Ввод – термин в электротехнике, обозначающий точку в которой электроэнергия вводится в оборудование, установку или здание, сооружения. Высоковольтные вводы являются изоляторами, назначение которых состоит в вводе (выводе) высокого напряжения из бака трансформатора или реактора. Вводы изолируют стенки бака реактора, трансформатора, выключателя или другого оборудования.

Рассмотрим конструкцию и преимущества высоковольтных вводов производства ChinSun ® с изоляцией RIP / RIS.

Конструкция и область применения

Устройства состоят из следующих частей:

• Корпуса из полимера и фарфора. В нем размещены все остальные части ввода. Корпус изготовлен из материалов с высокими диэлектрическими свойствами.
• Контактных клемм и наконечника. Комплектующие производят из сплава на основе меди Клеммы и наконечник служат для присоединения внешних проводов с одной стороны и силовой группы контактов выключателя с другой.
• Медная проводящая шпилька. Размещается внутри изолятора и предназначена для проведения тока от провода к группе силовых контактов выключателя.
• Внутренней изоляции. RIP – диэлектрическая бумага, пропитанная изолирующим эпоксидным составом. RIS – нетканый материал с пропиткой изоляционным компаундом. В состав внутренней RIP и RIS также входят обкладки для выравнивания потенциалов.
• Фланец. Узел служит для крепления ввода к баку выключателя или другого электроаппарата и установки.
• Головки. Верхняя часть устройства ввода, через нее вводят высоковольтный провод.
• Тестового ввода. Элемент предназначен для измерений емкости и коэффициента потерь.

Вводы изготовлены из передовых изоляционных и проводниковых материалов по уникальной технологии компании ChinSun®. Фарфор, полимеры, RIP-, RIS- изоляция надежно изолируют точку ввода и выдерживают значительные перенапряжения. Материалы контактной и проводящей части обладают минимальным сопротивлением и высокой стойкостью к негативным воздействиям.

Преимущества ChinSun

Проходные изоляторы RIP-, RIS- изоляцией рассчитаны на напряжение 35-220кВ. Вводы ChinSun® обладают следующими преимуществами:

• Значительная механическая прочность. Наружная часть выполнена из усиленного стекловолокна и фарфора или прочных полимеров Устройства можно устанавливать в сейсмоактивных районах на высоте до 4 км над уровнем моря.
• Экологичность. Проходные изоляторы не содержат жидкостей на основе нефтепродуктов, и газов.
• Пожаробезопасность. Изоляционный материал не горит, не распространяет пламя, не разлагается на горючие компоненты при высокой температуре.
• Низкий уровень частичных разрядов и потерь. Конструкция и применяемые материалы позволяют уменьшить частичные разряды до максимального значения в 2 пКл. Диэлектрических потери составляют менее 0,7%, что существенно ниже значений, указанных в стандартах IEC.
• Отсутствие необходимости обслуживания. Проходные изоляторы производят из материалов с неизменными свойствами и характеристиками на протяжении всего срока эксплуатации. Устройства не нуждаются в регулярном проведении технического обслуживания.
• Возможность монтажа под любым углом. Сухая изоляция обеспечивает возможность установки устройств даже под углом 90° по отношение к вертикальной оси.

Проходные изоляторы подходят для сильно загрязненных зон. Наличие большого количества загрязнений в окружающей среде не оказывают влияния на параметры ввода. Устройства подходить для IV уровня загрязнений или зон класса E по системе стандартов IEC.

Масло в реакторах, трансформаторах, выключателях соответствующей конструкции необходимо для нормальной работы электроустановок. Жидкость улучшает изоляционные свойства, охлаждает обмотки и магнитопровод, контактные группы. Контроль уровня масла в рабочем температурном режиме обязателен в процессе эксплуатации электроустановок.

Назначение и принцип действия маслоуказателя серии МС

Стрелочные указатели уровня линейки МС предназначены для измерения уровня масла в расширителях электроустановок при эксплуатации или заливке трансформатора, формирования и отправки сигнала при недопустимом снижении или повышении уровня охлаждающе-диэлектрической жидкости.

