V družinitransformatorjinačin regulacije napetosti je pomembna razsežnost klasifikacije. V nasprotju z odcepnimi stikali za obremenitev, ki lahko preklapljajo odcepne stikale v realnem-času, medtem ko so pod obremenitvijo, morajo nevzbujeni preklopniki najprej prekiniti napajanje, da popolnoma odklopijo transformator iz omrežja, preden ročno spremenijo položaj odcepnega preklopnika za prilagoditev izhodne napetosti. Ta na videz "neprimerna" zasnova se še naprej pogosto uporablja v milijonih scenarijev distribucije električne energije in industrijskih scenarijev po vsem svetu. Torej, kakšna oprema je transformator za regulacijo napetosti brez vzbujanja? Katere so njegove nenadomestljive prednosti v primerjavi z regulatorji moči? V katerih situacijah je še vedno pametnejša izbira kot pri regulaciji napetosti bremena?
Konceptualno gledano se transformator za regulacijo napetosti brez vzbujanja, znan tudi kot transformator za regulacijo napetosti brez-obremenitve, nanaša na transformator, ki prilagodi razmerje napetosti z ročnim upravljanjem stikala za spreminjanje efektivnih ovojev navitja visoke-napetosti, ko je transformator popolnoma izklopljen in ni vzbujalnega toka. Njegov preklopnik je običajno nastavljen na visokonapetostno stran transformatorja, ker je tok na visokonapetostni strani majhen, zmogljivost kontaktov stikala in težave z oblokom pa je relativno enostavno rešiti. Vzdrževalci morajo med obratovanjem transformator najprej izključiti iz električnega omrežja, s posebnim ključem zavrteti krmilno ročico preklopnika, prestaviti položaj odcepa v želeno prestavo in ga nato ponovno vključiti v obratovanje. Celoten postopek zahteva izpad električne energije, ki se običajno zaključi v nekaj minutah do nekaj urah, vključno s koraki, kot so izpad električne energije, preklapljanje, merjenje enosmernega upora za potrditev dobrega stika in ponovno napajanje. Postopek popolne regulacije napetosti pogosto zahteva načrtovano ureditev izpada električne energije in je ni mogoče izvesti samovoljno.
Zasnova transformatorjev za regulacijo napetosti brez vzbujanja se vrti okoli treh ključnih besed: "varčnost, zanesljivost in preprostost". Zaradi odsotnosti zapletenih odcepnih stikal ob obremenitvi in njihovih prehodnih tokokrogov, oljnih komor, električnih mehanizmov in krmilnih naprav je proizvodni strošek nevzbujenih transformatorjev za regulacijo napetosti bistveno nižji kot pri transformatorjih za regulacijo napetosti pod obremenitvijo enake zmogljivosti in ravni napetosti, kar običajno prihrani 15 % do 30 % naložbe v opremo. Strukturno je stikalo odcepov nevzbujenega transformatorja za regulacijo napetosti razmeroma preprosta mehanska naprava, sestavljena iz statičnega kontakta in gibljivega kontakta, zaprtega v rezervoarju transformatorskega olja, brez gibljivih delov, potopljenih v olje, ki se pogosto premikajo, kar ima za posledico izjemno nizko stopnjo napak in skoraj ni potrebe po dnevnem vzdrževanju. Za številne scenarije uporabe s stabilnimi obremenitvami in majhnimi nihanji napetosti morda ne bo treba prilagajati položaja odcepa več let ali celo desetletij po začetku delovanja transformatorja, dodatni stroški konfiguracije funkcije regulacije napetosti ob obremenitvi pa so očitno nepotrebna izguba. Poleg tega sta prostornina in teža nevzbujenega transformatorja za regulacijo napetosti nekoliko manjši od tistih pri podobnih izdelkih z regulacijo napetosti pod obremenitvijo, zaradi česar je bolj primeren za transport in namestitev.
