Introduction aux systèmes de changeurs de prises en charge et hors charge
Les transformateurs utilisent deux types de systèmes de régulation de tension : le changeur de prises « à vide » et le changeur de prises « en charge ».
Les deux systèmes font référence à des moyens d'ajuster la tension du transformateur en modifiant les connexions des prises. Cependant, la principale différence réside dans leur fonctionnement :
changeur de prises hors charge
Dans ce système, la tension est ajustée en changeant la prise latérale haute tension tandis que les enroulements primaire et secondaire du transformateur sont déconnectés de la source d'alimentation. Cette méthode modifie le nombre de tours dans l'enroulement pour ajuster le rapport de tension.
Changeur de prises en charge
Ce système ajuste la tension en commutant les prises sur les enroulements du transformateur sans déconnecter le courant de charge. En utilisant un changeur de prises en charge, la tension est régulée pendant que le transformateur est encore en marche. Le changeur de prises en charge fonctionne avec une résistance intermédiaire qui empêche les contacts de former un arc, permettant des transitions en douceur entre les positions de prise sans perturber le courant de charge.
La principale différence est que les changeurs de prises hors charge ne peuvent pas commuter sous charge car le processus de commutation implique une brève interruption du courant, ce qui peut provoquer des arcs électriques et endommager le changeur de prises. En revanche, les changeurs de prises en charge sont conçus pour fonctionner sous charge sans provoquer ce problème.
2. Pourquoi choisir des changeurs de prises hors charge ?
On pourrait se demander, étant donné que les changeurs de prises en charge peuvent ajuster la tension pendant que le transformateur fonctionne, pourquoi opterait-on encore pour des changeurs de prises hors charge ?
La principale raison est le coût. En règle générale, les transformateurs changeurs de prises hors charge sont d'environles deux tiers du prixdes transformateurs changeurs de prises en charge. De plus, les changeurs de prises hors charge sont plus compacts car ils ne disposent pas du mécanisme de commutation en charge, ce qui les rend idéaux pour les applications où la tension ne nécessite pas d'ajustements fréquents ou où les contraintes budgétaires sont un facteur.
3. Avantages du changement de prise en charge
Alors, pourquoi préférerait-on un changeur de prises en charge malgré son coût plus élevé ? Voici les principaux avantages :
Conformité de tension améliorée :Les pertes de puissance dans les systèmes électriques sont minimisées lorsqu'elles fonctionnent à proximité de la tension nominale. Les changeurs de prises en charge garantissent que la tension du bus à la sous-station reste dans une plage acceptable, ce qui minimise les pertes et permet aux équipements électriques de fonctionner efficacement à la tension nominale. En maintenant une tension appropriée, les changeurs de prises en charge aident à répondre aux exigences de la vie quotidienne et aux besoins industriels.
Compensation de puissance réactive améliorée :Les condensateurs de puissance du système assurent une compensation de puissance réactive, proportionnelle au carré de la tension de fonctionnement. Si la tension du système chute, l'effet de compensation s'affaiblit. D’un autre côté, si la tension augmente trop, cela peut entraîner une surcompensation et des dommages potentiels à l’équipement. Les changeurs de prises en charge permettent un ajustement continu de la tension du bus, évitant ainsi de devoir éteindre les équipements de compensation de puissance réactive et réduisant les gaspillages et les pertes.
4. Structure interne des changeurs de prises en charge
Le changeur de prises en charge se compose de deux composants principaux :
Mécanisme de commutation (y compris le corps du commutateur de commutation et la chambre à huile)
Sélecteur de robinet (avec sélecteur de polarité)
5. Comment fonctionne la régulation de la tension en charge ?
La régulation de la tension en charge consiste à ajuster la tension en modifiant le rapport de tension du transformateur sans interrompre le courant de charge. Le système ajuste le côté haute tension en augmentant ou en diminuant le nombre de tours dans l'enroulement.
Augmentation des tours=Diminution de la tension
Diminution des tours=Augmentation de la tension
Ce changement se produit en douceur car le changeur de prises en charge utilise des résistances de transition pour gérer le courant pendant la commutation, évitant ainsi la formation d'arcs.
6. Quand la régulation de la tension en charge ne peut-elle pas être effectuée ?
Il existe des situations dans lesquelles la régulation de la tension en charge ne doit pas être effectuée, notamment :
Surcharge du transformateur :Lorsque le transformateur fonctionne sous une charge excessive, le processus de régulation de tension peut endommager les composants du changeur de prises.
Alarme gaz dans le changeur de prises en charge :Si le relais de gaz dans le changeur de prises se déclenche, cela indique un problème qui nécessite une inspection avant d'effectuer une régulation de tension.
Panne d’huile ou niveaux d’huile bas :Si l'huile isolante du changeur de prises ou du transformateur est de mauvaise qualité ou si elle est faible, la régulation de tension ne doit pas être effectuée.
Fréquence de commutation excessive :Si le changeur de prises dépasse le nombre de réglages autorisé, cela peut endommager l'équipement.
Conditions anormales dans le changeur de prise :Tout dysfonctionnement ou anomalie du changeur de prises doit empêcher la régulation de la tension.
7. Pourquoi empêcher la régulation de tension en cas de surcharge ?
En fonctionnement normal, les enroulements primaire et secondaire du transformateur subissent une différence de tension, qui crée des courants de circulation lors de la commutation des prises. Pour gérer cela, des résistances sont utilisées pour contourner les courants de circulation et de charge. Cependant, si le transformateur est surchargé, le courant peut dépasser la capacité nominale du changeur de prises, ce qui risque de faire griller ses composants.
Pour cette raison, la régulation de la tension en charge est verrouillée en cas de surcharge afin d'éviter d'endommager le changeur de prises. Si la régulation de tension est forcée pendant une surcharge, le changeur de prises risque de griller, provoquant une alarme du relais de gaz et le déclenchement du transformateur.