Приборы устанавливают в средние или большие трансформаторы мощностью 10 МВА и более.

Маслоуказатели работают следующим образом. При изменении уровня масла оконцеватель или поплавок изменяет свое положение. Рычажный привод с магнитами передает движение стрелке, которая занимает положение в зависимости от уровня диэлектрической и охлаждающей жидкости. Герконовые контакты также срабатывают при изменении положения постоянных магнитов привода, соответствующего настроенному значению уровня. Прибор формирует релейный сигнал, который передается на пульт, расположенный удаленно.

Конструкция МС-1, МС-2

Выпускают 2 модификации трансформаторных маслоуказателей МС-1 и МС-2. Первые предназначены для электроустановок с защитой масла от контакта воздуха. Вторые – для трансформаторов без такой защиты.

1.Маслоуказатель; 2. Расширитель; 3. Рычаг; 4. Гибкая оболочка; 5. Патрубок для присоединения воздухоосушителя; 6. Разъём типа ШР; 7. Клеммная коробка.

Прибор состоит из следующих частей:

• Стрелочного прибора. Шкала состоит из 2 частей. На левой части нанесены отметки «0», «1/2» и «1», соответствующее нулевому, половинному и максимальному уровню в расширителе. Правая часть градуирована в градусах Цельсия, каждый из которых означает объем масла при соответствующей температуре.
• Рычага с шаровым оконцевателем (МС-1) или поплавком из полимера или нержавеющей стали (МС-2). Стрелка связана с оконцевателем или поплавком, положение которого изменяется при снижении или повышении уровня масла.
• Фланца. Элемент служит для технологического присоединения к расширителю электроустановки.
• Контактной группы или блока с унифицированным аналоговым выходом. Приборы могут комплектоваться 2 или 4 контактами, выходом 0..20 мА.
• Клеммной колодки или разъема. Элемент предназначен для электрических подключений.

Приборы различают по положению шкалы (прямое и наклонное), климатическому исполнению, типу сигнала (замкнуто/отключено или аналоговому сигналу постоянного тока), количеству контактов (2 или 4).

Преимущества маслоуказателей МС

Приборы обладают следующими преимуществами:

• Возможность установки на отрытом воздухе. Степень защиты корпуса составляет IP56 по ГОСТ 14254.
• Широкий выбор диаметров расширителей. Маслоуказатели могут устанавливаться на трансформаторные расширители диаметром 470-1570 мм.
• Длительный срок службы. Средний период эксплуатации составляет 30 лет и более.
• Удобство считывания показаний. Выпускают приборы со стандартной и наклонной шкалой. Отчетное устройство последних наклонено на 20⁰ вниз, что облегчает контроль уровня масла крупногабаритных электроустановок.

Номенклатура маслоуказателей включает приборы для умеренной, холодной, тропической климатической зоны по ГОСТ 15150. Приборы окрашены стойким к воздействию масла, климатических факторов и механическим повреждениям порошковым составом.

Конструкция систем масляного охлаждения трансформаторов, реакторов и других электроустановок включает запорную арматуру. Она необходима для перекрывания доступа масла в определенные участки системы при монтаже, обслуживании и ремонте. Наибольшее распространение получили дисковые затворы серии ЗДП. Рассмотрим конструкцию и преимущества запорной арматуры.

Конструкция и принцип работы дисковых затворов

Запорная арматура состоит из поворотной стойки, насаженной на нее дисковой заслонки, манжеты, корпуса. Дисковая заслонка – главный рабочий орган. Назначение элемента – открытие и закрытие условного прохода трубы. Заслонка изготовлена из стойкой к воздействию рабочей среды стали или сплавов.

Поворотная стойка предназначена для передачи крутящего усилия диску. Устройство механически связанно с приводом, при помощи которого осуществляется включение или отключение потока. Привод может быть ручной, электрический, пневматический в зависимости от требуемого усилия и условий эксплуатации.

