Параметры нагрузки трансформаторов имеют суточный, сезонный или технологический характер. Чтобы удерживать значения электрической сети потребителей в заданных параметрах требуется механизм регулирования напряжения – ключевого параметра электроэнергии, как для бытового, так и для промышленного потребителя.

В классической схеме силовых трансформаторов механизм регулирования реализуется с помощью 2 типов специальных устройств являющихся одновременно их конструктивным элементом:

1. РПН — регулировка переключения под напряжением.
2. ПБВ — переключение без возбуждения (трансформатор обесточен со всех сторон)

Принцип регулирования обоих устройств основан на изменении числа витков обмотки у трансформатора. Изменяя коэффициент трансформации, достигается уровень напряжения необходимого значения для дальнейшего распределения.

РПН и ПБВ — различия

Регулировка напряжения выполняется следующим образом: в трансформаторных обмотках предусмотрены ответвления — с помощью их переключения устройством регулирования меняется число витков обмоток, включенных в электрическую схему. Таким способом регулируется коэффициент трансформации. Делается это с помощью устройств двух типов — ПБВ и РПН. В зависимости от типа, мощности, класса напряжения и назначения, трансформаторы могут быть выполнены только с одним из типов переключателя на стороне высокого или низкого напряжения или одновременно входить в общую конструкцию электрической машины.

Принципиальная разница между двумя устройствами заключается в том, что переключение на ПБВ проводят только вручную и на отключенном трансформаторе. Регулировка напряжения с помощью РПН производится через моторный привод в процессе эксплуатации трансформатора и непосредственного потребления электроэнергии не зависимо от нагрузки, одним из 3 способов:

1. дистанционное автоматическое управление
2. дистанционное ручное управление
3. местное ручное управление

Во время проведения ремонтных или регламентных работ на трансформаторе при отсутствии питания собственных нужд, РПН имеет возможность переключения через механизм ручного привода.

ПБВ —переключение без возбуждения

Такие устройства используют, когда меняется сезонная нагрузка. Применять такой способ чаще по ряду организационных и технических причин сложно. В силу своего назначения и простоты конструкции привод механизма переключения исключительно ручной. В связи с этим обязательным условием переключения выступает требование ПУЭ — отключение трансформатора и заземление его обмоток.

Распространенными в практике конструкторскими решениями являются два вида: реечное (линейная формула) и цилиндрическое.

К третьему виду ПБВ с большой натяжкой можно отнести устаревший и редко встречающийся способ переключения обмоток в трансформаторах посредством перемычек, представляющие собой медные шины. При этом как таковой механизм отсутствует.

Число ответвлений обмоток бывает разным. Для оборудования небольшой мощности на обмотке предусмотрено два ответвления, на более мощных их может быть четыре. Как правило, ответвления располагаются на стороне ВН. Такая конструкция имеет определенные плюсы:

• при проектировании трансформатора можно подобрать точное число витков;
• элементы силовых контактов изготавливаются из меди, поэтому схема установки со стороны высокого напряжения уменьшает токи, а соответственно сечение проводника и массу цветного металла.

К условному недостатку ПБВ можно отнести небольшой диапазон регулирования: + 5%.

В устройствах ПБВ цилиндрического типа процесс переключения происходит через контактные кольца, которые соединяются с ответвлениями обмоток. Надежный контакт обеспечивает специальная пружина.

Со временем контакты окисляются — это ещё один из минусов ПБВ. Высокое сопротивление приводит к нагреву контактов и изменению диэлектрических свойств масла. В дальнейшем это приводит к высоковольтному пробою изоляции и, как итог, выходу из строя трансформатора. Для продления срока службы ПБВ, эти устройства согласно регламентов должны дважды в год ставиться на обслуживание без вскрытия трансформатора. Основная работа сводится к неоднократному переключению подвижных контактов по всему диапазону. Такую работу проводят и в том случае, если перед вводом трансформатора в эксплуатацию, оборудование долго находилось на хранении.

Главным же недостатком является отключение всех потребителей на время операции переключения, которая включает в себя проведение организационных и технических мероприятий.

РПН — регулировка под нагрузкой

Данное устройство позволяет оперативно поддерживать необходимый уровень напряжения, соответствующий текущей нагрузке. Диапазон регулировки находится в пределах от десяти до шестнадцати процентов. РПН обычно размещают на стороне высокого напряжения.

УправлятьРПН возможно удаленно или в автоматическом режиме. Так же можно переключать обмотки, вращая специальную рукоять, обычно такой вариант применяют только во время ремонтп трансформатора.

В РПН имеется блокировка, благодаря которой можно переключаться только на одну ступень регулировки. Красная сигнальная лампа, которая находится на приводе загорается при переключении обмоток. Когда цикл завершается — лампа гаснет, и на табло можно увидеть номер, который соответствует ступени переключения.

Регулирование напряжения происходит благодаря изменению числа витков обмоток. Для бзеопасности самого процесса переключения в РПН используют токоограничивающие резисторы или реакторы.

Когда необходимо переключать высокие напряжения используют регулятор с токоограничивающими резисторами. РПН реакторного типа более эффективно при переключениях высоких токов. РПН реакторного типа как правило располагаются со стороны обмоток низкого напряжения. Это обусловлено их конструктивными особенностями. Ну и РПН с токоограничивающими резисторами располагаются со стороны обмотки высокого напряжения.

Устройство размещается внутри трансформаторного бака. Контакторы вынесены в отдельный бак, чтобы избежать загрязнения маслом. Бак находится внутри трансформатора. Реактор с избирателем находятся в основном баке, так как они не вызывают разложения масла от действия дуги.

