A családbantranszformátorok, a feszültségszabályozási mód fontos osztályozási dimenzió. Ellentétben a terheléses fokozatkapcsolókkal, amelyek terhelés alatt valós időben- tudják váltani a fokozatkapcsolókat, a nem gerjesztett fokozatkapcsolóknak először meg kell szakítaniuk az áramellátást, hogy teljesen lekapcsolják a transzformátort a hálózatról, mielőtt manuálisan megváltoztatnák a fokozatkapcsoló helyzetét a kimeneti feszültség beállításához. Ezt a látszólag "kényelmetlen" kialakítást továbbra is széles körben használják több millió áramelosztási és ipari forgatókönyvben világszerte. Tehát milyen berendezés a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátor? Mik a pótolhatatlan előnyei a terheléses fokozatkapcsolókhoz képest? Milyen helyzetekben még mindig bölcsebb választás, mint a terhelési feszültség szabályozása?
Fogalmi értelemben a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátor, más néven terhelés nélküli feszültségszabályozó transzformátor, olyan transzformátorra utal, amely egy fokozatkapcsoló kézi működtetésével állítja be a feszültségarányt a nagyfeszültségű tekercs effektív fordulatszámának megváltoztatása érdekében, amikor a transzformátor teljesen ki van kapcsolva, és nincs gerjesztőáram. A fokozatkapcsolóját általában a transzformátor nagyfeszültségű oldalára állítják, mert a nagyfeszültségű oldalon kicsi az áramerősség, a kapcsolóérintkezők kapacitása és az ívproblémák viszonylag könnyen kezelhetők. Működés közben a karbantartó személyzetnek először le kell választania a transzformátort az elektromos hálózatról, speciális villáskulccsal el kell forgatnia a fokozatkapcsoló működtető kart, át kell kapcsolnia a csapot a kívánt fokozatba, majd újra üzembe kell helyeznie. A teljes folyamat áramkimaradást igényel, amely általában néhány perctől több óráig tart, beleértve az olyan lépéseket, mint az áramkimaradás, a kapcsolás, az egyenáramú ellenállás mérése a jó érintkezés megerősítése érdekében, és az újrafeszültség. A teljes feszültségszabályozási művelet gyakran tervezett áramszünet-rendezést igényel, és nem hajtható végre önkényesen.
A nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok tervezési koncepciója három kulcsszó körül forog: "gazdaságosság, megbízhatóság és egyszerűség". A terheléses fokozatkapcsolók és azok átmeneti áramkörei, olajkamrái, elektromos mechanizmusai és vezérlőberendezései komplex hiánya miatt a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok gyártási költsége lényegesen alacsonyabb, mint az azonos teljesítményű és feszültségszintű terheléses feszültségszabályozó transzformátoroké, jellemzően 15-30%-os berendezés-befektetés megtakarítást jelent. Szerkezetileg a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátor fokozatkapcsolója egy viszonylag egyszerű mechanikus eszköz, amely egy statikus érintkezőből és egy mozgó érintkezőből áll, a transzformátor olajtartályába zárva, és nincsenek olajba merülő mozgó alkatrészei, amelyek gyakran mozognak, ami rendkívül alacsony meghibásodási arányt eredményez, és szinte nincs szükség napi karbantartásra. Sok alkalmazási forgatókönyv esetén stabil terhelésekkel és kis feszültségingadozásokkal előfordulhat, hogy a transzformátor üzembe helyezése után évekig vagy akár évtizedekig nincs szükség a leágazás helyzetének beállítására, és a terhelési feszültségszabályozási funkció konfigurálásának többletköltsége nyilvánvalóan felesleges pazarlás. Ezenkívül a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátor térfogata és súlya valamivel kisebb, mint a terhelés alatti feszültségszabályozással rendelkező hasonló termékeké, így kényelmesebb a szállítás és a telepítés.
Tehát hogyan válasszunk a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok és a terheléses feszültségszabályozó transzformátorok között a gyakorlati alkalmazásokban? Ehhez vissza kell térni a kettő közötti legalapvetőbb különbséghez -, hogy engedélyezzük-e a feszültségcsökkentést terhelési körülmények között. A terhelés alatti fokozatkapcsolók alapértéke abban rejlik, hogy képesek nyomon követni a valós idejű feszültségingadozásokat az elektromos hálózatban, másodpercek alatt teljes leágazási kapcsolást hajtanak végre az áramellátás megszakítása nélkül, így különösen alkalmasak olyan helyzetekre, ahol gyakori feszültségváltozások vannak, és magas az áramellátás folytonosságának követelménye, mint például nagy alállomási hubok, precíziós ipari gyártósorok, feszültségellátás nélküli adatközpontok stb. feszültségingadozások. Amint a hálózati feszültség a terhelésváltozások miatt eltér a névleges értéktől, már csak a következő tervezett áramszünetre várhat a beállítások elvégzésével.
Azonban nem minden elektromos mező forgatókönyve szembesül súlyos feszültségingadozásokkal. Az ipari park dedikált alállomásán egy nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátor látja el árammal az alatta lévő gyártósort. Ha a park elektromos hálózata magasabb-szintű regionális alállomásról érkezik, és a feszültség minősége stabil, vagy ha maga a gyártósor nagy toleranciával rendelkezik a feszültségeltérésekkel szemben (például normál világítás, fűtőberendezések, vízszivattyúk, ventilátorok stb.), akkor a nem gerjesztett feszültségszabályozás teljes mértékben kielégíti az igényeket, és költségkímélőbb-. A vidéki elosztóhálózatokban a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorokat széles körben használják oszlopra szerelt elosztó transzformátorként. A fokozatkapcsolóik általában előre-három szintre vannak beállítva (például a névleges feszültség ± 5%-a), amelyeket évente egyszer vagy kétszer állítanak be a szezonális terhelésváltozásoknak megfelelően (például nyári és téli öntözés). Ez az alacsony{10}}frekvenciás feszültségszabályozási követelmény teljes mértékben teljesíthető áramkimaradási műveletekkel anélkül, hogy bonyolult terhelési mechanizmusokra lenne szükség. Azokon a helyeken, ahol speciális robbanásmegelőzési követelmények vonatkoznak, mint például a bányákban és a vegyiparban, a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok eredendő biztonsági előnyökkel bírnak, mivel hiányoznak a terhelés kapcsoló mechanizmusai, amelyek íveket generálhatnak.
