Máy biến áp lệch pha và công dụng của chúng

Trong mạng điện xoay chiều, dòng công suất tác dụng trên đường dây tỷ lệ với sin của góc lệch pha giữa các vectơ điện áp của nguồn năng lượng điện nằm ở đầu đường dây và phần tiêu hao năng lượng điện nằm ở cuối đường dây. đường kẻ.

Vì vậy, nếu chúng ta xem xét một mạng lưới các đường dây có công suất truyền khác nhau, thì có thể phân phối lại các luồng công suất giữa các đường dây của mạng này, cụ thể là thay đổi giá trị của góc lệch pha giữa các vectơ điện áp nguồn và máy thu trong một hoặc nhiều dòng của mạng ba pha được xem xét.

Điều này được thực hiện để tải các dòng theo cách thuận lợi nhất, điều này thường không xảy ra trong các trường hợp bình thường. Sự phân bố tự nhiên của các dòng năng lượng dẫn đến quá tải cho các đường dây công suất thấp, trong khi tổn thất năng lượng tăng lên và khả năng tải của các đường dây công suất cao bị hạn chế. Các hậu quả khác gây bất lợi cho cơ sở hạ tầng điện cũng có thể xảy ra.

Sự thay đổi cưỡng bức, có mục đích về giá trị của góc lệch pha giữa vectơ điện áp nguồn và vectơ điện áp máy thu được thực hiện bởi một thiết bị phụ trợ - máy biến áp chuyển pha.

Trong tài liệu có những cái tên: máy biến áp chuyển pha hoặc máy biến áp chéo... Đây là loại máy biến áp có thiết kế đặc biệt và được dùng trực tiếp để điều khiển dòng điện, cả hoạt động và công suất phản kháng trong các mạng điện xoay chiều ba pha có quy mô khác nhau.

Ưu điểm chính của máy biến áp lệch pha là ở chế độ tải cực đại, nó có thể dỡ dòng tải nhiều nhất, phân phối lại các dòng điện một cách tối ưu.

Máy biến áp lệch pha bao gồm hai máy biến áp riêng biệt: máy biến áp nối tiếp và máy biến áp song song. Máy biến áp song song có cuộn sơ cấp được chế tạo theo sơ đồ "delta", cần thiết để tổ chức một hệ thống điện áp ba pha có độ lệch so với điện áp pha 90 độ và cuộn thứ cấp, có thể được chế tạo theo dạng các pha cách ly với khối cống có tâm đất.

Các pha của cuộn thứ cấp của máy biến áp song song được kết nối thông qua đầu ra của bộ chuyển đổi điểm nối với cuộn sơ cấp của máy biến áp nối tiếp, thường được sắp xếp theo hình sao với trung tính nối đất.

Lần lượt, cuộn dây thứ cấp của máy biến áp nối tiếp được chế tạo ở dạng ba pha cách ly, mỗi pha được nối nối tiếp trong phần của dây dẫn tuyến tính tương ứng, tương quan theo pha, sao cho một thành phần lệch pha 90 độ được thêm vào vectơ điện áp của nguồn.

Vì vậy, ở đầu ra của đường dây, thu được một điện áp bằng tổng của các vectơ điện áp cung cấp và vectơ bổ sung của thành phần bậc hai, được đưa vào bởi máy biến áp lệch pha, nghĩa là, kết quả là, giai đoạn thay đổi.

Có thể thay đổi biên độ và cực tính của thành phần bậc hai được đưa vào, được tạo ra bởi máy biến áp lệch pha; đối với điều này, khả năng điều chỉnh khối vòi được cung cấp... Do đó, góc lệch pha giữa các vectơ điện áp ở đầu vào của đường dây và ở đầu ra của nó được thay đổi theo giá trị yêu cầu, có liên quan đến chế độ vận hành của một dòng nhất định.

Chi phí lắp đặt máy biến áp lệch pha khá cao, nhưng chi phí này được bù đắp bằng cách tối ưu hóa các điều kiện vận hành của mạng. Điều này đặc biệt đúng đối với đường dây tải điện cao.

Ở Anh, máy biến áp lệch pha bắt đầu được sử dụng từ năm 1969, ở Pháp chúng được lắp đặt từ năm 1998, từ năm 2002 chúng được giới thiệu ở Hà Lan và Đức, năm 2009 - ở Bỉ và Kazakhstan.

Chưa có máy biến áp một pha nào được lắp đặt ở Nga, nhưng đã có những dự án. Kinh nghiệm thế giới về việc sử dụng máy biến áp lệch pha ở các quốc gia này cho thấy rõ sự cải thiện hiệu quả của mạng điện nhờ quản lý dòng năng lượng với sự trợ giúp của máy biến áp lệch pha để phân phối tối ưu.