§ 21. ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Как известно, в процессе работы трансформатора приходится регулировать его напряжение (см. § 10). Это достигается изменением числа витков, находящихся в работе, для чего в обмотке выполняют регулировочные ответвления, соответствующие определенному напряжению. 72
На рис. 12 были показаны схемы обмоток с регулировочными ответвлениями, наиболее часто встречающимися в трансформаторах, отключаемых от сети для изменения напряжения. У подобных трансформаторов регулирование напряжения осуществляется, как правило, в пределах ± 5%. При этом трансформаторы мощностью 100—1000 кВ*А имеют обычно три ступени: 5%, номинал,—5% (рис. 12, а, в, д), а трансформаторы большей мощности (1600—6300 квау — пять ступеней: 5%, 2,5%, номинал, —2,5%, —5% (рис. 12, б, г). Напряжение регулируют в обмотках ВН у двухобмоточных трансформаторов и в обмотках ВН и СН у трехобмоточных.
Рис. 42. Схемы контактных систем переключателей: а — трехфазного строенного, б — трехфазного нулевого, в — однофазного
Для регулирования напряжения ответвления обмоток подводят к специальному устройству, называемому переключателем. Переключатель устанавливают на крышке или на активной части трансформатора. Существуют различные типы переключателей, но у каждого главными элементами являются система неподвижных контактов, соединяемая с соответствующими ответвлениями обмоток, и система подвижных контактов, замыкающих те или иные пары неподвижных контактов.
На рис. 42 показаны три схемы контактных соединений переключателей. Схема, изображенная на рис. 42, а, соответствует трехфазному переключателю (расположение ответвлений показано на рис. 12, в); схема, показанная на рис. 42, б,— трехфазному переключателю при расположении ответвлений в конце (рис. 12, а) или в середине (рис. 12, д) обмотки. Такие переключатели называют еще нулевыми, потому что их подвижные контакты замыкают одноименные ответвления обмоток разных фаз, образуя общую нулевую точку. Соединение в звезду у них получается непосредственно в переключателе (при расположении ответвлений, показанном на рис. 12, д, переключатель соединяет ответвления х2, У2, соответствующие номиналу напряжения трансформатора).
И, наконец, по схеме, изображенной на рис. 42, в, работает однофазный переключатель, который применяют при расположении ответвлений, показанном на рис. 12, г, а также во всех тех случаях, когда невозможно использовать трехфазный переключатель из-за большого тока в обмотках.
Контакты переключателя переводят с одной ступени на другую поворотом его рукоятки или головки привода, расположенных на крышке трансформатора.
Рассмотрим кратко устройство нескольких типов переключателей, наиболее часто встречающихся в силовых трансформаторах I—3-го габаритов.
Переключатель 3-50/35
Рис. 43. Трехфазный переключатель 3-60/35:
- — крышка переключателя,
- — стальной вал, 3 — рукоятка, 4 — бумажно-бакелитовая трубка, 5 — держатель, 6 — подвижной контакт, 7 — неподвижный контакт, 8 — пластмассовый диск, 9 — медная лента
На рис. 43 показан общий вид переключателя 3-50/35, применяемого в трансформаторах мощностью до 1000 кВ*А и напряжением до 35 кВ. Переключатель работает по схеме, показанной на рис. 42, б, и состоит, как и любой переключатель, из привода и системы контактов, связанных бумажло-бакелитовой трубкой.
Верхнюю часть переключателя устанавливают над крышкой трансформатора; в крышке переключателя 1 проходит стальной вал 2, на верхнем конце которого крепят рукоятку 3 для переключения (рис. 43). Вал 2 проходит внутри бумажно-бакелитовой трубки 4 и связан с вращающимся держателем 5.
В держателе укреплены три подвижных контакта 6, перемещающиеся вместе с держателем. Под действием спиральных пружин контакты могут также перемещаться на 3—4 мм вдоль своей оси; пружины прижимают подвижные контакты к нижним торцам неподвижных контактов.
Рис. 44. Трехфазный переключатель ТПСУ-9-120/10:
а —общий вид, б — вид снизу; 1 — колпак привода, 2 — дощечка, 3 — стопорный болт, 4 — фланец колпака, 5 — крышка трансформатора, 6 — резиновое уплотнение, 7 и 13 — болты для крепления цилиндра 8, 8 — бумажно-бакелитовый цилиндр, 9 — фланец цилиндра, 10 — бумажно-бакелитовая трубка, 11 — коленчатый вал, 12 — контактный сегмент, 14 — контактный болт, 15 — неподвижный контакт, 16 — центрирующая пластина из гетинакса, 17 — вал привода
прижимают к ним подвижные контакты 6, которые соединяют друг с другом медной лентой 9.
Переключают контакты на другое рабочее положение поворотом рукоятки 3 на 30°. Каждое положение переключателя фиксируется специальным фиксатором.
