Регулирования напряжения достигается изменения уровней напряжения по заданному закону. Чаще всего на тяговых подстанциях применяется закон стабилизации напряжения на шинах потребителей. Поддержания принятого уровня напряжения достигается изменением коэффициента трансформации силовых, тяговых и вольтодобавочных трансформаторов. На тяговых подстанциях переменного тока для стабилизации напряжения устанавливают конденсаторные батареи или применяют трансформаторы снабженными устройствами регулирования напряжения под нагрузкой РПН. Напряжение на тяговых подстанциях зависит от напряжения в питающей линии и нагрузочных режимов потребителей электроэнергии. Эти влияния называют внешними воздействиями на электрическую сеть. В качестве регулируемой величины РВ принимается напряжение на шинах подстанции, за которым следит блок автоматического управления регулированием напряжением под нагрузкой БАУРПН. Сигналы с БАУРПН поступают в устройство управления приводом УП, которое воздействует на исполнительный механизм ИМ, который изменяет число витков первичной обмотки трансформатора органом регулирования ОР. Число витков изменяется без разрыва цепи тока. В исходном положении переключатели 1SAC и 2SAC находятся на одном и том же неподвижном контакте ответвления трансформатора. Контакторы 1 К и 2 К замкнуты. При наличии команды ОП или БАУРПН приводит воздействует на исполнительный механизм, и последний переключает контакторы и переключатели.
Чтобы изменить напряжение на одну ступень, включает приводной механизм, который сначала отключает один из основных контакторов, например 2 К, а затем передвигает переключатель 2SAC, соответствующий этой цепи, на следующий неподвижный контакт. Контактор 2 К замыкается, кратковременно шунтируя реакторами 1 LP и 2 LP витки одной ступени регулировочной обмотки. Размыкается контактор 1К, передвигается переключатель 1SAC и вновь замыкается 1 К. На этом переход с одной ступени регулирования на другую без разрыва цепи питания заканчивается. При переходе на ступень в обратном направлении последовательность переключения изменяется. Сначала размыкается 1К, передвигается 1SAC, замыкается 1 К, размыкается 2 К, передвигается 2SAC, и замыкается 2К. Для трехфазных трансформаторов исполнительный механизм состоит из шести переключателей и трех контакторов. В качестве привода исполнительного механизма используют электродвигатель. Исполнительный механизм может быть приведен в действие и вручную специальной рукояткой. Чтобы избежать включения двигателя М, в его цепи предусмотрены контакты АКВ, которые разомкнуты при вставленной рукоятке. Повышение или снижение напряжения при ручном управлении достигаются изменением частоты вращения рукоятки, а при использовании двигателя изменением частоты вращения пускателями 1KMS и 2 KMS. Исполнение команды повышения понижения прекращается с последней n1 позиции конечным выключателем SQ n SQ1. Рассмотрим работу цепей управления для операции повышения напряжения. При команде ОП и БАУРПН сначала срабатывает 1 KMS и контактами включает двигатель. Последний вращаясь, замыкает контакты 5-3 контролера SA и питание 1 KMS становиться независимым от длительности команд управления.
Во время работы двигателя срабатывает реле контроля частоты вращения KSR, и его размыкающие и замыкающие контакты KSR переключаются. При завершении цикла переключения в нулевом исходном положении контроллера пускатель 1 KMS отключается, а 2KMS включается и затормаживает двигатель М. При понижении числа оборотов или остановке двигателя реле контактами 1KSR размыкает цепь пускателя 2 KMS. Цикл переключения заканчивается. С изменением команды на противоположную сначала включиться пускатель 2 KMS и двигатель начнет вращаться в противоположную сторону. После окончания цикла переключения двигатель тормозит пускатель 1 KMS. Блок БАУРПН имеет следующие основные характеристики напряжения ступени регулирования, зону нечувствительности, точность регулирования и выдержку времени. Напряжением ступени регулирования U или ступенью регулирования называется напряжение между двумя соседними ответвлениями. Обычно его выражают в процентах по отношению к номинальному напряжению обмотки, имеющий регулировочное ответвление. Так, например, в трансформаторах на 35-110 кВ и выше ступень регулирования 2,5%, в силовых трансформаторах с РПН 1,78%. Зоной нечувствительности мертвой зоной называют некоторую полосу изменения напряжения, при которой не срабатывает регулирующая аппаратура. Зона нечувствительности определяет точность регулирования. Зона нечувствительности регулятора должна быть больше ступени регулирования но 0,2-0,5% иначе регулятор будет работать не устойчиво, будет происходить многочисленное бесцельное срабатывания переключающего устройства. Выдержка времени снижает число срабатываний регулятора до допустимого для рассматриваемого механизма, а также предотвращает переключений при конкретных отклонениях входного напряжения. С ростом выдержки времени, как правило точность регулирования падает. В среднем выдержка времени принимается равной от 40 до 60с. При наличии нескольких регуляторов, например на всех подстанциях и при их параллельной работе на контактную сеть выдержку времени необходимо выбирать с учетом работы соседних подстанций, так чтобы обеспечивалась избирательность действия регуляторов. Можно принять выдержку времени на одной подстанции меньшей, чем на двух соседних. Тогда срабатывания регулятора на рассматриваемой подстанции обеспечит требуемый уровень напряжения в обеих фидерных зонах и не надо будет регулировать напряжение на соседних подстанциях. Это позволяет исключить излишне частую работу регуляторов в пределах электрифицированного участка.
В качестве примера рассмотрим устройство блока типа БАУРПН-1 управляющего приводом устройства РПН трансформаторов. Измерительный орган ИО выполнен на термокомпенсированных туннельных диодах, через которые проходит переменный ток промышленной частоты, пропорциональный приложенному напряжению. Контролируемое переменное напряжение поступает на измерительный орган, который реагирует на два уровня напряжения верхний и нижний. Разность этих напряжений определяет зону нечувствительности. Если контролируемое напряжение находится в зоне нечувствительности, то элемент задержки ЭЗ не работает. Когда напряжение превышает верхнюю границу нечувствительности, то падает сигнал В на срабатывание элемента времени. При кратковременном отклонении напряжения элемент задержки не успевает сработать и выходное реле 1Р не включается. В случае длительного превышения напряжения срабатывает реле 1 Р и подает команду в цепи управления работой двигателя. Если контролируемое напряжение становится меньше нижней уставки зоны, то на элемент времени подается сигнал H, который срабатывает и включает реле 2Р. Реле 2 Р выдает команду на повышение напряжения.
Законы регулирования можно усовершенствовать, если контур управления включить микро ЭВМ. Проще всего сделать заменой измерительного органа ИО в данной схеме. Рассмотрим это на примере использования микрокалькулятора МК типа МК-64, с помощью которого команды повышении В или понижении H вырабатываются после подсчета среднего напряжения из шести значений. Алгоритм реализуется при наличии в МК аналого-цифрового преобразователя с помощью программы обращения к датчику в асинхронном режиме ввода данных. Более подробную информацию можете получить у наших специалистов по телефону. Опыт работы 15 лет на электротехническом и строительном рынке России.