Érdemes megemlíteni, hogy bár a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorban konfigurált fokozatkapcsoló egyszerű felépítésű, a működési előírásokat továbbra is szigorúan be kell tartani. A fokozatkapcsolók általában átlátszó sebességfokozatjelző panelekkel vannak felszerelve, 3, 5 vagy több fokozattal, amelyek mindegyike egy bizonyos feszültségváltozási tartománynak felel meg (például ± 2,5%, ± 5%). A kapcsolási műveletet a transzformátor teljes kikapcsolása és indukált feszültség hiánya után kell végrehajtani, ellenkező esetben a terheléses kapcsolás az érintkezők súlyos erózióját vagy akár robbanását okozza. A váltás után egy egyenáramú ellenállás-ellenőrzővel meg kell mérni az egyenáramú ellenállást minden leágazási pozícióban, meg kell győződni arról, hogy a háromfázisú ellenállás kiegyensúlyozott és összhangban van a gyári adatokkal, majd indítsa újra a tápellátást. Bár ez a folyamat megnöveli az áramkimaradási műveletek leterheltségét, pontosan irányíthatósága és intuitív jellege miatt a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok továbbra is megbízhatóan kezelhetők távoli területeken, ahol nincs szakember karbantartó személyzet.
A műszaki szabványok és a piacra jutás tekintetében a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok ugyanazt az alapvető szabványrendszert követik, mint a többi teljesítménytranszformátor, például az IEC 60076 sorozat (Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság szabványai) és a megfelelő nemzeti/regionális szabványok (például az észak-amerikai ANSI/IEEE C57.12 sorozat). Bár a fokozatkapcsoló alkatrészei nem olyan összetettek, mint a terheléskapcsoló szabványokra specializálódott, mégis meg kell felelniük az IEC 60214-3 (Alkalmazási irányelvek nem gerjesztett csapkapcsolókra) vagy hasonló rendelkezések követelményeinek. Exportüzletágban a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok tanúsítási útja pontosan ugyanaz, mint a hagyományos teljesítménytranszformátoroké - az észak-amerikai piacra UL/cUL tanúsítás szükséges, az Európai Unióban CE önnyilatkozat (az alacsonyfeszültség-irányelv és az EMC-irányelv alapján), valamint az ErP energiahatékonysági követelményeknek megfelelő tesztjelentések szükségesek az Európai Unióban, az EAC-tanúsítvány szükséges a Gazdasági Oroszországhoz és a SABREC-hoz és az Eurasian platformhoz. Szaúd-Arábia. Az összetett elektronikus alkatrészek és a gyakori működési mechanizmusok hiánya miatt a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok tanúsítási vizsgálati tételei viszonylag egyszerűek, magasabb áteresztőképességgel és rövidebb tanúsítási ciklusokkal. Ez tagadhatatlan bónusz a gyors szállítást és a stabil megfelelést igénylő külkereskedelmi megrendeléseknél.
A globális piac szemszögéből nézve a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorok „egyszerű” technológiájuk miatt nem kerültek kizárásra. Éppen ellenkezőleg, a gazdaságosság és a megbízhatóság kettős előnyével még mindig nagy részesedést foglalnak el az elosztó transzformátorok piacán. Különösen a fejlődő országok és a feltörekvő gazdaságok villamosenergia-hálózatainak építése során nagyszámú nem gerjesztett feszültségszabályozó elosztótranszformátort telepítenek a közüzemi oszlopokba és doboz típusú alállomásokba, hogy a legalacsonyabb költséggel megoldják az alapvető tápellátási problémákat. Még a fejlett országok ipari projektjeiben is, a stabil belső áramhálózattal és egyenletes terhelésváltással rendelkező, dedikált vonalhasználók számára a mérnökök gyakran javasolják a nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátorokat az értéktervezési elemzés után.
Amikor az ügyfelek a transzformátor kiválasztásával kapcsolatban érdeklődnek, hasznos lehet, ha megfontolják, hogy a projekt tényleges tápellátási környezetéhez és terhelési jellemzőihez szükség van-e valós idejű feszültségszabályozási-képességre? Ha az elektromos hálózat feszültségingadozási tartománya a megengedett tartományon belül van (általában nem haladja meg a ± 5%-ot), vagy ha az elektromos berendezés bizonyos feszültségeltéréstűréssel rendelkezik, és a jövőben nem tervezik a feszültség gyakori beállítását, akkor a gerjesztésmentes feszültségszabályozó transzformátor gazdaságosabb és megbízhatóbb választás. Ha ügyfele új építésű lakóközösséghez, kisüzemhez vagy mezőgazdasági öntözési projekthez keres áramelosztási megoldást, ne feledje: néha a legegyszerűbb és legközvetlenebb megoldás a legjobb megoldás. A nem gerjesztett feszültségszabályozó transzformátor egyszerű és masszív kialakításával csendben egy szélesebb küldetést vállal, mint ahogyan azt az emberek elképzelik a globális energiarendszerben.
