Transformateurs déphaseurs et leur utilisation
Dans les réseaux alternatifs, les flux de puissance active dans les lignes sont proportionnels au sinus de l'angle de déphasage entre les vecteurs tension de la source d'énergie électrique située en début de ligne et le puits d'énergie électrique situé en fin de ligne. doubler.
Ainsi, si l'on considère un réseau de lignes qui diffèrent par la puissance émise, alors il est possible de redistribuer les flux de puissance entre les lignes de ce réseau, en modifiant notamment la valeur de l'angle de déphasage entre les vecteurs tension source et le récepteur en une ou plusieurs lignes du réseau triphasé considéré.
Ceci est fait pour charger les lignes de la manière la plus favorable, ce qui n'est souvent pas le cas dans les cas normaux. La répartition naturelle des flux d'énergie est telle qu'elle conduit à une surcharge des lignes de faible puissance, tandis que les pertes d'énergie augmentent et que la capacité des lignes de forte puissance est limitée. D'autres conséquences préjudiciables aux infrastructures électriques sont également possibles.
Un changement forcé et délibéré de la valeur de l'angle de déphasage entre le vecteur de tension source et le vecteur de tension récepteur est effectué par un dispositif auxiliaire - un transformateur à découpage de phase.
Dans la littérature, il existe des noms: transformateur à découpage de phase ou transformateur croisé... Il s'agit d'un transformateur de conception spéciale et destiné directement au contrôle des courants, actifs et puissance réactive dans des réseaux AC triphasés de différentes tailles.
Le principal avantage du transformateur déphaseur est qu'en mode de charge maximale, il peut décharger la ligne la plus chargée, redistribuant les flux de puissance de manière optimale.
Un transformateur déphaseur comprend deux transformateurs distincts : un transformateur série et un transformateur parallèle. Le transformateur parallèle a un enroulement primaire réalisé selon le schéma "delta", qui est nécessaire pour organiser un système de tensions triphasées avec un décalage par rapport aux tensions de phase de 90 degrés, et un enroulement secondaire, qui peut être réalisé en sous forme de phases isolées avec un bloc de drainage avec centre de terre.
Les phases de l'enroulement secondaire du transformateur parallèle sont connectées via la sortie du changeur de prises à l'enroulement primaire du transformateur série, qui est généralement en étoile avec le neutre mis à la terre.
L'enroulement secondaire du transformateur série, à son tour, est réalisé sous la forme de trois phases isolées, chacune connectée en série dans la section du conducteur linéaire correspondant, corrélée en phase, de sorte qu'un composant déphasé de 90 degrés est ajouté au vecteur tension de la source.
Ainsi, à la sortie de la ligne, on obtient une tension égale à la somme des vecteurs de tension d'alimentation et du vecteur supplémentaire de la composante en quadrature, qui est introduit par le transformateur déphaseur, c'est-à-dire, par conséquent, le changements de phases.
L'amplitude et la polarité de la composante de quadrature introduite, qui est créée par le transformateur déphaseur, peuvent être modifiées ; pour cela, la possibilité de régler le bloc de prises est prévue.Ainsi, l'angle de déphasage entre les vecteurs de tension à l'entrée de la ligne et à sa sortie est modifié de la valeur requise, qui est liée au mode de fonctionnement de une certaine ligne.
Les coûts d'installation des transformateurs déphaseurs sont assez élevés, mais les coûts sont amortis en optimisant les conditions de fonctionnement du réseau. Cela est particulièrement vrai pour les lignes de transmission à haute puissance.
En Grande-Bretagne, les transformateurs déphaseurs ont commencé à être utilisés dès 1969, en France ils sont installés depuis 1998, depuis 2002 ils ont été introduits aux Pays-Bas et en Allemagne, en 2009 — en Belgique et au Kazakhstan.
Pas un seul transformateur monophasé n'a encore été installé en Russie, mais il y a des projets. L'expérience mondiale d'utilisation des transformateurs déphaseurs dans ces pays montre clairement une amélioration de l'efficacité des réseaux électriques grâce à la gestion des flux d'énergie à l'aide de transformateurs déphaseurs pour une distribution optimale.