Torej, kako naj izbiramo med transformatorji za regulacijo napetosti brez vzbujanja in transformatorji za regulacijo napetosti v obremenitvi v praktičnih aplikacijah? To zahteva vrnitev k najbolj temeljni razliki med obema -, ali dovoliti zmanjšanje napetosti pod pogoji obremenitve. Glavna vrednost odcepnih stikal ob obremenitvi je v njihovi zmožnosti sledenja-časovnim nihanjem napetosti v električnem omrežju, popolnega preklopa odcepa v nekaj sekundah brez prekinitve napajanja, zaradi česar so še posebej primerni za razmere s pogostimi spremembami napetosti in visokimi zahtevami po neprekinjenosti napajanja, kot so velika razdelilna postaja, precizne industrijske proizvodne linije, podatkovni centri itd. Transformatorji za regulacijo napetosti brez vzbujanja se ne morejo spopasti z nenadno napetostjo nihanja. Ko omrežna napetost zaradi sprememb obremenitve odstopa od nazivne vrednosti, lahko samo počaka na naslednji načrtovani izpad električne energije, da se prilagodi.
Vendar se vsi scenariji električnega polja ne soočajo z velikimi nihanji napetosti. V namenski postaji industrijskega parka transformator za regulacijo napetosti brez vzbujanja napaja proizvodno linijo pod njim. Če električno omrežje parka izvira iz regionalne-nivojske podpostaje in je kakovost napetosti stabilna ali če ima sama proizvodna linija visoko toleranco za odstopanja napetosti (kot so navadna razsvetljava, oprema za ogrevanje, vodne črpalke, ventilatorji itd.), lahko shema za regulacijo napetosti brez vzbujanja v celoti zadosti potrebam ter je stroškovno-učinkovitejša in brezskrbna. V podeželskih distribucijskih omrežjih se transformatorji za regulacijo napetosti brez vzbujanja pogosto uporabljajo kot razdelilni transformatorji, nameščeni na stolpce. Njihovi ventili so običajno pred-nastavljeni s tremi stopnjami (kot je ± 5 % nazivne napetosti), ki se prilagodijo enkrat ali dvakrat letno glede na sezonske spremembe obremenitve (kot je poletno in zimsko namakanje). To-zahtevo nizkofrekvenčne regulacije napetosti je mogoče v celoti doseči z operacijami izpada električne energije brez potrebe po zapletenih mehanizmih obremenitve. V krajih s posebnimi zahtevami za preprečevanje eksplozij, kot so rudniki in kemična industrija, imajo transformatorji za regulacijo napetosti brez vzbujanja inherentne varnostne prednosti zaradi pomanjkanja mehanizmov za preklapljanje ob obremenitvi, ki lahko v notranjosti povzročijo oblok.
Treba je omeniti, da je kljub temu, da ima preklopnik, ki je konfiguriran v nevzbujenem transformatorju za regulacijo napetosti, preprosto zgradbo, še vedno treba strogo upoštevati delovne specifikacije. Preklopni stikali so običajno opremljeni s preglednimi indikatorskimi ploščami prestav, s skupnimi prestavnimi številkami 3, 5 ali več, od katerih vsako ustreza določenemu območju nihanja napetosti (kot je ± 2,5 %, ± 5 %). Preklapljanje je treba izvesti, ko je transformator popolnoma izklopljen in je potrjeno, da ni inducirane napetosti, sicer bo preklop z obremenitvijo povzročil resno erozijo ali celo eksplozijo kontaktov. Po preklopu je treba uporabiti tester enosmernega upora za merjenje enosmernega upora na vsakem položaju pipe, potrditi, da je tri-fazni upor uravnotežen in skladen s tovarniškimi podatki, nato pa znova zagnati napajanje. Čeprav ta proces poveča delovno obremenitev pri operacijah izpada električne energije, je prav zaradi njegove vodljivosti in intuitivnosti še vedno mogoče zanesljivo upravljati nevzbujene transformatorje za regulacijo napetosti na oddaljenih območjih, kjer primanjkuje strokovnega vzdrževalnega osebja.
