Силовые трансформаторы отечественного производства комплектуются устройствами переключения ответвлений типа РНОА, РНТА и РНТВ (последние два типа устройств рассматриваются ниже).
Здесь РН — регулятор напряжения, О — однофазный, Т — трехфазный, А — с активным сопротивлением, В — с вакуумными камерами. За обозначением типа следует обычно цифровая запись дроби, числитель которой обозначает класс изоляции устройства, кВ; знаменатель — номинальный ток, А.
Переключающее устройство типа РНОА-110/1000 в последнем исполнении изготавливается погружного типа. Оно предназначено для регулирования напряжения на линейных выводах обмотки напряжением 116 кВ или в нейтрали силовых трехфазных трансформаторов Мощностью до 200 MB * А и рассчитано на ток до 1000 А.
Класс изоляции устройства. кВ 110
Номинальное напряжение, кВ 115
Номинальный ток, А 1000
Максимальный рабочий ток, А 1060
Максимальный ток при максимальном рабочем напряжении, А 2000
Максимальное значение напряжения ступени регулирования, кВ 1,65
Величина ограничительного а противления при напряжении ступени регулирования 1,4—1,05 кВ, Ом:
при линейном токе 450—650 А 4,6
при линейном токе 650—1000 А 3,0
Число ступеней регулирования 12
Время переключения на одно положение, с 10
В переключающих устройствах типа РНОА-110/1000 применяются различные схемы регулирования: схема с 13 ответвлениями без реверса, схема с реверсом обмотки с 7—9 ответвлениями. Удвоение регулируемого напряжения в последней схеме достигается за счет изменения направления подключения (реверсирования) обмотки или за счет наличия грубой ступени. Обмотка с девятью ответвлениями имеет три положения с номинальным напряжением. В схемах с одним номинальным напряжением регулировочная обмотка имеет дополнительные секции, что увеличивает число ступеней на две при неизменной конструкции избирателя, так как используются все его положения.
Переключающее устройство типа РНОА-110/1000 состоит из избирателя, предызбирателя (при реверсировании обмотки) и контактора. Устройство допускает дистанционное, автоматическое, а также ручное управление. При установке съемной ручки для работы приводом от руки расцепляется связь (механическое сцепление) с электрическим приводом, что исключает одновременную работу ручным и электрическим приводами.
Привод механизма имеет электрическую блокировку, автоматически отключающую цепь питания электропривода на крайних положениях переключающего устройства. В случае отказа по каким-либо причинам электрической блокировки предусматривается останов механизма от поворотного рычага, заклинивающего жестко шайбу на валу. При этом электрическая цепь обратного вращения не прерывается.
Быстродействие работы контактора при переключении достигается за счет потенциальной энергии натягивающейся пружины, которая при переходе сцепленного с ней рычага через мертвую точку, освобождаясь, быстро перебрасывает контакты в следующее устойчивое положение. Привод имеет указатель положения, вращающийся синхронно с избирателем и показывающий, на каком ответвлении находится в данный момент переключающее устройство.
Одна из электрических схем регулятора РНОА-110/1000 показана на рис. 1. Регулировочная обмотка с 13 ответвлениями включена между общей и последовательной частями обмотки высшего напряжения (ВН). Ответвления обмотки присоединяются посредством переходных зажимов к неподвижным контактам избирателя.
Рис. 1. Электрическая схема переключающего устройства типа РНОА-110/1000.
К, и J — контакты контактора; И, и — контакты избирателя; К — токоограничивающие сопротивления; Р — разрядник.
На рис. 8 показано положение, при котором подвижные контакты избирателя расположены соответственно на ответвлениях 1 и 2, а так как замкнуто левое плечо Ki контактора, то включенным оказывается ответвление 1. Для включения ответвления 2 достаточно срабатывания контактора, т. е. замыкания правого плеча Ки контактора.
