Переключающие устройства трансформаторов

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.