Манжета и корпус с креплением предназначены для герметичного подключения в разрыв трубопровода фланцевым или межфланцевым соединением. Манжеты изготавливают из химически инертных полимеров, не выделяющих в трансформаторное масло вредные примеси. Корпус производят из алюминия.

Дисковые затворы работают следующим образом: в полностью открытом положении запорный орган занимает положение параллельно потоку, в положении «закрыто» – поворачивается перпендикулярно. Привод арматуры настроен на 2 крайних положения, при котором поток либо полностью включен, либо полностью отключен. Промежуточные положения в запорной арматуре для масла трансформаторов отсутствуют.

Преимущества дисковых затворов ЗДП

Дисковые затворы поставляются в полностью готовом виде. Монтаж устройств сводится к установке в систему масляного охлаждения электроустановки. Запорную арматуру отличают следующие преимущества:

• Крайне незначительное гидравлическое сопротивление. Толщина диска относительно условного прохода трубы – очень мала, затворы такой конструкции вызывают практически не ощутимые потери, что особенно актуально в системах с низким давлением.
• Номенклатура под разные диаметры труб. Серия затворов включает оборудование на условные проходы DN50, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200 (50-200 мм).
• Небольшой вес. Масса дисковых затворов существенно меньше запорной арматуры других конструкций, что значительно облегчает монтаж и демонтаж устройств.
• Длительная эксплуатация. Средний срок службы трансформаторных затворов составляет от 30 лет и более.
• Устойчивость к износу. Рабочий ресурс запорной арматуры составляет не меньше 25 тыс циклов открытия-закрытия.
• Маслостойкость. Устройства не изменяют вид и не выделяют веществ, изменяющих свойства рабочей среды при длительном контакте со всеми марками трансформаторных масел.

Класс герметичности дисковых трансформаторных затворов по ГОСТ Р 9544 соответствует категории «А». Запорная арматура может работать при давлении 0,2-0,63 МПа, допустимая температура рабочей среды – от -60 ̊C до + 100 ̊C, что соответствует параметрам масляных систем охлаждения и изоляции электроустановок.

Варианты материалов уплотнений – из мягкой резиновой смеси или фторсиликона. Последние отличает повышенная стойкость к воздействию неблагоприятных негативных внешних факторов. Линейка трансформаторных дисковых затворов включает запорную арматуру для умеренного, умеренно-холодного и тропического климата.

Межвитковые замыкания, попадание частиц изоляции обмоток, другие повреждения трансформатора вызывают частичное разложение масла с выделением газообразных веществ. На этом основан принцип действия газовой защиты, которая устанавливается на все масляные трансформаторы с расширителем.

Газовая защита – самая чувствительная. Она срабатывает на замыкания между витками обмотки, когда величина тока намного ниже порогового значения отключения дифференциальной и или максимально токовой защитой. Рассмотрим принцип действия, состав, методы реализации и конструкцию элементов газовой защиты.

Принцип действия

Главная часть защиты – газовое реле. Принцип действия элемента автоматики основан на контроле наличия газообразных веществ.

Реле в защитном кожухе устанавливается между масляным баком и расширителем. При аварии в системе охлаждения трансформатора образуются газообразные продукты разложения масла. Газы проходят через корпус реле, которое вырабатывает и предает сигнал на коммутирующие электроаппараты, отключающие трансформатор.

Интенсивность выделения газов зависит от степени повышения температуры. При коротком замыкании температура масла возрастает значительно, наблюдается бурное выделение газов. Давление в расширителе повышается многократно, защита вырабатывает сигнал на отключение. При нарушении изоляции и межвитковых замыканиях температура увеличивается не так сильно, газы выделяются менее интенсивно. В таких случаях реле вырабатывает сигнал на оповещение диспетчера или оперативного персонала. Трансформатор при этом продолжает работать до плановой остановки и демонтажа на ремонт.

Современные газовые реле защищены от ложных срабатываний при попадании в масляный бак воздуха из атмосферы, движении масла внутри резервуара, вибрации и случайных механических повреждений.