Правильность работы переключающего устройства обеспечивается соблюдением определенной очередности работы контактов избирателя и контактора, а в схемах с реверсированием — и предызбирателя.
Кинематика переключающего устройства такова, что при переключении в прямом и обратном направлениях на одно ответвление срабатывает только контактор, контакты же избирателя остаются в прежнем положении, в дальнейшем при последовательном переключении ответвлений при работе контактора поочередно работают контакты нечетного и четного рядов избирателя. Контакты избирателя четного ряда работают всегда при разомкнутом правом плече Ки контактора, а контакты нечетного ряда избирателя — при разомкнутом левом плече Ki контактора. Таким образом, контакты избирателя в процессе регулирования напряжения цепи тока не разрывают, а только пересоединяют ответвления регулировочной обмотки. Контакты же контактора гасят дугу при разрыве тока и через одно срабатывание повторяют свой цикл.
Каждое плечо контактора имеет по три пары контактов: главные, вспомогательные и дугогасительные каждая пара контактов состоит из неподвижного и подвижного контактов; все подвижные контакты всегда соединяются между собой, будучи размещенными на одной рычажной системе. Неподвижные контакты закрепляются болтовыми сочленениями с пружинами для создания необходимого контактного давления.
Для уяснения чередования работы контактов избирателя и контактора рассмотрим работу регулирующего устройства при переключении на одно положение, например с третьего на четвертое при последовательном вращении привода.
Исходное положение (3-е): контакты И2 избирателя четной ступени замыкают неподвижный контакт ответвления 2, а контакты И1 избирателя замыкают неподвижный контакт ответвления 3. Контакты плеча Ki контактоpa замкнуты (рис. 2, а). Ток проходит через 3-е ответвление. Поскольку плечо четных ступеней избирателя обесточено, сначала размыкается подвижный контакт Р2 избирателя с неподвижным контактом ответвления 2 (рис. 2, б) и, двигаясь в направлении к ответвлению 4, замыкает его неподвижный контакт. Теперь замкнуты контакты ответвлений 3 и 4 (рис. 2, в).
Рис. 2. Работа контактов быстродействующего устройства при регулировании напряжения на одну ступень.
Кг—Кц — контакты контактора; И1, И2, — контакты избирателя; R — токоограничивающее сопротивление.
В схемах с реверсированием регулировочной обмотки последовательность работы переключающего устройства принципиально не изменяется. В таких устройствах для изменения направления подключения обмотки применяется предызбиратель, контакты предызбирателя работают в положении переключающего устройства при номинальном напряжении, т. е. «а седьмом (при семи ответвлениях) или на восьмом (при девяти ответвлениях) положении. При этом сначала размыкаются соответствующие контакты избирателя, размыкаются и замыкаются контакты предызбирателя, т. е. происходит реверсирование регулировочной обмотки, и лишь после этого замыкаются контакты избирателя.
Таблица 1
Таким образом, контакты предызбирателя срабатывают при разомкнутых контактах и контактора и избирателя четной или нечетной ступеней в зависимости от того, в каком положении (четном или нечетном) переключающего устройства производится реверсирование регулировочной обмотки.
Проверка и испытание переключающего устройства. Поскольку переключающее устройство типа РНОА погружного типа, оно поставляется, как правило, смонтированным в трансформаторе.
Наладка устройства включает проверку работы механизма, правильности взаимодействия узлов устройства, измерение его электрических характеристик.
Начинают проверку с наружного осмотра механизма переключающего устройства и прокручивания его по всему диапазону регулирования в ту и другую сторону. Убеждаются в плавности хода механизма привода и механизмов переключения, а также проверяется правильность действия механических упоров.
Правильность взаимодействия узлов устройства проявляется по указателю положения привода, измерением коэффициента трансформации на всех ответвлениях, снятием круговой диаграммы и проверкой целости цепи тока.
При работе указатель положения следует за переключением ответвлений и показывает его порядковый номер.
