Конструкция и принцип действия РПН
Перед монтажом и наладкой переключающего устройства необходимо ознакомиться с его конструкцией и кинематической схемой работы по имеющейся технической эксплуатационной документации.
Реакторные переключающие устройства могут быть трехфазного (РНТ-9, РНТ-13, PTH-18, РНТ-20) и однофазного (РНО-9, РНО-13, РНО-18, РНО-20) исполнений. Они применяются для регулирования напряжения сравнительно небольших трансформаторов напряжения 10 и 35 кВ.
В связи с широким освоением резисторных РПН применение реакторных устройств РПН в новых конструкциях трансформаторов сократилось.
На рисунке 1 показана компоновка переключающего устройства РНТ-20 в трансформаторе.
1 — привод; 2 — нониусная муфта; 3 — сливной кран; 4 — силикагелевый осушитель; 5 — вертикальный вал; 6 — бак контактора; 7 — маслоуказатель бака контактора; 8 — люк; 9 — дугогасительные контакты; 10 — гетинаксовая плита; 11 — главные контакты контактора; 12—переключатель; 13 — реактор; 14 — активная часть трансформатора
Рисунок 1 - Компоновка устройства РНТ-20 в трансформаторе
Избиратель устройства состоит из трех сдвоенных переключателей и трех реверсоров (по одному на фазу), которые смонтированы на общей раме и установлены в баке трансформатора на верхних консолях активной части.
Контактор состоит из трех правых и трех левых главных контактов, расположенных на изоляционной плите. С другой стороны плиты установлены три металлокерамичеоких дугогасительных контакта контактора (по одному на фазу). Плита установлена в проеме бака трансформатора таким образом, что главные контакты находятся в баке трансформатора, а дугогасительные — в баке контактора.
Бак контактора заполнен маслом до уровня, контролируемого установленным на нем маслоуказателем. Надмасляное пространство бака контактора соединено с окружающей средой через воздухоосушитель, заполненный силикагелем. На баке имеются заливной патрубок с краном, устройство для отбора пробы масла, люки для обслуживания узлов РПН.
Токоограничивающий трехфазный реактор устройства помещается в баке трансформатора. Приводной моторный механизм устройства закрепляется на стенке бака трансформатора, под контакторным баком. Вращение электродвигателя привода при помощи вертикального вала передается расположенному в баке контактора кулачковому механизму, обеспечивающему поочередное размыкание и замыкание дугогасительных контактов. Через конический редуктор движение передается горизонтальному валу, затем через кулачковый механизм — главным контактам контактора и через систему зубчатых передач и изолирующих валов — контактам переключателя (рисунок 2). Кинематическая схема обеспечивает переключение со ступени на ступень без разрыва цепи нагрузочного тока.
1 — вертикальный вал; 2 — двусторонний кулачок; 3 — привод; 4 — отверстие для установки ручки; 5 — избиратель правого плеча; 6 — избиратель левого плеча; 7 — мальтийская шестерня левого плеча; 8 — мальтийская шестерня правого плеча; 9 — предызбиратель; 10 — односторонний кулачок; 11 — контакты контактора левого плеча; 12 — контакты контактора правого плеча; 13 — горизонтальный вал; 14 — дугогасительный контакт
Рисунок 2 - Электрическая и кинематическая схемы устройства РНТ-20-625/35
Вертикальный и горизонтальный валы оборудованы маслоплотными сальниками, предотвращающими переток масла из трансформатора в контактор и течь масла из бака контактора. На обоих валах имеются нониусные фланцевые соединения, которые служат для регулирования строгой последовательности работы отдельных узлов кинематической схемы.
Особенности монтажа реакторных устройств РПН
По прибытии к месту назначения проверяют отсутствие внешних повреждений устройства, течи масла из бака контактора и уровень масла в нем. Все обнаруженные повреждения и течи должны быть устранены. Масло должно быть видно в стекле маслоуказателя.
Для оценки состояния изоляции контактора определяют пробивное напряжение масла в баке контактора, которое должно быть не менее 35 кВ. В случае снижения пробивного напряжения масла ниже 35 кВ его необходимо заменить. Если предполагается длительное хранение трансформатора до начала монтажа, в воздухоосушителе контактора необходимо заменить силикагель.
Приводные валы контактора и переключателя сочленены между собой после испытаний на заводе-изготовителе и дополнительной регулировки не требуют. В случае наличия повреждения или расчленения приводных валов контактора и переключателя необходимо после устранения повреждения через люки, при слитом масле, проверить, на какой ступени регулирования находится избиратель и в каком положении контактор, установить их в соответствующее положение и сочленить валы. После этого производят сочленение привода устройства, если он не установлен при изготовлении. Перед сочленением привод необходимо надежно закрепить на баке трансформатора и установить на ту ступень регулирования, в которой находится избиратель. Сочленение валов производят при помощи нониусной муфты. При соединении нониусных муфт необходимо обращать внимание на точное прилегание фланцев муфты друг к другу, отсутствие люфта при установке штифтов, надежную затяжку креплений.
Проверка работы переключающего устройства
После оборки переключающего устройства измеряют коэффициент трансформации и сопротивление постоянному току обмоток трансформатора, а затем визуально проверяют очередность работы контактора и избирателя, правильную фиксацию подвижных контактов в рабочем положении, работу механических упоров привода регулятора в крайних положениях. Для этого вручную при помощи рукоятки прокручивают устройство по всему диапазону регулирования. Затем снимают диаграмму последовательности работы электрических контактов устройства в зависимости от угла поворота выходного вала привода или круговую диаграмму.
Круговая диаграмма снимается при переключении с одной ранее выбранной ступени регулирования на другую и в обратном направлении.
