7.3. Регулирование напряжения и обслуживание регулирующих устройств
При регулировании напряжения переключением ответвлений обмоток трансформаторов изменяют их коэффициенты трансформации, что дает возможность поддерживать на шинах НН (СН) подстанций напряжение, близкое к номинальному, когда первичное напряжение отклоняется по тем или иным причинам от номинального.
Переключают ответвления на отключенных от сети трансформаторах устройствами ПБВ (переключения без возбуждения) или на работающих трансформаторах под нагрузкой устройствами РПН (регулирования под нагруз* кой).
Устройствами ПБВ снабжаются почти все трансформаторы. Они позволяют регулировать напряжение ступенями относительно номинального ±5; ±2,5 %; UH(m. Применяются ручные трехфазные и однофазные переключатели. Однофазный переключатель барабанного типа, устанавливаемый на каждой фазе обмотки ВН, показан на рис. 7.19, Контактная система переключателя состоит из неподвижных контактных стержней 4, соединенных с отводами /, и подвижных контактных колец 3, замыкающих между собой различные пары неподвижных контактов. Контактные кольца перемещаются коленчатым валом 5, ось которого при помощи изолирующей штанги 6 соединяется с приводом на крышке трансформатора 7. Переключатель смонтирован на изолирующих основаниях 2.
Трансформаторы с РПН имеют большее число регулировочных ступеней и более широкий диапазон регулирования (до 20 %), чем трансформаторы с ПБВ. Применяемые схемы трансформаторов с РПН представлены на рис. 7.20. Часть обмотки ВН с ответвлениями называется регулиро*
вочной обмоткой. Расширение регулировочного диапазона без увеличения числа отводов достигается применением схем с реверсированием (рис. 7.20,6). Переключатель-ре* версор 5 позволяет присоединять регулировочную обмотку 3 к основной / согласно или встречно, благодаря чему диапазон регулирования удваивается. У трансформаторов уст»
Рис. 7.19. Переключатель ответвлений барабанного типа (а) и крепление его к ярмовой балке трансформатора (б):
/ — отводы; 2 — текстолитовые основания; 3— контактные кольца;
4 — полый токоведущий стержень;
5 — коленчатый вал; 6 — изолирующая штанга; 7 — ручной привод; 8 — крышка бака; 9 — ярмовая балка; 10—деревянная рама; 11— текстолитовая шпилька; 12 — защитные бумажно-бакелитовые цилиндры; 13 — переключатель
ройства РПН обычно включаются со стороны нейтрали, что позволяет выполнять их с пониженной на класс напряжений изоляцией.
На рис. 7.21 показаны схемы регулирования на автотрансформаторах. Регулирование со стороны нейтрали (рис. 7.21, а) называют связанным, так как при переключении одновременно меняется число витков обмоток ВН и СН, что вызывает колебания индукции в магнитопроводе и напряжения на зажимах обмотки НН. Чтобы избежать
Рис. 7.20. Схемы трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой:
а — без реверсирования регулировочной обмотки; б — то же с реверсированием; /, 2 —обмотки ВН и НН;
3 — регулировочная обмотка;
4 — переключающее устройство; 5 — реверсор
Рис. 7.21. Схемы регулирования напряжения на автотрансформаторах:
а — в нейтрали; б — на стороне ВН; в —па стороне СН; / — регулировочная обмотка; 2 — переключающее устройство
недостатков связанного регулирования, применяют схемы раздельного регулирования с включением РПН со стороны линейных вводов ВН (рис. 7.21,6) или СН (рис. 7.21,в). Такие схемы удобны в эксплуатации, но устройства РПН в этих случаях должны быть более высокого класса напряжения.
Устройство РПН состоит из следующих основных частей: контактора, разрывающего и замыкающего цепь рабочего тока в процессе коммутации; избирателя, контакты которого размыкают и замыкают электрическую цепь безтока; токоограничивающего сопротивления (реактора или резистора); приводного механизма. Последовательность работы устройств РПН с реактором (серий РНО, РНТ) и с резистором (серий РНОА, РНТА) показаны на рис. 7.22 *, Необходимая очередность в работе контакторов и избирателей обеспечивается приводным механизмом с реверсивным пускателем. В переключающем устройстве РПН с реактором реактор рассчитан на длительное прохождение номинального тока. В нормальном режиме работы через реактор проходит только ток нагрузки. В процессе переключения ответвлений, когда часть регулирующей обмотки оказывается замкнутой на реактор (рис. 7.22,в), он ограничивает до приемлемых значений ток /цирк, проходящий в замкнутом контуре.
Реактор и избиратель, на контактах которого дуги не возникает, обычно размещают в баке трансформатора, а контактор помещают в отдельном масляном баке, чтобы не допускать разложения электрической дугой масла, находящегося в трансформаторе.
