Introducció
El canviador de preses és un dispositiu clau per ajustar la tensió de sortida d'un transformador. La seva funció principal és canviar la relació de girs del transformador canviant a diferents posicions de presa, aconseguint així la regulació de la tensió. Aquest dispositiu s'utilitza àmpliament en sistemes d'alimentació per mantenir l'estabilitat de la tensió de la xarxa i satisfer les demandes de subministrament d'energia en diverses condicions de càrrega.
Segons el mètode d'operació, els canviadors de tocs es classifiquen principalment en dos tipus: activats-Load Tap Changers (OLTC) i Off-Load Tap Changers. El primer pot realitzar un ajust de tensió mentre el transformador està encès. Són adequats per a escenaris que requereixen una font d'alimentació contínua. Aquest últim s'ha de canviar quan el transformador estigui completament des-energitzat. Sovint s'utilitzen en situacions en què no es requereix un ajust freqüent de tensió.
Toqueu Configuració de posició&Mida del pas
La majoria dels canviadors de tocs estan dissenyats per a la regulació de diverses-posicions, normalment ofereixen intervals d'ajust com ara ±5% o ±10%. La mida del pas d'ajust de tensió per posició sol estar entre ±0,5% i ±1,5%.
La precisió de la regulació de la tensió està influenciada pels factors següents:
Toqueu Configuració de mida
Una mida més petita de l'aixeta permet una major precisió de regulació.
Error de mesura
La precisió del dispositiu de detecció de tensió afecta el resultat de la regulació.
Desgast mecànic
L'ús-a llarg termini pot provocar canvis en la resistència de contacte.
Temperatura ambient
Les variacions de temperatura afecten la resistència del bobinat i, per tant, influeixen en la sortida de tensió
Els canviadors de preses mecànics regulen la tensió canviant físicament entre diferents spires de bobinatge. Els components clau inclouen contactes de commutació, un mecanisme d'accionament, un selector i resistències de transició.
Els contactes de commutació són els responsables de la transferència física entre diferents posicions de presa per garantir la continuïtat actual.
Normalment, un mecanisme d'accionament es compon d'engranatges, enllaços, etc. Activa el selector i els contactes de commutació.
S'utilitza un selector per triar la posició de toc desitjada actualment.
Les resistències de transició es troben durant el procés de commutació per limitar els canvis de corrent sobtats i evitar l'arc.
El marc d'aïllament admet tota l'estructura de l'interruptor per garantir l'aïllament elèctric entre els components.
Els canviadors de tocs electrònics substitueixen els contactes mecànics tradicionals per dispositius electrònics de potència, com ara IGBT, MOSFET i SCR, per aconseguir un canvi sense -contacte. Aquest disseny evita problemes com el desgast mecànic i l'arc, millorant així l'estabilitat i la fiabilitat de l'equip.
Comparació entre canviadors electrònics i mecànics
| Característiques | Canviador electrònic | Canviador mecànic |
| Velocitat de commutació | Extremadament ràpid (nivell de microsegons) | Lent (milisegon a segon nivell) |
| Vida útil | Gairebé -gratis | Propens al desgast, requereix manteniment periòdic |
| Procés de canvi | Sense arcs ni cops mecànics | Implica arc i xoc mecànic |
| Control de precisió | Alt, capaç de controlar-bucle tancat | Relativament baix, depèn de les posicions mecàniques |
| Cost | Major cost inicial | Menor cost inicial |
| Necessitat de refrigeració | Alt, requereix un sistema de refrigeració dedicat | En general, no requereix refrigeració especialitzada |
Tendències de desenvolupament
Disseny intel·ligent i digital
Els canviadors de toc de nova-generació integren sensors i mòduls de comunicació, que admeten la supervisió i el control remots:
Sensors de temperatura integrats per al seguiment-en temps real de l'augment de la temperatura de l'interruptor.
Suport per a protocols de comunicació com Modbus RTU per a la interfície amb sistemes SCADA.
Algoritmes-de diagnòstic d'errors integrats per identificar automàticament les operacions de commutació anormals.
Nous materials i optimització estructural
S'estan introduint nous materials a la fabricació de canviadors per millorar-ne el rendiment:
Els materials nanoaïllants poden augmentar la rigidesa dielèctrica i reduir la mida física.
Els aliatges de coure d'alta-conductivitat poden reduir la resistència de contacte i minimitzar la generació de calor.
El disseny modular facilita la substitució i el manteniment ràpids.
En el futur, els canviadors de tocs evolucionaran gradualment cap a la regulació adaptativa de la tensió, la percepció de l'estat i el control remot. S'estan convertint en components intel·ligents crítics a les subestacions intel·ligents.