Схема и принцип работы РПН трансформатора
В трансформаторах и автотрансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) применена схема и система контактов, которая позволяет переключать число витков обмотки без разрыва электрической цепи.
Регулирование напряжения в трансформаторах под нагрузкой производится на стороне высшего напряжения в пределах ±10% от номинального напряжения восемью ступенями по 2,5%, т. е. в диапазоне ±4х2,5%.
При РПН переход с одного ответвления обмотки на другое без разрыва тока в питающей сети возможен благодаря применению системы двух параллельных переключающих ответвлений (П1 и П2), замкнутых на токоограничивающий реактор Р, средняя точка которого включена в обмотку трансформатора. Реактор представляет собой трехфазную индуктивную катушку со стальным сердечником, имеющим зазоры. Он устанавливается внутри бака трансформатора на верхних или нижних консолях ярма.
На рис. 1 показана принципиальная схема встроенного РПН для обмоток высшего напряжения 35 кВ для одной фазы трансформатора. Схема для обмоток 110 кВ отличается тем, что регулировочные катушки находятся не в середине обмотки, а в нейтрали и звезда образуется соединением средних точек реакторов трех фаз.
Рис. 1. Кольцевой контакт: а - рабочее положение, б - промежуточное положение, 1 - контактное кольцо, 2 - спиральная ленточная пружина, 3 - ось пружины, 4 - коленчатый вал, 5 - контактный стержень
Следует отметить, что встроенное регулирование напряжения под нагрузкой в автотрансформаторах осуществляется в средней части обмоток, а не со стороны нейтрали.
На рис. 2 показана последовательность переключения о одного ответвления на другое (с контакта А6 на контакт А7) без разрыва питающей сети.
|
|
Работа РПН трансформатора
Вначале размыкается контактор К2, затем обесточенная ветвь переключателем П2 переводится на контакт А7. После этого вновь включается контактор К2, в результате чего переключающая секция, через контакты А6 и А7 теперь оказывается замкнутой на себя. Для ограничения тока в этой секции и служит реактор Р. Затем размыкается контактор K1 верхней параллельной ветви и обесточенный переключатель П1 тоже переводится на контакт А7. После этого включается контактор K1 и процесс переключения одной ступени заканчивается.
Три сдвоенных переключателя П1 - П6 помещаются внутри бака трансформатора, так как они работают без тока. Контакторы K1 - К6 помещаются в отдельном баке с маслом, укрепленном на боковой стенке бака трансформатора. Каждая группа из трех переключателей и контакторов приводится в действие одновременно при помощи одного общего вала. Переключение производится одновременно на трех фазах.
Необходимая последовательность работы контактора и переключателей достигается соответственной установкой кулачковой шайбы.
Рис. 2. Схема и работа встроенного регулирования под нагрузкой (РПН): а - принципиальная схема, б — схема соединений, П1, П2 - переключатели, K1, К2 - контакторы, Р - реакторы, А - А11 - ответвления от регулировочных катушек
Устройства РПН снабжают приводным механизмом, который приводится в действие электродвигателями постоянного или переменного тока.
Переключение ступеней РПН производится дистанционно со щита управления, а также может производиться автоматически под действием реле напряжения. Кроме того, предусматривается возможность ручного управления при помощи рычажной рукоятки в случае неисправности моторного привода или отсутствия электропитания.
|
|
При работе переключающего устройства от моторного привода одно полное переключение на соседнюю ступень продолжается около 3 секунд.
Переключающие устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН)
Переключающие устройства РПН служат для переключения регулировочных ответвлений обмоток трансформаторов под нагрузкой, т.е. без перерыва электроснабжения потребителя электроэнергии. Их разделяют на устройства с токоограничивающими реакторами, токоограничивающими резисторами и без них. В эксплуатации находятся трансформаторы с устройствами РПН типов РНТ-13, РНТ-18, РНТ-20, РНОА и др., а также типов РСГ и PC (Болгария), типов SAV, SCV, SDV, М, R, V (Германия), серий UB, UC и UZ (Швеция, фирма АВВ) и др.
