Ποια είναι η λειτουργία του-εναλλάκτη φόρτωσης;

Αναλυτική Επεξήγηση

Για να κατανοήσουμε τη λειτουργία του, ας αναλύσουμε γιατί χρειάζεται και πώς λειτουργεί.

1. Το βασικό πρόβλημα: Διακυμάνσεις τάσης

Σε ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, η τάση σε ένα δεδομένο σημείο δεν είναι σταθερή. Κυμαίνεται λόγω:

Μεταβαλλόμενα φορτία: Όταν ένας μεγάλος βιομηχανικός κινητήρας ξεκινά, αντλεί ένα τεράστιο ρεύμα, προκαλώντας προσωρινή πτώση τάσης (μια "κρεμάστρα") για άλλους πελάτες στην ίδια γραμμή. Αντίθετα, όταν το φορτίο αφαιρείται ξαφνικά, η τάση μπορεί να αυξηθεί.

Απώλειες γραμμής: Καθώς η ηλεκτρική ενέργεια διανύει μεγάλες αποστάσεις μέσω των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας, η εγγενής αντίσταση των καλωδίων προκαλεί πτώση τάσης. Η τάση στο τέλος μιας μεγάλης γραμμής τροφοδοσίας θα είναι χαμηλότερη από ό,τι στον υποσταθμό.

Οι πελάτες και ο εξοπλισμός απαιτούν μια σχετικά σταθερή τάση για να λειτουργούν σωστά και αποτελεσματικά. Η πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή τάση μπορεί να καταστρέψει τον εξοπλισμό ή να μειώσει τη διάρκεια ζωής του.

2. Η λύση: Προσαρμογή της αναλογίας στροφών

Ένας μετασχηματιστής λειτουργεί με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, όπου η αναλογία τάσης είναι ανάλογη με την αναλογία στροφών μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος:

V_primary / V_secondary ≈ N_primary / N_secondary

Ένα OLTC αλλάζει φυσικά αυτή την αναλογία στροφών (N_κύρια / N_δευτερεύουσα) συνδέοντας σε διαφορετικά "κουνήματα" (σημεία σύνδεσης) στην περιέλιξη του μετασχηματιστή. Επιλέγοντας διαφορετική βρύση, ο αριθμός των ενεργών στροφών στην περιέλιξη αυξάνεται ή μειώνεται αποτελεσματικά, αυξάνοντας ή μειώνοντας έτσι την τάση εξόδου.

Για να ανεβάσετε τη δευτερεύουσα τάση: Ο εναλλάκτης βρύσης επιλέγει μια βρύση που μειώνει τον αριθμό των στροφών στο πρωτεύον τύλιγμα (ή τις αυξάνει στο δευτερεύον).

ΓΙΑ ΝΑ ΧΑΜΗΛΩΣΕΤΕ τη Δευτερεύουσα Τάση: Ο εναλλάκτης βρύσης επιλέγει μια βρύση που αυξάνει τον αριθμό των στροφών στο πρωτεύον τύλιγμα (ή τις μειώνει στο δευτερεύον).

3. Η βασική πρόκληση: Κάνοντας την αλλαγή "On-Load"

Η κύρια τεχνική πρόκληση είναι ότι δεν μπορείτε απλά να ανοίξετε το κύκλωμα για να αλλάξετε βρύσες όταν ο μετασχηματιστής παρέχει ρεύμα φορτίου. Το σπάσιμο του κυκλώματος υπό φορτίο θα δημιουργούσε ένα ισχυρό τόξο, καταστρέφοντας τον εναλλάκτη βρύσης και πιθανώς προκαλώντας έκρηξη.

 

Πώς ένα OLTC το λύνει αυτό:
Το OLTC είναι ένας πολύπλοκος μηχανικός διακόπτης με έναν εξελιγμένο μηχανισμό μετάβασης. Η πιο κοινή μέθοδος χρησιμοποιεί διακόπτες εκτροπής και αντιστάσεις μετάβασης.

Γεφυρώνει εν συντομία δύο παρακείμενες βρύσες.

Χρησιμοποιεί αντιστάσεις για να περιορίσει προσωρινά το ρεύμα κυκλοφορίας μεταξύ των κρουνών.

Στη συνέχεια, μεταφέρει το ρεύμα φορτίου από την παλιά βρύση στη νέα βρύση.

Τέλος, αποσυνδέει την παλιά βρύση.

Όλη αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε κλάσματα του δευτερολέπτου, εξασφαλίζοντας ομαλή μετάβαση χωρίς να διακόπτεται η ροή ισχύος.

 

Συνοψίζονται βασικές λειτουργίες και σκοποί:

Ρύθμιση τάσης: Η κύρια λειτουργία. Διατηρεί μια σταθερή δευτερεύουσα τάση εξόδου παρά τις διακυμάνσεις της κύριας τάσης ή του φορτίου.

Έλεγχος άεργου ισχύος: Με τον έλεγχο της τάσης, το OLTC βοηθά έμμεσα στον έλεγχο της ροής άεργου ισχύος στο δίκτυο, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθερότητα του συστήματος.

Διασφάλιση Ποιότητας Ισχύος: Εξασφαλίζει ότι οι πελάτες λαμβάνουν τάση εντός μιας καθορισμένης ανοχής (π.χ. 230V ±10%), προστατεύοντας τις συσκευές και τα μηχανήματα τους.

Σταθερότητα συστήματος: Με τη διαχείριση των προφίλ τάσης σε όλο το ηλεκτρικό δίκτυο, βοηθά στην αποφυγή της κατάρρευσης τάσης, μια κατάσταση που μπορεί να οδηγήσει σε εκτεταμένες διακοπές ρεύματος.

 

Πού χρησιμοποιούνται τα OLTC;

Τα OLTC βρίσκονται σχεδόν πάντα σε:

Μετασχηματιστές ισχύος σε υποσταθμούς μεταφοράς και διανομής.

Μετασχηματιστές Μεγάλης Διανομής που προμηθεύουν βιομηχανικά συγκροτήματα ή μεγάλες περιοχές.