Переключающие устройства трансформаторов: типы и принцип работы
18 октября 2024Постоянная величина напряжения в сети – обязательное условие для нормальной работы электрического оборудования. Требование к его значению регламентируются целым рядом нормативных документов. При просадках, повышении или скачках напряжения срабатывает защита, возникает перегрев, выходит из строя чувствительная электроника.
Для поддержания его уровня в пределах допустимых отклонений применяют переключающие устройства. Это оборудование корректирует напряжение путем переключения количества витков регулировочной обмотки трансформатора. При изменении номинального значения в сети электроаппарат переключает контакты, коммутируя такое количество включенных в цепь витков, чтобы оно было пропорционально необходимому изменению значения напряжения. Таким образом, переключающие устройства трансформаторов регулируют коэффициент трансформации.
Устройства регулирования напряжения различаются:
- По виду: устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) и устройства регулирования напряжения без возбуждения (ПБВ).
- По способу гашения дуги. По этому признаку различают РПН, в данных устройствах дуга может гаситься в масле или в вакуумной камере.
- По типу конструктивного исполнения устройства. Выпускают переключатели нагрузки где функции избирателя и контактора совмещены и устройство РПН с отдельным контактором и избирателем.
- По способу монтажа. Устройства размещают в баке трансформатора, либо в отдельном масляном резервуаре.
- По типу ограничителя тока. Аппараты бывают с токоограничивающим резистором или реактором.
Электроаппараты также различают по изолирующей среде. Различают переключающие устройства трансформаторов с погружением в масло или другую токоизолирующую жидкость в аппараты в воздушной или газовой камере.
Переключающее устройство ПБВ
Электроаппараты предназначены для изменения коэффициента трансформации без нагрузки, то есть при отключенном трансформаторе. Переключения для коррекции напряжения с помощью этого типа устройства производят во время плановых отключений. Как правило, переключения и изменения режима работы трансформаторного оборудования связано с подготовкой и переходом электроустановок потребителя к сезонным изменениям. В холодный и жаркий сезон энергопотребление возрастает, соответственно напряжение может снижаться при большей нагрузке. Переключающие устройства используют для его коррекции в пределах 5% в большую или меньшую сторону.
Трансформаторы, на которые устанавливают ПБВ имеют от 2 до 4 отводов, переключение осуществляется ступенчато. Каждый отвод эквивалентен изменению коэффициента трансформаций на 2,5%.
При переключении без нагрузки не возникает необходимость гашения дуги. Конструкция переключающего устройства ПБВ достаточно проста, устройства не имеют камеры для гашения дуги и токоограничивающего элемента. Переключение осуществляется вручную при помощи рукоятки расположенной на крышке бака трансформатора через встроенный передаточный механизм. ПБВ также могут быть оснащены моторным приводом. Для снижения переходного сопротивления контакты устройства подпружинены.
Устройства переключения под нагрузкой РПН
Оборудование предназначено для регулирования уровня напряжения трансформатора под нагрузкой. Диапазон регулирования шире, чем у ПБВ, он составляет 10-16%. Конструкция устройства включает:
- Привод. В его состав входит двигатель, передаточный механизм, системы управления, контроля, блокировки, позиционирования, отображения и передачи данных. Узел является сложным электромеханическим устройством. Предназначен для изменения положения силового вала, обеспечивающим переключение силовой контактной группы. Управление может осуществляется автоматически, дистанционно или вручную.
- Вал. На нем расположены контакты для коммутации выводов обмоток трансформатора.
- Крышку. На ней обычно располагают наружную часть передаточного механизма (редуктор).
- Масляный бак. Изолирующая-охлаждающая жидкость трансформатора и переключателя разделены. Такой узел есть только у устройств, устанавливаемых вне бака трансформатора.
Также в состав оборудования входят токоограничивающий реактор или резистор для уменьшения тока в образующихся при коммутации короткозамкнутых витках.
Устройство переключения под нагрузкой функционирует по принципу следящей схемы. При снижении или увеличении напряжения датчик отправляет управляющий сигнал, который запускается двигатель привода. Вращение передается на редуктор, который в свою очередь запускает движение вала с контактами. При достижении нужного положения замыкается требуемая контактная группа. Таким образом, в цепь включается необходимое количество витков регулировочной обмотки для поддержания требуемого значения напряжения в сети.
РПН выпускают для однофазных и трехфазных трансформаторов с соединением обмоток в «треугольник», «звезду, «звезду» с нейтральной точкой. Компания Huaming (КНР) также производит универсальные устройства любых видов соединений.
Число ступеней у аппаратов для переключения под нагрузкой – от 10 до 14. Возможна комплектация промежуточным коммутирующим устройством для более плавного регулирования в этом случае количество ступеней возрастает до 19-27. Таким образом, РПН осуществляют гораздо более точную и глубокую коррекцию напряжения, чем переключатели без возбуждения.
Номинальное напряжение РПН составляет от 40 до 110 кВ. Рабочий ток устройств составляет до 500 А. Переключающие устройства могут быть установлены как на стороне низкого, так и на стороне высокого напряжения, а также на обеих сторонах одновременно. В зависимости от технического решения при проектировании трансформатора, РПН можно разместить на баке колокольного типа; крышке с верхним разъёмом; приставном баке или отдельно стоящим модулем.
Похожие новости