Схема измерения коэффициента трансформации приведена на рис. 3.
Правильность переключающего устройства оценивается круговой диаграммой. Для снятия круговой диаграммы снимается крышка контактора, вставляются в отверстия специальные контактные щупы.
Контактный щуп (рис. 4) представляет собой штырь, который изготавливают из медной или латунной проволоки или прута диаметром 8 мм, длиной 1400 мм. На длине 70 мм от конца его затачивают и заостряют так, чтобы при установке он мог легко входить в разъем втычных контактов контактора.
Во избежание повреждения бакелитовых частей щупы не должны иметь заусенцев, а сверху на них надевают изоляционную трубку или наматывается слой полихлорвиниловой ленты. Со стороны крышки штыри снабжают зажимом для подсоединения проводника.
При помощи этих же щупов определяют величину токоограничивающих сопротивлений, для чего искусственно путем прокладки между ними изоляции (прессшпана, картона, бумаги и т. п.) размыкают дугогасительные контакты контактора.
Рис. 3. Схема измерения коэффициента трансформации.
На рис. 5 приведены схемы измерения токоограничивающих сопротивлений у контакторов переключающих устройств типов SAV и SCV. У устройств типа SAV измерения производят между неподвижным контактом контактора и одним из зажимов Л5 (рис. 5, с) в баке контактора, а у устройств типа SCV—между контактом контактора и зажимом нейтрали (рис. 5, б). Измеренные величины сопротивлений не должны отличаться от заводских данных более, чем на 2% для данного переключающего устройства. Здесь следует учесть, что величина ограничивающего сопротивления для одного и того же типа переключающего устройства может быть различной, так как зависит от величины напряжения ступени регулирования (задается требованиями заказчика) и номинального тока.
Для рассматриваемых переключающих устройств измеренная величина ограничивающего сопротивления может практически отличаться от заводских данных на 0,06—0,09 Ом.
Круговая диаграмма переключающего устройства снимается то лимбу, жестко закрепленному на верхней крышке кожуха привода. Шкала лимба разделена на 360 ° с ценой деления 1с.
Рис. 4. Контактный щуп.
Вращая медленно рукояткой привод в прямом и обратном направлениях, производят переключения на два положения. Заводская инструкция рекомендует снимать диаграмму при переключениях с 6-го на 8-е Положения и обратно. Автор, кроме того, рекомендует это делать на крайних (1-м и 13-м) положениях, чтобы убедиться в правильности сборки мальтийской передачи механизма переключателя.
Рис. 5. Схемы измерения токоограничивающего сопротивления контактов переключающих устройств типов SAV (а) и SCV (б). Q — омметр.
Для снятия круговой диаграммы переключающего устройства типа РНОА-110/1000 собирают схему, показанную на рис. 6.
Рис. 6. Схема снятия круговой диаграммы переключающего устройства типа РНОА.
Кл — плечи контактора; И1, И2 — избиратели; Р — разрядник: Л1, Л2 — сигнальные лампы.
По шкале лимба отмечают значения градусов в моменты замыкания и размыкания контактов R1 или R2 избирателя и плеч Кг или Кп контактора и чертят по ним круговую диаграмму работы переключающего устройства. Момент замыкания и размыкания контактов избирателя фиксируется по загоранию и погасанию сигнальных ламп Л1 и Л2, а срабатывание плеч контактора — по звуку или миганию ламп.
В схеме Кг и Кп — соответственно левое плечо и правое плечо контактора, сигнальная лампа Л1 фиксирует работу контактов избирателя нечетных ответвлений, а лампа Ло — работу контактов избирателя четных ответвлений. Для питания схема подключается к источнику питания постоянного тока напряжением 6—24 В.
При сборке схемы во избежание ложных миганий сигнальных ламп при переключении обращается внимание на надежность контакта щупов и подсоединения проводников к их зажимам.
