Регулирование напряжения на выходе трансформатора

Регулирование напряжения на выходе трансформатора

Анцапфа трансформатора – это переключатель ПБВ, располагающийся на стороне высшего напряжения. Предназначается для корректировки коэффициента трансформации. В простом понимании процесс предполагает изменение числа витков в обмотке, что по физическим законам корректирует величину напряжения.

Подобный элемент позволяет изменять уровень напряжения на +/- 10%. Уровень зависит от мощности силового оборудования, его технических особенностей. Регулировка анцапфы трансформатора 10/0,4 кв осуществляется только при выведенном в ремонт оборудовании (переключение без возбуждения).

Выполнять корректировку в любое удобное время не представляется возможным, так как осуществление операции требует обесточивания абонентов. Именно поэтому на мощных трансформаторах силовых подстанций от 110 кВ и выше используется другое устройство, именуемое РПН.

Регулировка напряжения под нагрузкой считается усовершенствованной анцапфой, которая позволяет изменять количество витков без отключения. Для комфорта соблюдения режимов диспетчерским персоналом, РПН дополняется телемеханикой.

Регулирование напряжения на трансформаторах с помощью РПН и ПБВ

Для поддержания требуемых уровней напряжения у потребителей в электрических сетях предусматриваются следующие способы регулирования напряжения: – переключение без возбуждения (ПБВ); – регулирование под нагрузкой(РПН); последовательными регулировочными (вольтодобавочными) трансформаторами:

Устройство ПБВ позволяет регулировать напряжение в пределах ±5 %. На трансформаторах малой мощности – три ответвления +5; 0; –5 %. У трансформаторов средней и большой мощности 5 ответвлений (2 2,5 %). Переключение без возбуждения применяется для сезонного регулирования. Устройство РПН позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи (под нагрузкой). Диапазон регулирования зависит от мощности и напряжения трансформатора и находится в пределах от ±10 до ±15 % ступенями приблизительно 1,5 %.Регулирование обычно выполняется на стороне высокого напряжения, так как при этом коммутируются меньшие токи. Различают следующие основные типы РПН: – с токоограничивающими реакторами; – с токоограничивающими резисторами; – с тиристорными коммутаторами; -с вакуумными коммутаторами.По типу контактора: c масляным; с вакуумным; cтиристорным.Регулирование под нагрузкойДанный тип переключений применяется для оперативных переключений, связанных с постоянным изменением нагрузки (например, днём и ночью нагрузка на сеть будет разная). В зависимости от того, на какое напряжение и какой мощности трансформатор, РПН может менять значение коэффициента трансформации в пределах от ±10 до ±16 % (примерно по 1,5 % на ответвление). Регулирование осуществляется на стороне высокого напряжения, так как величина силы тока там меньше, и соответственно, устройство РПН выполнить проще и дешевле.Регулирование может производиться как автоматически, так и вручную из ОПУ или диспетчерского пульта управления. Переключение без возбуждения Данный тип переключения используется во время сезонных переключений, так как предполагает отключение трансформатора от сети, что невозможно делать регулярно, не лишая потребителей электроэнергии. ПБВ позволяет изменить коэффициент трансформатора в пределах от −5 % до +5 %. На маломощных трансформаторах выполняется с помощью двух ответвлений, натрансформаторов средней и большой мощности с помощью четырех ответвлений по 2,5 % на каждое.

Регулирование напряжения трансформаторов с помощью последовательных регулировочных трансформаторов.

Регулировочными трансформаторами обычно называются трансформаторы, позволяющие регулировать вторичное напряжение под нагрузкой. Для этого используется переключатель, при котором осуществляется изменение числа витков обмотки без разрыва цепи .Регулирование последовательными регулировочными трансформаторами применяется в тех случаях, если нет устройства РПН или при необходимости независимого регулирования напряжения двух обмоток. Стоимость устройства регулирования с помощью линейных трансформаторов значительно выше чем РПН, поэтому они применяются значительно реже.S1 осуществляется реверс подаваемого напряжения на нн сторону подключается АТ. Обмотка 2 регулирует количество витков.

