Регулювання напруги та обслуговування регулювальних пристроїв трансформаторів
Мал. 1.10.
Перемикач відгалужень барабанного типу (а) і схема перемикання відгалужень (б), показана в положенні, при якому стрижні A 4 і As з'єднані контактними кільцями 5
Трансформатори з РПН мають більше регулюючих щаблів і ширший діапазон регулювання (± 10% Uном), ніж трансформатори з ПБВ. схеми регулювання на трансформаторах, що застосовуються, представлені на рис. 1.11. Регульовані витки розміщені з боку нейтралі, що дозволяє застосовувати пристрої РПН із полегшеною ізоляцією. У схемі на рис. 1.11 б двопозиційний перемикач - реверсор 5 дозволяє приєднувати регулювальну обмотку 3 до основної 1 згідно або зустрічно, завдяки чому діапазон регулювання подвоюється в порівнянні зі схемою на рис. 1.11 а. На рис. 1.12 наведено схеми регулювання на автотрансформаторах на стороні ВН та СН. Клас ізоляції пристроїв РПН відповідає класу ізоляції СН трансформатора.
Мал. 1.11.
Схеми регулювання на трансформаторах без реверсування (а) та з реверсуванням (б) регулювальної обмотки : 1, 2 — первинна та вторинна обмотки відповідно; 3 - регулювальна обмотка з відгалуженнями; 4 - перемикаючий пристрій; 5 - реверсор
Мал. 1.12.
Схема регулювання на автотрансформаторах : а - на стороні ВН; б - на боці СН; 1-регулювальна обмотка з відгалуженнями; 2 - пристрій перемикання
Мал. 1.13.
Схема регулювання напруги за допомогою послідовного регулювального трансформатора (а) та схема регулювального автотрансформатора (б) : 1 - головний трансформатор без РПН; 2-послідовний регулювальний трансформатор; 3 - лінія, у якій регулюється напруга; 4 - регулювальний автотрансформатор; 5 - реверсор
Крім зазначених способів дляДля регулювання напруги застосовуються спеціальні послідовні регулювальні трансформатори. Вони додають до напруги нерегульованого трансформатора або автотрансформатора (або віднімають з нього) деяку додаткову напругу. Схеми регулювання наведено на рис. 1.13 та 1.14. Регулювання, при якому напруга мережі змінюється лише за значенням без зміни фази, називають поздовжнім. Можливе регулювання по фазі – поперечне регулювання. Для цього обмотку збудження регулювального трансформатора 2 (розглядається регулювання у фазі А) приєднують до лінійної напруги двох інших фаз (рис. 1.15 а). В результаті до фазної напруги мережі додається (або віднімається) регульована напруга D U , зрушена на кут 90°, і таким чином лінійна напруга мережі змінює фазу, залишаючись незмінною за значенням (рис. 1.15 б). На великих підстанціях системного значення при розподілі потоків активної та реактивної потужності виникає необхідність у регулюванні напруги за значенням та фазою. Регулювання здійснюється спеціальними агрегатами поздовжньо-поперечного регулювання, при цьому в схему вводяться дві напруги, одна з яких збігається з напругою мережі, а інша зрушена на 90 °. У всіх випадках регулювання застосовуються пристрої РПН, що складаються з наступних основних частин: перемикача або виборця, контактора, струмообмежувального елемента (реактора або резистора) і приводного механізму. Процес перемикання регулювальних відгалужень відбувається без розриву ланцюга робочого струму трансформатора. Послідовність роботи перемикачів РПН з реактором (серій РНО, РНТ) і з резистором (серій РНОА і РНТА) показана на рис. 1.16. З розгляду роботи РПН з реактором видно, що контактор замикає тарозмикає деякий струм, отже процес супроводжується горінням дуги; контакти виборця перемикаються без розриву струму, тобто лише після того, як відповідний ланцюг виявиться розімкнутим; необхідна послідовність розмикання та замикання тих та інших контактів забезпечується узгодженою роботою приводного механізму, що приводиться в дію двигуном з реверсивним пускачем; реактор обмежує циркулюючий струм у процесі комутації та розрахований на тривале проходження номінального струму. Остання обставина говорить про те, що застрявання приводу в проміжному положенні, коли струм навантаження проходить по одній частині реактора або коли перемикач знаходиться в положенні "міст" (рис. 1.16, г), для пристроїв з струмообмежуючим реактором не є небезпечним і пошкоджень зазвичай не викликає. Однак, щоб уникнути перегріву контактів у разі неповного їх торкання РПН необхідно повертати в основне робоче положення за першої ж можливості. Реактор та виборець, на контактах якого дуги не виникає, зазвичай розміщують у баку трансформатора, а контактор поміщають в окремому масляному баку, щоб не допускати розкладання олії електричною дугою в трансформаторі.
