В современной энергетике регулирование напряжения в сети является одним из способов, обеспечивающих качество электроэнергии, получаемой потребителем.
Причинами, вызывающими колебания напряжения в электрической сети, являются: недостаток энергетической мощности для покрытия максимума в энергосистеме: неравномерность нагрузки, вызываемая энергоёмкими промышленными комплексами, в первую очередь металлургическими заводами и горнорудными разрабатывающими комплексами; суточная неравномерность потребления электроэнергии, связанная с продолжительностью дневной части суток и рабочих смен.
В быту колебания напряжения наиболее отчётливо наблюдаются при пользовании телевизорами, когда качество передачи меняется в течение одного вечера, т.е. относительно короткого промежутка времени, измеряемого несколькими часами. В связи с этим для обеспечения удовлетворительной работы некоторых бытовых приборов часто применяются различные регулирующие устройства, с помощью которых поддерживают необходимое напряжение.
Регулирование напряжения, какими бы средствами и где бы оно ни производилось, имеет целью обеспечить нужный для потребителя уровень напряжения. Каждая энергосистема или крупное энергопредприятие составляют график изменения напряжения в течение года, сезона, месяца, суток, часа. Эти графики, будучи ориентированными на длительный период (год, сезон, месяц), являются конкретными на короткий период (сутки, час) и передаются обычно в главный диспетчерский или оперативный пункт энергосистемы или энергопредприятия.
Согласно этому графику по указанию диспетчера системы или предприятия дежурным персоналом станции, подстанции или отдельного цеха производится регулирование напряжения в той или другой точке электрической сети. Одними из элементов, при помощи которых производится регулирование напряжения, являются регулировочные устройства у силовых трансформаторов.
Важным средством регулирования напряжения является выбор ответвлений на трансформаторах. Почти все силовые трансформаторы снабжаются регулировочными ответвлениями и специальными переключателями, позволяющими изменять число витков обмотки и тем самым осуществлять регулирование напряжения. Для осуществления операции переключения ответвлений необходимо отключение трансформатора от сети. Этот способ регулирования принято называть переключением без возбуждения (ПБВ). Частая перестановка регулировочных ответвлений во время текущей эксплуатации неудобна и непригодна для оперативного регулирования.
Одним из важнейших средств регулирования напряжения является применение трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой (PПH). Наиболее часто применяются трансформаторы со ступенчатым регулированием напряжения под нагрузкой или трансформаторы с переключением под нагрузкой. Принцип регулирования такой же, как и при регулировании с ПБВ, но без отключения трансформатора от сети. Число ответвлений обмотки, т.е. число регулировочных ступеней силовых трансформаторов с РПН обычно бывает больше, чем у трансформаторов с ПБВ (число ступеней регулирования у ПБВ составляет 5), а диапазон регулирования напряжения значительно шире.
Трансформаторы с РПН применяются как для местного (у потребителей), так и для централизованного (на районных подстанциях) регулирования напряжения. Регулирование устройства РПН может осуществляться дистанционно (за несколько километров от места установки трансформатора) и автоматически (если регулирующее устройство снабжено специальным стабилизатором напряжения или программным механизмом управления). Часто при ремонте старых трансформаторов с заменой обмоток одновременно модернизируют систему регулирования напряжения трансформатора, заменяя переключатели ПБВ устройствами РПН. Кроме того, трансформаторы с РПН широко применяются для регулирования распределения мощностей в замкнутых электрических сетях, а также для сопряжения энергетических систем.
Существует множество конструкций этих устройств как отечественного, так и зарубежного производства.
Для современных электроэнергетических систем характерным является нарастание степени изношенности основного силового электрооборудования, медленные темпы его обновления, недостаточное внимание к программам технической модернизации и реконструкции стратегически важной энергетической отрасли. В этих условиях возрастают роль и значение служб диагностики предприятий энергетики, которые, должны активно внедрять новые методы, приборы и устройства для диагностики электрооборудования. повышать частоту и увеличивать объем обследований, испытаний и измерений контролируемых параметров по сравнению с рекомендуемыми и устаревшими нормами.
Современные методы и технические средства диагностики высоковольтного электрооборудования в энергосистемах позволяют своевременно выявить развивающиеся дефекты, провести соответствующий профилактический ремонт или заменить изношенные элементы (части), тем самым предотвратить возможные аварийные режимы и повысить надежность работы энергообъекта, обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей. Особенно это важно в условиях длительной эксплуатации оборудования на объектах энергосистем с повышенным износом и практически выработанным ресурсом.
Одним из перспективных направлений повышения метрологических характеристик диагностики высоковольтного оборудования является применение микропроцессорных устройств и цифровых методов обработки результатов измерений и испытаний. которые пока не нашли широкого и повсеместного использования в практической деятельности инженерных служб в электроэнергетике. Однако имеется ряд устройств, важных узлов силового высоковольтного оборудования и режимов испытаний и измерений, которые требуют новых методик и технических средств для оперативной диагностики и ускоренной обработки полученной измерительной информации. К ним относятся силовые трансформаторы, РПН, высоковольтные выключатели 110-220 кВ, а также средства защиты электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений (разрядники и ограничители) 35-500 кВ. В данной работе приводится пример использования цифрового многоканального осциллографа для диагностики лишь одной группы оборудования, а именно переключающих устройств силовых трансформаторов.
