Transformadors de desfasament i el seu ús

A les xarxes de corrent altern, els fluxos de potència activa a les línies són proporcionals al sinus de l'angle de desfasament entre els vectors de tensió de la font d'energia elèctrica situada a l'inici de la línia i la pica d'energia elèctrica situada al final de la línia. línia.

Així, si considerem una xarxa de línies que difereixen en potència transmesa, llavors és possible redistribuir els fluxos de potència entre les línies d'aquesta xarxa, en particular canviant el valor de l'angle de desfasament entre els vectors de tensió de la font i el receptor en una o més línies de la xarxa trifàsica considerada.

Això es fa per carregar les línies de la manera més favorable, cosa que sovint no és el cas en casos normals. La distribució natural dels fluxos d'energia és tal que comporta una sobrecàrrega de les línies de baixa potència, mentre que les pèrdues d'energia augmenten i la capacitat de les línies d'alta potència és limitada. També són possibles altres conseqüències perjudicials per a la infraestructura elèctrica.

Un canvi forçat i intencionat en el valor de l'angle de canvi de fase entre el vector de tensió font i el vector de voltatge del receptor es realitza mitjançant un dispositiu auxiliar: un transformador de commutació de fase.

A la literatura hi ha noms: transformador de commutació de fases o transformador d'encreuament... Es tracta d'un transformador amb un disseny especial i està destinat directament al control de corrents, tant actives com potència reactiva en xarxes AC trifàsiques de diferents mides.

El principal avantatge del transformador de desfasament és que, en el mode de càrrega màxima, pot descarregar la línia més carregada, redistribuint els fluxos de potència de manera òptima.

Un transformador de canvi de fase inclou dos transformadors separats: un transformador en sèrie i un transformador paral·lel. El transformador paral·lel té un bobinatge primari fet segons l'esquema "delta", que és necessari per organitzar un sistema de tensions trifàsiques amb un desplaçament en relació amb les tensions de fase en 90 graus, i un bobinatge secundari, que es pot fer en la forma de fases aïllades amb un bloc de drenatge amb centre de terra.

Les fases del bobinatge secundari del transformador paral·lel es connecten a través de la sortida del canviador de puntes al bobinatge primari del transformador en sèrie, que normalment està en disposició en estrella amb el neutre posat a terra.

El bobinatge secundari del transformador en sèrie, al seu torn, es fa en forma de tres fases aïllades, cadascuna connectada en sèrie en la secció del conductor lineal corresponent, correlacionades en fase, de manera que un component que es desfasa 90 graus. s'afegeix al vector voltatge de la font.

Així, a la sortida de la línia, s'obté una tensió igual a la suma dels vectors de tensió d'alimentació i el vector addicional de la component de quadratura, que s'introdueix pel transformador de desfasament, és a dir, com a resultat, el canvis de fase.

Es poden canviar l'amplitud i la polaritat del component de quadratura introduït, creat pel transformador de desplaçament de fase; per a això, es preveu la possibilitat d'ajustar el bloc de preses.Així, l'angle de desfasament entre els vectors de tensió a l'entrada de la línia i a la seva sortida es modifica pel valor requerit, que està relacionat amb el mode de funcionament de una determinada línia.

Els costos d'instal·lació de transformadors de desplaçament de fase són força elevats, però els costos es paguen optimitzant les condicions de funcionament de la xarxa. Això és especialment cert per a línies de transmissió d'alta potència.

A Gran Bretanya, els transformadors de desplaçament de fase es van començar a utilitzar des del 1969, a França s'instal·len des del 1998, des del 2002 s'han introduït als Països Baixos i Alemanya, el 2009, a Bèlgica i Kazakhstan.

Encara no s'ha instal·lat cap transformador monofàsic a Rússia, però hi ha projectes. L'experiència mundial amb l'ús de transformadors de desfasament en aquests països mostra clarament una millora en l'eficiència de les xarxes elèctriques gràcies a la gestió dels fluxos d'energia amb l'ajuda de transformadors desfasats per a una distribució òptima.