Мал. 1.14.
Схема регулювання напруги на автотрансформаторі за допомогою послідовного регулювального трансформатора в нейтралі : 1 - головний автотрансформатор; 2 - регулювальний трансформатор; 3 - реверсор
Мал. 1.15.
Послідовний регулювальний трансформатор для поперечного регулювання напруги: a - схема включення у фазу А (для фаз В і С схеми включення аналогічні); б - векторна діаграма; 1 - послідовний регулювальний трансформатор; 2 - регулювальний трансформатор Дія пристроїв РПН з резисторами багато в чому схожароботою перемикаючих пристроїв із реактором. Відмінність полягає в тому, що в нормальному режимі роботи резистори зашунтовані або відключені і струм по них не проходить, а в процесі комутації струм проходить протягом сотих часток секунди. Резистори не розраховані тривалу роботу під струмом, тому перемикання контактів у яких відбувається швидко під впливом потужних стиснутих пружин. Імовірність неперемикання контактів навіть у разі зникнення живлення приводу дуже мала. Резистори мають невеликі розміри та є, як правило, конструктивною частиною контактора. Є пристрої РПН, у яких контактор розташований в окремому баку на ізоляторі, а також пристрої так званої занурювальної конструкції. Їх встановлюють як усередині бака трансформатора, так і в окремому баку, що примикає до бака трансформатора. Бак контактора з'єднується трубкою із відсіком розширювача (рис. 1.17). Нормальна робота пристроїв типу РПН гарантується при температурі верхніх шарів олії в контакторах не нижче -20°С. У виносних баках контакторів застосовується система автоматичного підігріву олії, яка забезпечує нормальну роботу пристроїв за температури зовнішнього повітря до -45°С. Рівень олії в баках контакторів контролюється за масловказівниками. Пристрої РПН приводяться в дію дистанційно з щита керування ключем або кнопкою та автоматично від пристрою автоматичного регулювання напруги. Передбачено також перемикання приводного механізму РПН спеціальною рукояткою або за допомогою кнопки в шафі (місцеве управління). Спосіб місцевого управління є допоміжним і до нього вдаються тільки при ремонті. Перемикання РПН трансформатора, що знаходиться у звичайному робочому режимі, за допомогою рукоятки або кнопки місцевого управління оперативномуперсоналу, зазвичай, не рекомендується. Лише у разі застрягання перемикача РПН у проміжному положенні команда на завершення перемикання може бути подана рукояткою місцевого керування, якщо відсутній сигнал перевантаження, немає ознак пошкодження пристрою або несправності схеми дистанційного керування. Один цикл перемикання РПН різних типів виконується за 3-10 с. Процес перемикання сигналізується червоною лампою, яка спалахує в момент подачі імпульсу і продовжує горіти весь час, поки механізм не закінчить цикл перемикань з одного ступеня на інший. Незалежно від тривалості одного імпульсу на пуск РПН мають блокування, що дозволяє перехід виборця лише на один щабель. Після закінчення руху перемикаючого механізму закінчують переміщення та дистанційні покажчики положення, показуючи номер ступеня, на якому зупинився перемикач. Для автоматичного управління РПН забезпечуються блоками автоматичного регулювання коефіцієнта трансформації (АРКТ). Структурну схему автоматичного регулятора показано на рис. 1.18. Регульована напруга подається на затискачі блоку АРКТ від трансформатора напруги. Крім того, пристрій струмової компенсації (ТК) враховується ще падіння напруги від струму навантаження. На виході блоку АРКТ виконавчий орган І керує роботою приводного механізму. Схеми автоматичного регулятора напруги дуже різноманітні, але вони, зазвичай, містять елементи, вказані на рис. 1.18.
Мал. 1.16.
Послідовність роботи перемикаючих пристроїв РПН з реактором (а-ж) та резистором (з-н) : Р - реактор; RI та R 2 - резистори; П – перемикачі (виборці); К1-К4 – контактори; РО - регулювальна обмотка
Звертається увага читачів на те, що в книзі наведенооперативні схеми, особливістю яких є зображення комутаційних апаратів (масляних і повітряних вимикачів, роз'єднувачів, рубильників тощо) у положенні (включено або відключено), що відповідає режиму роботи, що розглядається. Інакше кажучи, якщо апарат у цьому режимі включений, його контакти зображені замкнутими, якщо вимкнений - розімкнутими.
У ряді енергосистем замість АРКТ користуються абревіатурою АРНТ
Недостатнє використання РПН не дозволило поки встановити їх фактичну зносостійкість в експлуатації