При снятии круговой диаграммы должно соблюдаться следующее чередование срабатывания сигнальных ламп: при замыкании и размыкании контакта Их загорается и гаснет лампа Л2 при размыкании и замыкании контакта Я2 гаснет и загорается лампа Л1, в остальных режимах лампы Л1 и Лг горят, изменяя свой накал при срабатывании контактора.
Круговая диаграмма переключающего устройства типа РНОА-110/1000 приведена на рис. 7, а для избирателя без предызбирателя (реверса), а на рис. 7, б для избирателя с предызбирателем (реверсом). Переключающее устройство работает правильно, если контакты контактора переключаются в диапазоне 255—276°, а контакты избирателя — в диапазоне, ограниченном ±:15° от расчетной величины. При этом во всех случаях интервал между работой избирателя и контактора должен быть не менее 45.
После снятия круговой диаграммы проверяют целость токовой цепи в процессе переключения. Удостовериться в исправности переключающего устройства можно при измерении коэффициента трансформации: при непрерывном переключении на всем диапазоне регулирования указатели (стрелки) измерительных приборов (вольтметров) не должны иметь резких колебаний в сторону нуля шкалы. Такой метод контроля токовой цепи, несмотря на свою простоту, требует определенного навыка персонала и большой внимательности при измерениях.
Рис. 7. Круговая диаграмма переключающего устройства типа РНОА-110/1000.
а — без предызбирателя; б — с предызбирателем; К — контактор; И — избиратель; ПИ — предызбиратель: заштрихованная часть контакт замкнут; незаштрихованная часть — контакт разомкнут.
Другим методом проверки целости цепи тока является осциллографирование работы контактов контактора, Которые переключаются в строгой очередности. Осциллографирование производится по схеме на рис. 8, а на постоянном токе пофазно или для трех фаз одновременно. В последнем случае сразу выявляется рассогласованность — асимметрия работы контакторов по фазам.
Осциллограмма работы контактора переключающего устройства типа РНОА-110/1000 показана на рис. 8,6. Следует обратить особое внимание на продолжительность состояния переключателя в положении «мост» (интервал Б—В), который во всех случаях для отечественных контакторов не допускается менее 9 мс.
Контакты, работающие на замыкание, имеют вибрацию, ограниченную во времени 4 мс в конце цикла (точка Г) и 2 мс в положении «мост» (интервал Б—В).
Следует учесть, что поскольку осциллографирование производится в условиях монтажа, наладки или эксплуатации на отключенном от рабочего напряжения переключающем устройстве, при токах 2—5 А и напряжениях 6— 24 В, характер вибрации контактов может быть различен и поэтому он не регламентируется и не может быть браковочным фактором. Только при наличии разрыва цепи тока, что практически означает неправильное чередование работы контактов контактора, и чрезмерном отклонении интервалов (А — Б или Б — В или В — Г) от нормы, что указывает на износ контактов или нарушение их регулировки, контактор бракуется и подвергается ревизии и ремонту.
Рис 8. Схема (а) осциллографирования контактора переключающего устройства и типовая осциллограмма (б) работы контактов контактора переключающих устройств типа РНОА (РНТА).
В правильно собранном и отрегулированном аппарате расстояние между разомкнутыми дугогасительными контактами должно быть 65+2 мм (рис. 9, а), при касании вспомогательных контактов расстояние между главными контактами должно быть не менее 1,5 мм {а>1,5 мм) (рис. 9, б).
Регулировка расстояния между контактами осуществляется подкладыванием шайб под неподвижные контакты, что уменьшает расстояние между ними, т. е. уменьшает время срабатывания их и интервалы на осциллограмме.
Рис. 9. Положение разомкнутых дугогасительных (и) и главного (б) контактов контактора.
Если регулировка контактов положительных результатов не дала, контактор полностью заменяется. После этого производятся проверка и испытание переключающего устройства обязательно в полном объеме.