Составными частями устройств РПН являются избиратель ответвлений; предызбиратель (реверсор) ответвлений; контактор; токоограничивающий реактор на отечественных переключающих устройствах РНТ-13, РНТ-18 и РНТ-20 или резистор на переключающих устройствах всех остальных перечисленных выше типов; привод, а также различная аппаратура, механизмы, элементы сигнализации, автоматики и др.
Конструкции переключающих устройств различают по нагрузочному току, классу напряжения, количеству и напряжению ступеней регулирования, а также схемам регулирования (рис. 1.15).
Правильность работы переключающего устройства обеспечивается соблюдением определенной последовательности переключения контактов избирателя И и контактора А", а в схемах с реверсированием или переключением грубой ступени — и предызбирателя ПИ.
|
|
Кинематика переключающего устройства такова, что при переключении с одного подготовленного положения на другое в прямом и обратном направлениях срабатывает только контактор, контакты же избирателя оста-
Рис. 1.15. Схемы регулирования напряжения быстродействующих резисторных переключающих устройств:
а — без реверсирования регулировочной обмотки; б, в — с реверсированием, соответственно, с тремя и одним номинальными положениями; г,д — с топкой и грубой ступенями регулирования; А,, АГц — контактор; И, И2 — избиратель; К — сопротивление токоограничивающее (резистор) югся без движения. При последовательном переключении ответвлений поочередно работают контакты обеих групп избирателя (четной и нечетной). Последовательность работы контактов при переключении на одну ступень с третьего на четвертое положение приведена на рис. 1.16.
Исходное положение — подвижный контакт четной группы избирателя И-, находится на втором положении (обесточенном), подвижный контакт избирателя И1 нечетной группы — на третьем положении (рабочем), ток проходит через плечо контактора Ку
Последовательность переключения — обесточенный контакт переводится со второго на четвертое положение избирателя, после этого срабатывает контактор; последовательным переключением контактора отключается плечо контактора К1 и включается плечо контактора К1{. В результате подвижный контакт избирателя Их на третьем положении обесточивается и нагружается контакт избирателя И2 на четвертом положении.
Рис. 1.16. Последовательность переключений контактора и избирателя при переходе с третьего на четвертое положение:
а — первое положение переключающего устройства: б — второе; в — третье; г — четвертое. Обозначения см. рис. 1.15
Последовательность переключения контактов контактора показана на рис. 1.17, где отображена последовательность работы контактов контактора рычажного типа при переходе с нечетного ответвления на четное.
В исходном (рабочем) положении замкнуты контакты левого плеча К{: главный контакт А,, вспомогательный К-, и дугогасительный А3, а контакты правого плеча А(1 разомкнуты. В этом положении включено одно из нечетных ответвлений и ток проходит через контакты А, и А, (рис. 1.17, а).
В начале переключения (рис. 1.17, б) размыкается главный контакт А( и ток проходит через вспомогательный контакт А2; затем размыкается вспомогательный контакт К-, и ток идет через токоограничивающий резистор Я и дугогасительный контакт А3 (рис. 1.17, в).
После замыкания дугогасительного контакта К4 правого плеча контактора А|( ток проходит по двум параллельным ветвям. Схема соответствует положению «мост», при котором коммутируемая секция обмотки замкнута на токоограничивающие резисторы Я (рис. 1.17, г).
В дальнейшем размыкается дугогасительный контакт А3, при этом полностью отключается левое плечо А) контактора и ток проходит теперь через токоограничивающий резистор Я и дугогасительный контакт К4 правого плеча Ац контактора (рис. 1.17,?)), при этом замыкается вспомогательный
Рис. 1.17. Последовательность действия контактов контактора:
К„ Кц — плечи контактора (левое, правое); АГ|> К6 — главные контакты; К-,, К5 — вспомогательные; АГ3, К4 — дугогасительные; /? — токоограничивающий резистор