К преимуществам газовых реле относят:

• Универсальность. Защита срабатывает при любых авариях и ненормальных режимах работы, связанных с выделением газообразных веществ или утечкой масла.
• Высокая чувствительность. Газовые реле отключают электроустановки даже когда дифференциальная и максимальная токовая защита не срабатывают, при этом устройства надежно защищены от ложных срабатываний.
• Высокое быстродействие. Время отключения трансформатора защитой после выделение газов – от 0,1 с. Реле срабатывает практически мгновенно.

Применение газовых реле для защиты трансформаторов закреплено в правилах электробезопасности и устройстве электроустановок, иных нормативах. Так установка устройств обязательная на всех трансформаторных подстанциях мощностью от 400 кВА. Применение газовой защиты позволяет избежать серьезных аварий дорогих электроустановок, возникновения связанных с ними переходных процессов и выхода из строя другого оборудования на линии.

Газовое реле Бухгольца

Получило свое название по имени своего изобретателя, М.Бухгольца. С 1921г. реле Бухгольца служит устройством защиты и контроля для силовых трансформаторов.

В режиме нормальной работы электроустановки устройства заполнены маслом. Контакты замыкаются и размыкаются поплавками и срабатывают на исчезновение охлаждающей жидкости при утечках или появление газообразных веществ. Сфера применения устройств – защита и контроль наполненных маслом вводов, трансформаторов и других электроустановок с жидким охлаждением или изоляции.

Типы технологических присоединений: резьбовое или фланцевое. Варианты исполнения – одно или двухпоплавковое в корпусе из алюминиевого сплава со стойким к химическому и механическому воздействию покрытием.

Газовое реле РГТ

Газовые реле РГТ предназначены для защиты от повреждений масляных баков электроустановок, при выделении газообразных веществ, от снижения уровня и поступления охлаждающего и изолирующего масла в расширитель. Область применения устройств – масляные трансформаторы, автотрансформаторы и реакторы с расширителем.

Элементы автоматики комплектуются 1 или 2 сигнальными и управляющими контактами (зависит от модели). Реле можно применять в схемах защиты с цепями управления постоянного или переменного тока. Коммутируемый ток составляет 0,1 или 0,2 А, напряжение – до 300 В.

К преимуществам реле относят:

• Литые поплавки с магнитами, механически не соединенные с другими комплектующими.
• Изолированные от окружающей среды износоустойчивые магнитные контакты в корпусе контактной группы.
• Работа с 2 незначимыми цепями отключения и сигнализации.
• Возможность ревизии состояния и замены контактных групп без вскрытия устройства и перезалива масла.
• Кнопка опробования работоспособности.

Размеры и расположение клемм устройств серии РГТ, соответствуют реле прежнего поколения, устройства могут использоваться для замены аналогичных морально устаревших элементов автоматики или реле зарубежного производства соответствующих моделей.

РГТ-50 можно заменять реле BF-50/10 и РЗТ-50, а реле РГТ-80 устанавливают вместо BF-80/Q, РЗТ-80 и РГЧЗ-66.

Струйное реле РСТ-25

Реле марки РСТ служат для защиты электроустановок от повреждений, которые сопровождает поток масла в расширитель. Область признания элементов автоматики – масляные контакторы, переключатели, трансформаторы и автотрансформаторы. Струйные реле срабатывают только на поток охлаждающей или изолирующей жидкостей.

К преимуществам элементов автоматики РСТ 25 относят:

• Уставки на скорость потока от 0,9 до 2,5 м/с.
• Высокое быстродействие, скорость срабатывания 0,1 с.
• Интервал рабочих температур от -60 °С до +55 °С.
• Возможность применения в управляющих схемах постоянного или переменного тока напряжением до 300 В.
• Кнопка проверки работоспособности.
• Одна подвижная часть в виде пластины, реагирующая на поток масла.

