Tra i tanti accessori del trasformatore, il commutatore, anche se poco conosciuto, ricopre un ruolo insostituibile nel garantire la stabilità della tensione di rete. Nel funzionamento effettivo del sistema di alimentazione, influenzato dalla fluttuazione del carico, dalla perdita di linea, dalla variazione della potenza erogata e da altri fattori, la tensione di rete spesso fluttua in gradi diversi. Se la tensione non viene regolata, la tensione che supera l'intervallo consentito influenzerà il normale funzionamento dell'apparecchiatura elettrica o addirittura causerà danni. Il commutatore è un dispositivo per risolvere questa contraddizione. Modifica le spire effettive dell'avvolgimento impostando le prese in diverse posizioni dell'avvolgimento del trasformatore, in modo da regolare il rapporto di tensione e mantenere la tensione di uscita entro l'intervallo specificato. Riassumendo in una frase, il commutatore è il "regolatore di tensione" del trasformatore.
Il commutatore-si divide principalmente incommutatore senza-eccitazione-Esul-caricatore-del commutatorein base alle diverse modalità operative. Il commutatore-a scarico-è anche chiamato commutatore-a scarico-. Come suggerisce il nome, può essere azionato solo quando il trasformatore è completamente disconnesso dalla rete e in stato di mancanza di corrente. Questo perché il commutatore senza-eccitazione-avrà un breve processo di disconnessione durante il processo di commutazione. Se il trasformatore è caricato in questo momento, la corrente di carico scollegata genererà un arco tra i contatti, che potrebbe non solo bruciare l'interruttore stesso, ma anche causare un incidente di cortocircuito. Pertanto, quando il commutatore di presa senza eccitazione viene utilizzato per la regolazione della tensione, il trasformatore deve essere rimosso dalla rete elettrica e l'alimentazione elettrica deve essere ripristinata una volta completata la regolazione della tensione. Questa modalità di regolazione della tensione ha un intervallo di regolazione ridotto, generalmente non superiore a ± 5% della tensione nominale del trasformatore, e l'alimentazione deve essere interrotta durante il processo operativo. È applicabile al trasformatore di distribuzione senza severi requisiti di qualità della tensione e senza frequenti regolazioni della tensione. Dalla struttura, ci sono molte forme di commutatore di presa-fuori circuito, come tamburo, gabbia, striscia, disco e cuneo, che possono essere selezionati in base alla classe di tensione, alla corrente nominale e alle parti di regolazione della tensione. L'interruttore a gabbia è applicabile alla scena di grande corrente e alta tensione. I produttori nazionali sono in grado di produrre interruttori di non-eccitazione a gabbia con corrente nominale di 330 kV e 6000 A.
In netto contrasto con il commutatore sotto-carico-c'è il commutatore sotto-carico-, denominato OLTC in inglese. Può completare la commutazione-senza interrompere la corrente di carico quando il trasformatore è in funzione, in modo da realizzare una regolazione della tensione senza interruzioni di corrente. La chiave per raggiungere questo obiettivo è che il commutatore-sotto carico-abbia un resistore di transizione o un reattore al suo interno. Quando l'interruttore passa da una presa all'altra, le due prese verranno cortocircuitate-attraverso la resistenza di transizione, la corrente di circolazione tra le due prese sarà limitata dalla resistenza, quindi la presa originale verrà disconnessa per ottenere una transizione graduale e l'intero processo non produrrà interruzione dell'arco. In base ai diversi elementi di transizione, il-commutatore sotto carico- può essere suddiviso in tipo di resistenza e tipo di reattanza. Al momento, il mainstream internazionale è di tipo resistivo, mentre alcuni sono di tipo reattante nel mercato americano. Il-commutatore sotto carico-ha un ampio intervallo di regolazione, un'elevata velocità di regolazione della tensione e può essere regolato in qualsiasi momento in base alla variazione in tempo reale-della tensione di rete. Pertanto, il commutatore-sotto carico-deve essere installato in trasformatori di potenza da 35 kV e superiori secondo le disposizioni obbligatorie degli standard IEC e degli standard nazionali.