Действие переключающих устройств РПН с резисторами во многом сходно с работой РПН с реактором. Отличие состоит в том, что в нормальном режиме работы резисторы закорочены или отключены и ток по ним не проходит, а в процессе коммутации ток проходит в течение сотых долей секунды. Резисторы не рассчитаны на длительную работу под током, поэтому переключение контактов в них происходит быстро под действием мощных сжатых пружин. Резисторы имеют небольшие размеры и являются, как правило, конструктивной частью контактора.
Устройства РПН приводятся в действие дистанционно со щита управления и автоматически от устройств регулирования напряжения.
Для автоматического управления РПН снабжаются блоками автоматического регулирования коэффициента трансформации (АРКТ). Структурная схема блока АРКТ показана на рис. 7.23. Регулируемое напряжение подается на зажимы блока АРКТ от трансформатора напряжения. Кроме того, устройством токовой компенсации ТК. учитывается еще падение напряжения от тока нагрузки. На выходе блока АРКТ исполнительный орган И управляет ра-
* Здесь и далее принято следующее обозначение положений коммутационных аппаратов (рубильников, выключателей, разъединителей и т.п.): включенное — контакты символа аппарата замкнуты, отключенное — разомкнуты.
Рис. 7.22. Последовательность работы переключающих устройств РПН с реактором (а—ж) и с резистором (з—я):
Р — реактор; R1 и R2 — резисторы; Я — переключатели (избиратели); Kt—K4 — контакторы; РО ~ регулировочная обмотка ботой приводного механизма. Схемы блоков АРКТ весьма разнообразны, но все они содержат элементы, указанные на рис. 7.23.
Обслуживание устройств регулирования напряжения.
Перестановка переключателей ПБВ с одной ступени на другую в эксплуатации производится редко (2—3 раза в год при сезонном регулировании). При длительной работе
Рис. 7.23. Структурная схема блока автоматического регулирования напряжения:
/ — регулируемый трансформатор; 2 — трансформатор тока; 3 — трансформатор напряжения; ТК — устройство токовой компенсации; НО — измерительный орган; У — орган усиления; В — орган выдержки времени; И — исполнительный орган; ИП — источник питания; ПМ — приводной механизм
без переключения контактные стержни и кольца покрываются пленкой окиси. Чтобы разрушить эту пленку и создать хороший контакт, рекомендуется при каждом переводе переключателя предварительно прокручивать его (не менее 5—10 раз) из одного крайнего положения в другое. При пофазном переводе переключателей проверяется их одинаковое положение. Приводы переключателей на каждой ступени фиксируются стопорными болтами.
Устройства РПН должны постоянно находиться в работе с включенными блоками АРКТ. На дистанционное управление РПН переводят только при неисправности блоков АРКТ. При осмотрах РПН сверяют показания указателей положения переключателей на щите управления и на приводах РПН, так как по ряду причин возможно рассогласование сельсина-датчика и сельсина-приемника. Проверяется также одинаковое положение переключателей РПН всех параллельно работающих трансформаторов или отдельных фаз при пофазном управлении.
Наличие масла в баке контактора проверяется по мас-лоуказателю. Уровень масла следует поддерживать в допустимых пределах. При пониженном уровне масла увеличивается время горения дуги на контактах. Превышениенормальной отметки уровня масла обычно наблюдается при нарушении уплотнений отдельных узлов масляной системы.
Нормальная работа контакторов гарантируется при температуре масла не ниже —20 °С. При более низкой температуре масло сильно густеет и контактор испытывает значительные механические нагрузки, которые могут привести к его поломке. Кроме того, возможно повреждение резисторов из-за увеличения времени переключения и более длительного пребывания их под током. Чтобы избежать указанных повреждений, при понижении температуры окружающего воздуха до —15 °С должна включаться система автоматического обогрева контакторов.
В процессе регулирования напряжения переключением ответвлений с помощью устройств ПБВ или РПН персонал не должен допускать длительного повышения напряжения на трансформаторе сверх номинального для данного ответвления (см. § 7.4).
При параллельной работе двух регулируемых трансформаторов и более изменение их коэффициентов трансформации следует производить по возможности одновременно, чтобы избежать перегрузки уравнительным током. При автоматическом управлении РПН эта роль выполняется специальной блокировкой. Если же автоматическое управление отсутствует, переключение ответвлений следует производить постепенно, не допуская рассогласования по ступеням ответвлений более чем на одну ступень.
Контакторы РПН обычно выводятся в ремонт после выполнения 20—30 тыс. операций под током. При этом заменяются обгоревшие контакты, заменяется масло.