Transformadores de cambio de fase y su uso.

En las redes de CA, los flujos de potencia activa en las líneas son proporcionales al seno del ángulo de desfase entre los vectores de tensión de la fuente de energía eléctrica situada al principio de la línea y el sumidero de energía eléctrica situado al final de la misma. línea.

Entonces, si consideramos una red de líneas que difieren en la potencia transmitida, entonces es posible redistribuir los flujos de potencia entre las líneas de esta red, en particular cambiando el valor del ángulo de cambio de fase entre los vectores de tensión de la fuente y el receptor en una o más líneas de la red trifásica considerada.

Esto se hace para cargar las líneas de la manera más favorable, lo que a menudo no es el caso en los casos normales. La distribución natural de los flujos de energía es tal que conduce a la sobrecarga de las líneas de baja potencia, mientras que las pérdidas de energía aumentan y la capacidad de las líneas de alta potencia es limitada. También son posibles otras consecuencias perjudiciales para la infraestructura eléctrica.

Un dispositivo auxiliar, un transformador de conmutación de fase, realiza un cambio forzado y deliberado en el valor del ángulo de cambio de fase entre el vector de voltaje de la fuente y el vector de voltaje del receptor.

En la literatura hay nombres: transformador de conmutación de fase o transformador cruzado... Este es un transformador con un diseño especial y está destinado directamente a controlar corrientes, tanto activas como Poder reactivo en redes trifásicas de corriente alterna de diferentes tamaños.

La principal ventaja del transformador desfasador es que, en el modo de carga máxima, puede descargar la línea más cargada, redistribuyendo los flujos de potencia de forma óptima.

Un transformador de cambio de fase incluye dos transformadores separados: un transformador en serie y un transformador en paralelo. El transformador paralelo tiene un devanado primario hecho de acuerdo con el esquema "triángulo", que es necesario para organizar un sistema de voltajes trifásicos con un desplazamiento con respecto a los voltajes de fase de 90 grados, y un devanado secundario, que se puede hacer en la forma de fases aisladas con un bloque de drenaje con centro de tierra.

Las fases del devanado secundario del transformador en paralelo se conectan a través de la salida del cambiador de tomas al devanado primario del transformador en serie, que suele estar en disposición de estrella con el neutro puesto a tierra.

El devanado secundario del transformador serie, a su vez, se realiza en forma de tres fases aisladas, cada una conectada en serie en la sección del conductor lineal correspondiente, correlacionadas en fase, de manera que una componente desfasada 90 grados se suma al vector de tensión de la fuente.

Así, a la salida de la línea se obtiene una tensión igual a la suma de los vectores de tensión de alimentación y el vector adicional de la componente en cuadratura, que introduce el transformador desfasador, es decir, como resultado, la cambios de fase.

La amplitud y la polaridad del componente de cuadratura introducido, que es creado por el transformador de cambio de fase, se pueden cambiar; para ello, se prevé la posibilidad de ajustar el bloque de derivaciones, de esta forma, el ángulo de desfase entre los vectores de tensión a la entrada de la línea y a su salida se modifica en el valor requerido, que está relacionado con el modo de funcionamiento de la línea. una línea determinada.

Los costos de instalación de transformadores de cambio de fase son bastante altos, pero los costos se compensan optimizando las condiciones de operación de la red. Esto es especialmente cierto para las líneas de transmisión de alta potencia.

En Gran Bretaña, los transformadores de cambio de fase comenzaron a usarse ya en 1969, en Francia se instalaron desde 1998, desde 2002 se introdujeron en los Países Bajos y Alemania, en 2009, en Bélgica y Kazajstán.

Todavía no se ha instalado un transformador monofásico en Rusia, pero hay proyectos. La experiencia mundial con el uso de transformadores desfasadores en estos países muestra claramente una mejora en la eficiencia de las redes eléctricas gracias a la gestión de los flujos de energía con la ayuda de transformadores desfasadores para una óptima distribución.