Конструкция РПН резисторного типа позволяет установку контактора отдельно в наружном баке или внутри трансформатора. Расширительный бак трансформатора состоит из двух частей для обеспечения нормального функционирования РПН. Большая часть соединена с баком трансформатора, а меньшая служит для работоспособности РПН и также как основной отсек оснащена маслоуказателем.

Допустимо эксплуатировать РПН при t среды до-20°С или до -45°С (наружня установка контактора и использовании автоматического подогрева масла).

Заключение

Применение обоих рассмотренных выше методов регулировки напряжения тр-ров (РПН и ПБВ) обеспечивает необходимый диапазон напряжений на оборудовании потребителей и не зависит от потребляемой нагрузки. Устройства РПН обеспечивают регулировку напряжения в любой период времени.

С помощью ПБВ можно переключать обмотки в определенном, не очень большом диапазоне и только на выведенном в ремонт трансформаторе (из-за специфики устройства ПБВ).

В массовом сознании российского обывателя город Тольятти ассоциируется как столица отечественного автопрома, а тем не менее город является крупнейшим промышленным центром с химическим, машиностроительным производством и развитой электроэнергетикой. Территориальный электротехнический кластер создавался вокруг ГЭС, трансформаторного завода и мощного испытательного стенда (МИС), ныне ликвидирован. Вместе с тем начиная с 90-х годов эти советские гиганты дали жизнь нарождавшемуся частному бизнесу более гибко и оперативно реагировавшего на вызовы и изменения нового времени.

Во времена быстроменяющегося мира для многих компаний остаётся актуальным поддержание долгосрочности деловых связей, поиск альтернативных решений и путей диверсификации бизнеса. Для этих целей проводят специализированные выставки и организуют тематические и развернутые многогранные встречи с обсуждением на форумах и за круглыми столами актуальных тем с участием заинтересованных специалистов и руководителей властных структур и профильных организаций.

С 22 по 25 ноября 2022 г на ВДНХ (Москва) состоялось о дно из значимых событий для энергетиков и в особенности для специалистов электросетевого комплекса России — Международный Форум «Электрические сети-2022» (МФЭС-2022). Большое количество экспонентов форума (180 компаний) заняли два павильона с размещением в двух уровнях, привлекло внимание отраслевых специалистов из различных регионов страны. Среди множества высокотехнологичных предприятий обеспечивающих электросетевой комплекс, на московской площадке город Тольятти представляли три производственных компании.

Одна из привлекших к себе внимание посетителей являлась ООО «Лидер-Энерго». Активный участник в сфере производства компонентов и оказания услуг на рынке трансформаторостроения, авторизованный поставщик продукции и услуг, (КНР), она выступила в роли со-экспонента компании Хуамин, представляя собственную продукцию импортозамещения к которым относятся приборы и механизмы управления, контроля, защиты, и сигнализации для мощных маслонаполненных трансформаторов. Навесное оборудование: маслоуказатели, газовое и струйное реле защиты трансформатора, диско поворотные затворы, шкафное оборудование и многое другое поставляется как заводы трансформаторостроения, так и на все предприятия цикла генерация — передача — распределение — потребление. После ухода европейских производителей с российского поля этот тандем, на сегодняшний день, по сути остался единственным игроком, взявшим на себя роль гарантированного поставщика одного из самых сложных и ответственных компонентов трансформатора – устройства регулирования напряжения (РПН). Современный регулятор является высокотехнологичным узлом со сложной кинематикой, прецизионной обработкой деталей и электронной системой управления.

Несмотря на предпринимаемые меры по локализации этого изделия или организации полномасштабного производства на территории РФ, ситуация складывается достаточно печальная, так как в советское время мы полностью полагались на СЭВ (Совет Экономической Взаимопомощи) объединявший технологический потенциал государств социалистического лагеря и поставки из Болгарии и ГДР, в постсоветское время на Украину и что Запад нам поможет … В итоге выручил Китай с его «взрывной» экономикой и высокими технологиями. Утешает одно, что это критически важное оборудование для трансформаторостроения и электроэнергетики в целом, оказалось в центре внимания министерских чиновников и в настоящее время проведен конкурс на разработку конструкторской документации и опытного образца РПН, по условиям которого готовое изделие должно увидеть свет через три года, потом пройти полный цикл испытаний, сертификации и через 5 лет выйти на масштабирование. Объективности ради надо отметить, что разговор идет о выпуске только одного типа переключающего устройства. При этом линейка HUAMING насчитывает десятки типов и исполнений самых распространенных и ходовых РПН, но даже она не перекрывает всех конструкций с которыми сталкивается китайский производитель на российском рынке. За время выставки посетители в живую ознакомились с действующими образцами РПН HUAMING (масляного, вакуумного типа), моторных приводов (с аналоговым и цифровым управлением), блоков автоматического управления, сопутствующей продукцией компании.

Диалог помог участникам форума получить детальные ответы по технической части и спланировать план закупок исходя из предложения привлекательных условий. Специалисты российского подразделения проконсультировали участников форума по вопросам обучения, подбора, замены, обслуживания и поставок устройств РПН снятых с производства или вышедших из строя.

А пока HUAMING и Лидер-Энерго в кооперации с головным российским представительством решают текущие задачи комплектации оборудованием всех трансформаторных заводов и поддержания работоспособности электросетевых и промышленных предприятий по всей территории России и прилегающих республик. Кстати Тольяттинский Трансформатор один из немногих трансформаторостроительных заводов так же присутствовал на этой Выставке Достижений Народного Хозяйства.

В преддверии предстоящего профессионального праздника — Дня энергетика, который традиционно отмечается 22 декабря, Тольяттинский малый бизнес был достойно представлен на Московской площадке и подсветил еще одну грань перспективы развития города Тольятти.