Устройства – полные аналоги струйных реле URF 25 и РЗТ 25. Элементы автоматики просты в монтаже, надежны в эксплуатации, долговечны.

Оборудование предназначено для коммутации контактов трансформаторных устройств переключения под нагрузкой. Моторные приводы приводят в движение вал РПН, на котором расположены контактные группы, осуществляющие переключение выводов.

Моторные приводы состоят из двигателя, передаточного механизма, сигнализации, указателя положений, системы позиционирования. Ряд моделей с электронной регулировкой частоты вращения вала и положения вала соединены с валом РПН непосредственно, конструкция приводов не содержит редукторов и других электромеханических и механических компонентов.

Моторные приводы работают с различными моделями переключающих устройств. Основные критерии совместимости: время электрической операции, число рабочих положений должны совпадать с аналогичными параметрами РПН.

Приводы Huaming (применяются для РПН и ПБВ в том числе для замены приводов МЗ-2, MZ-4 (МЗ-4), МЗ-4.1)

Линейка оборудования включает несколько серий стандартного и специального исполнения CMA7, SHM-X, SHM-D(L).
Оборудование классической конструкции линейки CMA7 подключается при помощи редукторов.

Моторные приводы универсальны и могут применяться с разными типами переключающих устройств для переключения под нагрузкой.

Оборудование:

• Может комплектоваться одно- или трехфазными двигателями на 220 и 380 В соответственно.
• Рассчитано на 30 лет службы.
• Может применяться вместе с устройством переключения без возбуждения.

Интеллектуальные приводы SHM-X – оборудование нового поколения. Механическая часть устройств значительно упрощена, регулирование положение вала РПН осуществляется шаговым двигателем с электронным блоком управления.

Моторные приводы:

• Могут осуществлять непрерывное и ступенчатое переключение.
• Комплектуются индикатором положения.
• Оборудованы защитой от проскакивания ступеней.
• Имеет функции блокировки коммутации при перегрузке трансформатора.

Оборудование обеспечивает высокую точность регулирования, вероятность ошибки составляет меньше 0,01%. Приводы также могут осуществлять функции мониторинга состояния контактов РПН и передачи данных на удаленное устройство контроля. Передача осуществляется через оптоволоконный кабель, что существенно снижает влияние помех и увеличивает скорость доставки данных и управляющих сигналов.

Моторные приводы SHM-D с цифровым управлением совместимы с различными моделями РПН.

Оборудование выполнено в защищенном корпусе IP66, оснащено помехоустойчивым бесконтактным датчиком углового перемещения, что позволяет эксплуатировать привод практически в любых условиях.

Устройства:

• Обеспечивают точность регулирования практически 100%.
• Комплектуются сигнализаций нарушения вакуума, превышения температуры масла и других нарушениях работы РПН и трансформатора.
• Выполняет функции автоматического регулятора без установки дополнительного контроллера.

Моторные приводы имеют аналоговые и цифровые выходы унифицированных сигналов тока и напряжения, могут применяться в схемах параллельного управления.

Приводы МАК-1/22-Д/У-М1 (сняты с производства)

Приводы предназначались для дистанционного или автоматического переключения РПН марки РНТ-13, конструкция оборудования также предусматривает ручное переключение.

Моторные приводы:

• Обладают высоким быстродействием, время переключения составляет 3 с.
• Рассчитаны на 22 рабочих положения.

Оборудование обладает значительным рабочим ресурсом, число переключений до капитального ремонта составляет 500 тыс.

Приводы МА-1, М-2 (сняты с производства)

Оборудование применялось для автоматической (в комплекте с регулятором), ручной и дистанционной коммутации устройств переключения под нагрузкой. Приводы серии МА использовались с РПН марок РНТ-13, РНТ-21, РНТ-18.

Особенности:
• Оснащено системой обогрева двигателя.
• Рассчитаны на диапазон до 23 рабочих положений.
• Имеет степень защиты от влаги и пыли IP54.

Электродвигатели оборудования оснащены системой динамического торможения, что позволяет упростить механическую часть и повысить рабочий ресурс.

