optaria pels canviadors de toques sense càrrega?
El motiu principal és el cost. Normalment, els transformadors de canviadors sense càrrega són aproximadamentdos terços del preudels transformadors de canvi de preses sota càrrega. A més, els canviadors de preses sense càrrega són més compactes perquè no tenen el mecanisme de commutació en càrrega, el que els fa ideals per a aplicacions on la tensió no necessita ajustos freqüents o on les limitacions pressupostàries són un factor.
3. Avantatges del canvi d'aixeta en càrrega
Aleshores, per què preferiria un canviador d'aixetes en càrrega malgrat el cost més elevat? Aquests són els avantatges clau:
Compliment de la tensió millorat:Les pèrdues de potència en els sistemes elèctrics es minimitzen quan funcionen prop de la tensió nominal. Els canviadors de preses en càrrega asseguren que la tensió del bus a la subestació es mantingui dins d'un rang acceptable, la qual cosa minimitza les pèrdues i permet que els equips elèctrics funcionin de manera eficient a la tensió nominal. En mantenir la tensió adequada, els canviadors de preses en càrrega ajuden a satisfer les exigències de la vida diària i les necessitats industrials.
Compensació de potència reactiva millorada:Els condensadors de potència del sistema proporcionen una compensació de potència reactiva, que és proporcional al quadrat de la tensió de funcionament. Si la tensió del sistema baixa, l'efecte de compensació es debilita. D'altra banda, si la tensió augmenta massa, pot provocar una sobrecompensació i possibles danys a l'equip. Els canviadors de preses en càrrega permeten l'ajust continu de la tensió del bus, evitant la necessitat d'apagar els equips de compensació de potència reactiva i reduint els residus i les pèrdues.
4. Estructura interna dels canviadors d'aixetes en càrrega
El canviador de preses sota càrrega consta de dos components principals:
Mecanisme de commutació (incloent el cos de l'interruptor de commutació i la cambra d'oli)
Toqueu selector (amb selector de polaritat)
5. Com funciona la regulació de la tensió de càrrega?
La regulació de la tensió en càrrega implica ajustar la tensió canviant la relació de voltatge del transformador sense interrompre el corrent de càrrega. El sistema ajusta el costat d'alta tensió augmentant o disminuint el nombre de voltes del bobinatge.
Augment de voltes=Disminució de la tensió
Disminució de voltes=Augment de la tensió
Aquest canvi es produeix sense problemes perquè el canviador de preses en càrrega utilitza resistències de transició per gestionar el corrent durant la commutació, evitant l'arc.
6. Quan no es pot fer la regulació de la tensió en càrrega?
Hi ha situacions en què no s'ha de realitzar la regulació de la tensió en càrrega, com ara:
Sobrecàrrega del transformador:Quan el transformador funciona amb una càrrega excessiva, el procés de regulació de la tensió pot danyar els components del canviador.
Alarma de gas al canviador d'aixetes en càrrega:Si el relé de gas del canviador d'aixetes s'encén, indica un problema que requereix una inspecció abans de realitzar la regulació de tensió.
Avaria del petroli o nivells baixos d'oli:Si l'oli aïllant del canviador de preses o del transformador és de mala qualitat o està baix, no s'ha de fer una regulació de tensió.
Freqüència de commutació excessiva:Si el canviador d'aixetes supera el nombre d'ajustaments permès, pot causar danys a l'equip.
Condicions anormals al canviador de tocs:Qualsevol mal funcionament o anormalitat del canviador de preses hauria d'impedir la regulació de la tensió.
7. Per què evitar la regulació de la tensió durant la sobrecàrrega?
Durant el funcionament normal, els bobinatges primaris i secundaris del transformador experimenten un diferencial de tensió, que crea corrents circulants durant la commutació de l'aixeta. Per gestionar-ho, s'utilitzen resistències per evitar els corrents circulants i de càrrega. No obstant això, si el transformador està sobrecarregat, el corrent pot superar la capacitat nominal del canviador de preses, potencialment cremant els seus components.
Per aquest motiu, la regulació de la tensió en càrrega es bloqueja en condicions de sobrecàrrega per evitar danys al canviador de preses. Si la regulació de la tensió es força durant la sobrecàrrega, podria provocar que el canviador de preses es cremi, provocant una alarma de relé de gas i disparant el transformador.