Kar zadeva tehnične standarde in dostop do trga, transformatorji za regulacijo napetosti brez vzbujanja sledijo istemu osnovnemu standardnemu sistemu kot drugi močnostni transformatorji, kot je serija IEC 60076 (standardi Mednarodne komisije za elektrotehniko) in ustrezni nacionalni/regionalni standardi (kot je severnoameriška serija ANSI/IEEE C57.12). Čeprav njegove komponente stikala niso tako zapletene, kot so specializirane za standarde stikal za obremenitev, morajo še vedno izpolnjevati zahteve standarda IEC 60214-3 (Smernice za uporabo nevzbujenih stikal) ali podobnih klavzul. Za izvozne posle je certifikacijska pot za nevzbujene transformatorje za regulacijo napetosti popolnoma enaka kot za navadne močnostne transformatorje – za severnoameriški trg je potreben certifikat UL/cUL, za Evropsko unijo so potrebna lastna deklaracija CE (na podlagi direktive o nizki napetosti in direktivi EMC) in poročila o preskusih, ki izpolnjujejo zahteve glede energetske učinkovitosti ErP, za Rusijo in Evrazijsko gospodarsko unijo je potreben certifikat EAC, za platformo SABRE PCoC in SCoC za Savdsko Arabijo je potreben certifikat. Zaradi odsotnosti zapletenih elektronskih komponent in pogostih delovnih mehanizmov so predmeti certifikacijskega testiranja za nevzbujene transformatorje za regulacijo napetosti relativno preprosti, z višjimi stopnjami prehodov in krajšimi cikli certificiranja. To je nesporen bonus za zunanjetrgovinska naročila, ki si prizadevajo za hitro dostavo in stabilno skladnost.
Z vidika svetovne tržne pokrajine transformatorji za regulacijo napetosti brez vzbujanja niso bili odpravljeni zaradi svoje "preproste" tehnologije. Ravno nasprotno, z dvojno prednostjo gospodarnosti in zanesljivosti še vedno zavzemajo velik delež na trgu distribucijskih transformatorjev. Zlasti pri gradnji električnih omrežij v državah v razvoju in nastajajočih gospodarstvih je veliko število nevzbujenih distribucijskih transformatorjev za regulacijo napetosti nameščenih v drogovih in škatlastih transformatorskih postajah za reševanje osnovnih težav z oskrbo z električno energijo po najnižji ceni. Tudi v industrijskih projektih v razvitih državah inženirji po analizi inženiringa vrednosti pogosto priporočajo transformatorje za namensko napeljavo s stabilnimi notranjimi električnimi omrežji in gladkimi spremembami obremenitve transformatorje za regulacijo napetosti brez vzbujanja.
Ko stranke povprašujejo o izbiri transformatorja, bi bilo morda koristno, če jih usmerite k razmisleku, ali je-potrebna zmožnost regulacije napetosti v realnem času za dejansko okolje oskrbe z električno energijo in značilnosti obremenitve projekta? Če je območje nihanja napetosti električnega omrežja v dovoljenem območju (običajno ne presega ± 5%) ali če ima električna oprema določeno toleranco za odstopanje napetosti in ni načrta za pogosto prilagajanje napetosti v prihodnosti, je transformator za regulacijo napetosti brez vzbujanja bolj ekonomična in zanesljiva izbira. Če vaša stranka išče rešitev za distribucijo električne energije za novozgrajeno stanovanjsko skupnost, majhno tovarno ali kmetijski namakalni projekt, si zapomnite: včasih je najbolj preprosta in najbolj neposredna rešitev najboljša rešitev. Nevzbujeni transformator za regulacijo napetosti s svojo preprosto in trdno zasnovo tiho prevzema širšo nalogo, kot si ljudje predstavljajo v globalnem elektroenergetskem sistemu.