На рисунке 3 даны принципиальная схема снятия круговой диаграммы устройства типа РНТ-20 при помощи сигнальных ламп и типовая круговая диаграмма. Питание подается со стороны регулируемой обмотки, остальные обмотки закорочены. Лампа ЛС2 подсоединена к дугогасительным контактам. Обычно применяются лампы на напряжение 12—24 В.
а — электрическая схема; б — круговая диаграмма; K1, К2, КЗ — контакты контактора соответственно левого, правого плеча устройства и дугогасительный; И1, И2 — контакты избирателя соответственно левого и правого плеча устройства; П — контакты предызбирателя; ЛС1, ЛС2 — сигнальные лампы; α — угол поворота вала до размыкания главного контакта контактора; β — угол поворота вала от размыкания главного контакта до размыкания дугогасителыюго контакта контактора; α — угол поворота вала от размыкания дугогасителыюго контакта контактора до размыкания контактов избирателя или предызбирателя; δ — угол поворота вала от размыкания контакта предызбирателя до размыкания контакта избирателя; θ — угол поворота вала между размыканием и замыканием контактов устройства при переключении в прямую и обратную сторону
Рисунок 3 - Круговая диаграмма устройства РНТ-20
Как правило, круговую диаграмму снимают одновременно на всех трех фазах устройства, т. е. в схеме имеются три лампы ЛС2. Для сборки схемы измерения открывают люки на крышке бака контактора, чтобы иметь доступ к дугогасительным контактам контактора. Схема собирается на переменном напряжении 220 или 380 В.
Для отсчета углов на корпусе привода устанавливают круговую шкалу, разделенную на 360°, а на выходном валу — указательную стрелку. Ось вала должна проходить строго в центре круговой шкалы, перпендикулярно ее плоскости.
Круговую диаграмму снимают следующим образом:
1. После сборки схемы устанавливают устройство на исходную ступень. Переключая устройство вручную, убеждаются в правильности работы сигнальных ламп. При закрытых контактах контактора и избирателя лампа ЛС2 не горит. В процессе переключения последовательно открываются контакты К1, затем КВ. При открывании контактов КВ лампа ЛС2 загорается, затем при последующем открывании контакта избирателя И1 — гаснет. Далее контакт И1 переходит на следующую ступень — лампа загорается; контакт КВ закрывается — лампа гаснет. Такой же порядок работы лампы соблюдается при переключении контактов второго плеча устройства.
2. Снова устанавливают устройство на выбранную исходную ступень. При этом направление вращения привода до установки устройств на выбранную ступень должно обязательно совпадать с направлением его движения при снятии диаграммы. Это необходимо для того, чтобы все люфты переключающего устройства были выбраны в направлении вращения и не вносили ошибки при измерении углов. После этого указательную стрелку 'устанавливают на нулевое деление шкалы и в дальнейшем положение шкалы не изменяют. В исходном положении (это положение является рабочим) все контакты замкнуты и лампа не горит. Исходное или рабочее положение определяется по указателю привода устройства.
3. Медленно вращают рукоятку привода в сторону следующего положения. По загоранию и затуханию лампы определяют последовательное переключение контактов работающего плеча устройства в зависимости от угла поворота выходного вала привода.
4. Таким же образом снимают круговую диаграмму при переключении устройства в обратном направлении.
Если необходимо проверить работу контактов предызбирателя, дополнительно снимают круговую диаграмму между ступенями, где они переключаются. Размыкание и замыкание контактов предызбирателя П отмечаются так же, как у контактов избирателя И1 и И2.
В практике иногда возникает необходимость проверки работы главных контактов контактора отдельно от дугогасительных. Для этого между дугогасительным и одним из главных контактов (например, K1) закладывают изоляционные прокладки, а сигнальную лампу ЛС1 подсоединяют к главному контакту второго плеча К2.
Для доступа к главным контактам открывают люк на крышке бака трансформатора, поэтому эти работы необходимо проводить до полной сборки трансформатора, когда масло в баке не доходит до уровня крышки.
В дальнейшем круговую диаграмму снимают, как описано выше. При открывании главного контакта К2 лампа ЛС1 загорается, далее при последующем открывании контакта И2 — гаснет и загорается при замыкании контакта И2 на следующую ступень. Далее переставляют изолирующую прокладку из контактов К1 в контакты К2, а сигнальную лампу ЛС1 подсоединяют к контактам К1 и, продолжая вращение в ту же сторону, определяют последовательность работы контактов второго плеча устройства до достижения рабочего положения на следующей ступени. По полученным значениям строят круговую диаграмму и сравнивают ее с типовой.
Снятая диаграмма может отличаться от типовой, но во всех случаях угол у должен быть не менее 20°, а угол α + β не должен отличаться больше чем на 10° от указанного на типовой диаграмме. Угол θ, определяющий люфт в механизме устройства, должен быть не более 3°.
В случае несоответствия углов работы контактов устройства РПН нормированным значениям производят регулирование сочленения углов устройства нониусными муфтами.
Необходимого значения угла α + β добиваются регулированием нониусной муфты вертикального вала, а угла γ — регулированием нониусной муфты горизонтального вала. Для уменьшения угла θ требуется устранение люфтов в муфтах, шарнирных соединениях рычагов и тяг, кулачковых механизмах, мальтийских и зубчатых передачах, шпоночных и штифтовых соединениях.
Углы β и δ при монтаже не регулируются. Однако следует учитывать, что малое значение угла β в процессе работы может привести к появлению дуги на главных контактах контактора и вследствие этого к их повреждению. Для того чтобы обеспечить отсутствие дуги на контактах предызбирателя, угол δ должен быть минимальным. Зоны разомкнутого состояния контактов избирателя и предызбирателя должны располагаться симметрично.