La struttura interna del commutatore-sotto carico-è complessa e solitamente è composta da commutatore-, commutatore-e meccanismo di comando elettrico. Il selettore di prese è responsabile della funzione di "selezione della posizione", ovvero seleziona la presa di destinazione nello stato di circuito aperto. Non può connettere o disconnettere la corrente da solo, ma svolge solo il ruolo di portare corrente. L'interruttore deviatore è responsabile dell'esecuzione effettiva dell'azione "Commuta" per completare la transizione dalla presa corrente a quella di destinazione sotto carico. Nel commutatore sotto{10}}carico combinato i due dispositivi sono disposti separatamente. Il selettore di prese esegue l'attività di selezione del commutatore e l'interruttore di commutazione-esegue l'attività di commutazione corrente. I due dispositivi hanno una tacita cooperazione e una chiara divisione del lavoro. Inoltre, ci sono alcuni progetti che integrano le funzioni dei due in uno, chiamati selettori, rendendo la struttura più compatta. Il meccanismo di comando elettrico è la fonte di energia per il controllo dell'intero processo operativo. Di solito è installato sulla parete del serbatoio del trasformatore e il commutatore è azionato dall'albero di trasmissione per completare il cambio di presa. Il processo di commutazione del commutatore sotto carico richiede precisione meccanica e affidabilità elettrica estremamente elevate e i suoi contatti devono avere una buona conduttività e resistenza all'ablazione dell'arco. La progettazione e la fabbricazione dell'intero prodotto coinvolge materiali, macchinari, elettricità, microelettronica e altre discipline, con profonde barriere tecniche.
Negli ultimi anni, anche la tecnologia dei commutatori-sotto carico-si è evoluta. Il tradizionale commutatore sotto-carico- genererà un arco elettrico nell'olio durante il processo di commutazione e l'arco elettrico causerà la decomposizione dell'olio isolante e l'inquinamento dell'olio del trasformatore, aumentando il carico di manutenzione. Pertanto, il commutatore sotto-carico-a vuoto si presenta al momento giusto. Mette l'interruttore-commutatore nell'ampolla sottovuoto per il funzionamento. L'arco si spegne rapidamente nell'ambiente sotto vuoto e non inquina l'olio del trasformatore, prolungando così il periodo di manutenzione dell'interruttore e la durata del trasformatore. Il commutatore sotto-carico sottovuoto UCC di Hitachi Energy è in grado di soddisfare i requisiti limite del livello di tensione impulsiva fino a 1050 kV e corrente nominale di 1600 A, che rappresenta il livello-di fascia alta in questo campo. Allo stesso tempo, i commutatori-allo stato solido-e i commutatori ibridi-basati su componenti elettronici di potenza stanno gradualmente entrando nella fase di applicazione ingegneristica. Sostituiscono i tradizionali contatti meccanici con dispositivi a semiconduttore come i tiristori per ottenere una commutazione senza archi-e una velocità di risposta più rapida, rappresentando la direzione di sviluppo futuro della tecnologia dei commutatori-di presa.
Dalla struttura del mercato globale, il settore dei commutatori presenta una caratteristica altamente centralizzata. MR è il più grande produttore di commutatori di presa al mondo e rappresenta circa l'80% del mercato estero; Acquisendo Long March Electric nel 2019, China Huaming Equipment Co., Ltd. detiene attualmente oltre l'80% del mercato nazionale dei commutatori di presa, classificandosi al secondo posto nel mondo. Sebbene il commutatore- sia l'accessorio principale del trasformatore, il suo valore rappresenta solo il 5% - 15% del valore totale del trasformatore, che rappresenta una piccola percentuale del costo di produzione totale del trasformatore. Pertanto, la potenza dell'interruttore esteso dall'impianto di trasformazione a monte non è forte, formando le caratteristiche industriali altamente professionali delle imprese produttrici di interruttori. Per il personale del commercio estero di trasformatori, conoscere il tipo di base e il principio di funzionamento del commutatore di presa può aiutarli a comprendere con precisione i requisiti sulla modalità di regolazione della tensione, sull'intervallo di regolazione della tensione e sul numero di prese nelle specifiche tecniche quando comunicano con i clienti e assistere i clienti nel formulare un giudizio ragionevole in base agli scenari applicativi reali nel processo di selezione del modello. Padroneggiare la conoscenza di questa parte riflette non solo la qualità professionale, ma anche un collegamento importante per migliorare la profondità dei servizi alle imprese del commercio estero.
