Устройство переключения ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой (РПН) предназначено для изменения соединения ответвлений обмоток в условиях, когда трансформатор нагружен или возбужден. Устройство РПН состоит из следующих основных частей: избиратель ответвлений, контактор, токоограничивающее сопротивление, приводной механизм (привод устройства).
В зависимости от применяемых токоограничивающих сопротивлений устройства РПН имеют два основных конструктивных исполнения: с токоограничивающим реактором; с активным токоограничивающим сопротивлением. Назначение основных частей устройства РПН следующее.
Избиратель ответвлений служит для выбора нужного ответвления обмотки трансформатора и предназначен для длительного пропускания тока. Контактор служит для отключения тока в цепях переключающего устройства при выборе избирателем нужного ответвления обмотки. Токоограничивающее сопротивление включается между работающим и вводимым в работу ответвлениями с целью ограничения тока в переключаемой части обмотки. Одновременно токоограничивающее сопротивление обеспечивает перевод нагрузки с одного ответвления на другое без перерыва тока нагрузки трансформатора или существенного его изменения. Приводной механизм служит для приведения в действие всего устройства переключения.
На рисунке 1 показана одна из схем размещения отдельных частей устройства РПН с токоограничивающий реактором (сам реактор на схеме не показан). Обычно избиратель и реактор устанавливают в баке с активной частью трансформатора, а контактор — в отдельном баке с маслом, не сообщающимся с остальным маслом трансформатора. Эта мера предосторожности принимается для предотвращения загрязнения и разложения масла, в которое погружена активная часть.
1 — избиратель, 2 — горизонтальный вал, 3 — бак трансформатора, 4 — привод, 5 — соединительная муфта, 6 — вертикальный вал, 7 — бак контактора
Рисунок 1 - Схема размещения отдельных частей переключающего устройства РПН с токоограничивающим реактором
На рисунке 2 показан общий вид переключающего устройства «погружного» типа с активным токоограничивающим сопротивлением РС-3. Эта конструкция в последнее время получила широкое распространение в отечественном и зарубежном трансформаторостроении. Обычно переключающее устройство погружного типа занимает сравнительно небольшое место в баке трансформатора, так как основные его узлы — трехфазный избиратель 7 и контактор 4 — соединены в единую вертикально расположенную конструкцию.
1 — несущий фланец, 2 — командный вал, 3 - корпус контактора, 4 — контактор, 5 – активное сопротивление, 6 - верхний фланец, 7 — избиратель, 8 — предизбиратель, 9 — неподвижный контакт, 10 — подвижный контакт, 11 — контактный диск, 12 — изоляционный вал, 13 — центральная труба, 14 — поворотный вал, 15 - нижний фланец, 16 — изоляционный цилиндр, 17 — шпилька, 18 — горизонтальный вал, 19 — крышка, 20 — окно, 21 — патрубок
Рисунок 2 - Общий вид переключающего устройства с активным токоограничивающим сопротивлением РС-3
Основными элементами переключающего устройства являются верхний несущий фланец 1, закрепляемый на крышке бака; командный вал 2, связанный с системой шестеренчатых и мальтийских передач, передающих движение на валы избирателя и контактора; корпус 3 контактора 4, представляющий собой герметически закрытый изоляционный цилиндр, в который встроены механизм переключения, контактор и активные сопротивления 5; верхний фланец 6, в котором размещен блок зубчатых и мальтийских передач избирателя 7.
Избиратель представляет собой цилиндрическую клетку, состоящую из гетинаксовых реек, на которых закреплены медные контакты 9. На каждый ряд неподвижных контактов приходится один подвижной контакт 10. Подвижные контакты приводятся в движение от двух изоляционных валов 12 и перемещаются вокруг центральной трубы 13; ток с них отводится на контактные диски 11, а с них — на контактор. Концы изоляционных планок закреплены между нижним 15 и верхним 6 фланцами.
На изоляционном цилиндре 16 размещены шпильки 17, к которым присоединяют отводы от нейтрали обмоток трансформатора. Несущий фланец 1 выполнен разъемным (с крышкой 19). Горизонтальный вал 18, выступающий из фланца, позволяет присоединить к нему вал привода с той или другой стороны фланца. В крышке фланца имеется окно 20 для цифрового указателя положений; в стенке фланца — три патрубка 21.