Приводы ПДП

Приводные механизмы ПДП-4 выпускались Запорожским трансформаторным заводом (ЗТР). Моторные приводы серии ППД предназначены для работы с быстродействующими переключателям под нагрузкой РНОА и других типов. Оборудование осуществляет дистанционную, автоматическое и ручную коммутацию.

Приводы ПДП:

• Имеют высокое быстродействие, время переключения – 3-10 с.
• Рассчитаны на 500 тыс переключений до капремонта.
• Не требуется высокая точность остановки, поэтому система торможения не предусмотрена.

В серию входит несколько моделей для различных модификаций РПН.
Привод ПДП-6У – улучшенная версия ПДП-4УМ, собранная на новых элементах управления, изменена в лучшую сторону конструкция клеммников и уплотнений. ПДП-6У может использоваться для замены ПДП-4УМ и ПДП-4У.

Моторные приводы МЗ-2, МЗ-4

Моторные приводы МЗ-2, МЗ-4, МЗ-4.1 производства болгарского завода Элпром/Hyundai Heavy Industries (HHIB) сняты с производства и в данный момент не выпускаются производителем.

Оборудование предназначено для дистанционного, автоматического или ручного (в режиме пуско-наладки) управления РПН, а также устройствами переключения без возбуждения. Моторные приводы используются со всеми типами приключающих устройств под нагрузкой типа РС (RS) производства HHIB (Hyundai Heavy Industries).

Оборудование может комплектоваться трех- или однофазным двигателем. Способ установки – наружный навесной. Степень пылевлагозащитны – IP55-IP 66. Возможно исполнение для любых климатических условий, в том числе морское. Установка системы обогрева – по запросу.

Моторные приводы:

• Рассчитаны на диапазон до 38 рабочих положений.
• Обладают быстродействием 4.5 сек.
• Оборудованы системой обогрева.

Оборудование также оснащено системой защиты от неправильного подключения с нарушением порядка чередования фаз, повреждений электрического управления, функцией перехода через обесточенные позиции, счетчиком переключений.

Все линейки приводов МЗ-2, МЗ-4 соответствуют системе стандартов IEC 60214-1:2003, а также и IEC60214-1:2014. Номенклатура включает модели для силовых, печных трансформаторов, а также для электроустановок другого типа.

Привод MZ-4.4 применяется во всех сериях переключающих устройств, выпущенных болгарским заводом HHIB и РПН других производителей, а также используется для замены приводов, снятых с производства.

Перепады напряжения в сети взывает нелинейная нагрузка, сезонное и технологическое изменение мощности и параметров подключенных потребителей.

Отклонения в большую и меньшую сторону отрицательно сказываются на электрооборудовании: уменьшают срок службы токоведущих частей и изоляции, выводят из строя электронику, вызывают ложные срабатывания электроаппаратов защиты, перегрев обмоток электрических двигателей. Броски и просадки напряжения – одна из самых причин аварий и поломок электрического оборудования.

Стабильное напряжение в электрической сети – обязательное требование к качеству электроэнергии. Для поддержания его значения на постоянном уровне требуются компенсировать изменения.

Один из самых простых и действенных методов поддержания значения напряжения – изменение количества включенных в работу витков обмоток трансформатора. На этом основан принцип работы переключающих устройств трансформатора. Оборудование представляет собой коммутационный электроаппарат с ручным или электрическим приводом. Конструкция переключающего устройства также включат ряд вспомогательных комплектующих.

Оборудование компенсирует перепады напряжения ступенчатым методом путем переключения контактов отводов обмоток, при этом меняется коэффициент трансформации. Регулирование может осуществляться в ручном и автоматическом режиме. В первом случае переключение контактов осуществляется по месту или дистанционно персоналом или по команде с диспетчерской. Во втором – коммутация осуществляется исполнительным механизмом по сигналу с устройства автоматического контроля напряжения, построенного по принципу следящей схемы. Переключающие устройства могут устанавливаться на стороне низкого или высокого напряжения, а также на обоих обмотках трансформатора.