Переключатель ТПСУ-9-120/10
В трансформаторах мощностью 100—1000 кВ*А и напряжением до 10 кВ применяют трехфазный переключатель ТПСУ- 0-120/1® на номинальный ток 120, а (рис. 44, а). •
Стальной вал привода 17 проходит через фланец 4 и связан вверху с колпаком привода 1, а внизу с бумажно-бакелитовой трубкой 10. В нижнем конце трубки 10 закреплен коленчатый вал 11 с латунными контактными сегментами 12. Нижний конец коленчатого вала центрирован в гетинаксовой пластине 16. Коленчатый вал с контактными сегментами 12 закрыт снаружи бумажно-бакелитовым цилиндром 8, который болтами 7 укреплен на чугунном фланце 9.
На нижнем торце цилиндра на равных расстояниях друг от друга расположены девять неподвижных латунных контактов 15, внутренняя поверхность которых имеет цилиндрическую форму (рис. 44, б). Снаружи к каждому контакту 15 подводят соответствующие ответвления обмоток, а внутри по ним скользят контактные
Рис. 45. Трехфазный переключатель ПТЛ-4-120/35:
1 — крышка бака трансформатора, 2 — верхний фланец изоляционного цилиндра,3—фланец колпака, 4 — колпак привода, 5 — гайка, 6 — уплотняющая набивка, 7 — нажимная гайка, 8 — стопорный болт, 9 и 14 — уплотняющие кольца, 10 — дощечка, 11 — штифт, 12 — шпонка, 13 — вал привода, 15 — бумажно-бакелитовая трубка, 16 — бумажно-бакелитовый цилиндр, 17 — неподвижные контакты, 18 — подвижные контакты, 19 — нижняя часть вала, 20 — нижний фланец изоляционного цилиндра сегменты 12, замыкая на каждом рабочем положении три неподвижных контакта. Для переключения необходимо вывернуть стопорный болт 3 и повернуть головку привода на 120°.
Переключатель ПТЛ-4-120/35
В последнее время для трансформаторов мощностью 1600— 6300 кВ*А начали применять трехфазный строенный переключатель ПТЛ-4-120/35 (рис. 45). Этот переключатель предназначен для регулирования напряжения по схеме, показанной на рис. 12, в (в середине обмотки), при токе 120 а и напряжении 35 кВ. Особенностью переключателя ПТЛ-4-120/35 является расположение трех систем контактов одна над другой, причем неподвижные контакты 17 имеют вид пластин-ножей, выступающих внутрь переключателя.
Основой переключателя является бумажно-бакелитовый цилиндр 16, который сверху и снизу связан с фланцами 2 и 20. Стальной вал привода 13 проходит через весь переключатель до нижнего фланца 20. На валу закреплена бумажно-бакелитовая трубка 15, несущая подвижные контакты-зажимы 18. К неподвижным контактам 17 снаружи подводят соответствующие регулировочные ответвления обмоток (см. рис. 23). Контактная система переключателя работает по схеме, показанной на рис. 42, а.
Для перевода переключателя в другое рабочее положение надо отвернуть стопорный болт 8, вынуть его из фланца 3, повернуть колпак 4 на угол 90° в нужном направлении, вставить и вновь завернуть стопорный болт 8.
Переключатель барабанного типа
Для трансформаторов 3-го габарита и более мощных применяют однофазные переключатели барабанного типа (рис. 46). Переключатель состоит из двух гетинаксовых дисков 2 со вставленными стержнями (трубами) 4, выполняющими роль неподвижных контактов. В качестве подвижных контактов служат кольца 5, укрепленные на пружинах на коленчатом валу 3.
Контактные стержни 4 и регулировочные ответвления обмоток соединяют гибким кабелем, один конец которого припаивают к ответвлению, а другой впаивают сразу в стержень 4 или в наконечник, который затем ввинчивают в контактный стержень.
Переключатель барабанного типа устанавливают только на активной части трансформатора (рис. 47), всегда в вертикальном положении. Переключатель помещают внутрь бумажно-бакелитовых цилиндров 9, 10 и 15, которые закрепляют на опорных деревянных планках 7 и 8.
Рис. 47. Установка переключателя барабанного типа на активной части трансформатора:
Управляют переключателем вручную, причем привод устанавливают на крышке бака и прикрепляют к фланцу 2. Вал привода соединяют со штангой 5, связанной с коленчатым валом переключателя. Таким образом, вращая колпак привода 1, приводят во вращение коленчатый вал, а вместе с ним перемещают и подвижные контакты переключателя. Контактная система переключателей барабанного типа работает по схеме, показанной на рис. 42, е.
Рис. 46. Однофазный переключатель барабанного типа:
1 — колпак привода, 2 — фланец, приваренный к крышке бака, 3 — крышка бака, 4 — вал привода, 5 — штанга привода, 6 — ярмовая балка, 7 — горизонтальная деревянная планка, 8 — вертикальная деревянная планка, 9, 10 и 15 — бумажно-бакелитовые цилиндры, 11 — гетинаксовый диск, 12 — контактный стержень, 13 — контактные кольца, 14 — кабель