Выпускают 2 типа переключающих устройств: для регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) и без возбуждения (ПБВ).

Устройства переключения под нагрузкой РПН

Устройство переключения под нагрузкой позволяет поддерживать значение напряжение без отключения трансформатора в диапазоне 10-16%. За счет наличия токоограничителя, дугогасящего узла, привода РПН сложнее и дороже ПБВ.

Устройства переключения под нагрузкой используют при высоких требованиях к непрерывности электроснабжения, необходимости регулировать напряжение в относительно широком диапазоне. Для компенсации изменений напряжения в пределах 5% из-за сезонного изменения нагрузки применяют устройства переключения без возбуждения ПБВ.

Описание РПН CV и SV

Устройство переключения под нагрузкой совмещает функции контактора для коммутации ступней напряжения и избирателя для выбора необходимого вывода обмотки. Возможно одно- и трехфазное исполнение.

Доступна комплектация с предизбирателем – узлом для нескольких коммутаций ответвлений обмотки и контактов избирателя во всем диапазоне напряжений. Возможна комплектация реверсным предизбирателем и коммутационным узлом для переключения грубых ступеней.

Возможно также 2 варианта трехфазного оборудования: исполнение «Y» для трансформаторов с нейтральной точкой и «D» для любых соединений обмоток. Однофазные РПН используют при любом соединении трансформаторных обмоток.

Количество рабочих положений – 10, 12, 14 без предизбирателя и 19, 23 и 27 с промежуточным коммутирующим устройством. Производят РПН CV и SV на 2 класса напряжений: 40,5; 72,5 кВ.

Область применения оборудования: трансформаторы на номинальное напряжение до 110 кВ, ток до 500 А (трехфазное исполнение) или 700 А (однофазное исполнение) частотой 50-60 ГЦ. Назначение: поддержание и регулирование напряжения в заданном интервале значений.

РПН CV и SV состоит:

• Из привода с передаточным механизмом. Узел служит для автоматического и дистанционного регулирования напряжения путем переключения выводов обмоток по сигналу с диспетчерской или управляющего блока. Предусмотрена возможность ручной коммутации при отключенном трансформаторе.
• Из крышки. На ней размещены часть передаточного механизма, предохранительного устройства для аварийного сброса давления масла, контрольное окно положения.
• Из главного изоляционного вала. На нем расположены контактные группы предизбирателя и подвижные контакты переключателя отводов обмоток.
• Масляный бак. В узле размещены неподвижные контакты переключателя. Масло трансформатора и РПН разделено.

Для ограничения тока предусмотрены резисторы с роликовыми контактами.

Устройство переключения под нагрузкой работает следующим образом: при изменении напряжения формируется управляющий сигнал, который запускается двигатель привода. Вращение передается на главный изоляционный вал через червячный и угловой редуктор, пружинный механизм. Вращающийся узел замыкает нужную контактную группу, в работу включается количество обмоток, необходимое для компенсации изменения напряжения или установления его заданного значения.

Переключающее устройство CV и SV размещается на крышке трансформаторного бака. Фиксация осуществляется при помощи фланца. РПН можно устанавливать на колокольные и стандартные баки. Способ установки и схемы подключения указаны в соответствующих разделах технической документации.

Оборудование соответствуют системе нормативных требований IEC 60214-1 и прошло все соответствующие испытания.

Таблица 1 Технические характеристики устройств РПН CV и SV

 *Примечание: значения разрывной мощности 525 кВА и 420 кВА обеспечиваются при снижении сквозного тока до 350 А и 300 А соответственно

Основные принципиальные схемы подключения переключающих устройств РПН CV

Принципиальная схема подключения устройства РПН CV выбирается в соответствии со схемой регулирования напряжения трансформатора. Основные принципиальные схемы подключения устройств РПН CV приведены на рисунке 4, возможно изготовление устройств с нестандартными схемами по требованиям заказчика.

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.