Устройство анцапфы

Анцапфа трансформатора – это простое устройство в виде виткового соединения, которое сопряжено с переключателем и обмоткой по высокой стороне. Корректировка выполняется в два направления: на повышение (убавление) и на понижение (добавление). Все это характеризуется физическим законом Ом, которое предполагает пропорциональное соотношение сопротивления к уровню напряжения.

Чтобы понять, в каком положении анцапфа трансформатора, необходимо посмотреть на условные обозначения шильды. Каждый шаг предполагает изменение на 2,5% в сторону уменьшения или увеличения. Для поддержания стабильности сопротивления контактов используется пружинное приспособление.

Заметим, что с течением времени сопротивление изоляции может снижаться, поэтому перевод устройства необходимо выполнять не менее 2 раз в год. Раз в год следует осуществлять физические измерения обмоток с использованием мегомметра или других приспособлений службы изоляции.

Устройство РПН: принцип работы

Как отмечалось выше, регулировка анцапфы трансформатора может выполнять через РПН. Особый тип переключений предполагает постоянную корректировку напряжения в зависимости от времени суток и нагрузки. Регулирование осуществляется в пределах от +/- 10 до 16%. В некоторых случаях устанавливается полностью автоматических механизм, который поддерживает нужный режим работ самостоятельно. Прочие варианты зависят от оперативного управления из диспетчерского пункта или ОПУ.

Что касается принципа работы, то он выполнен следующим образом:

1. Имеется анцапфа, которая путем выкручивания пружины меняет число обмоток. При обычных условиях 33 оборота предполагает изменение количества витков на 1 единицу. Мера регулирования во многом определяется отстройкой шага.
2. Для автоматизации процесса подключается механический мотор, который отстроен для выполнения ровно одной операции. Из ОПУ подается сигнал на электродвигатель, после чего происходит регулирование.
3. Для более быстрого реагирования необходимо задействовать телемеханику, которая обеспечивает процесс из диспетчерского пункта.

Как проводится регулировка

Порядок проведения регулировки предусматривает следующие операции:

• в начальном положении витки замкнуты, согласно нахождению замыкающих элементов избирателя;
• агрегат отключается от напряжения;
• поворотом рукоятки или включением механизированного привода перемещается замыкающий элемент избирателя с изменением рабочего количества витков на обмотке;
• агрегат включается в сеть.

Также читайте: КПД — коэффициент полезного действия трансформатора
Переключение производится на необходимое значение, согласно требуемым характеристикам потребляющего оборудования.

Виды РПН

Существует несколько видов регулировки под напряжением, среди которых выделяется:

1. РПН с токоограничительными реакторами. Это анцапфа трансформатора старого образца, которая предполагает наличие двух контакторов и реактора. При проведении операции два контакта замыкаются накоротко до перехода на другое положение. Для ограничения негативного воздействия используется реактор.
2. РПН с ограничительными резисторами. Применяется на новых трансформаторных подстанциях. В методе задействован триггерный контактор, что предполагает изменение количества витков через пружину. Это сокращает время трансформирования уровня напряжения и негативный эффект для оборудования.

РПН и телемеханика: автоматизация корректировки напряжения

Переключение анцапфы трансформатора крайне важная процедура, особенно для подстанций от 110 кВ и выше. Как отмечалось ранее, процесс предполагает задействование РПН, переключение которого можно вывести на пульт диспетчера. Для этого используется телемеханика, которая по оптоволоконному кабелю способная отправить сигнал на повышение или понижение уровня напряжения.

Общая схема предполагает следующие элементы в цепочке:

1. Наличие серверной, которая отправляет и получает сигнал на подстанцию, а также компьютера в диспетчерской. Передача информации предполагает применение проводника, где чаще всего используется оптоволокно. Здесь также распространены случаи витой пары, но скорость передачи информации значительно уступает.
2. На подстанции в шкафу телемеханики происходит подключение кабеля в блок, который взаимодействует с РПН. На выходе появляется два вида команд повышение/понижение. После проведения операции отдается ответ на сервер, что проявляется в исполнении или неисполнении задачи.
3. Чтобы определить уровень напряжения, на компьютер выводятся телеизмерения. При регулировке последние должны изменяться вверх или вниз в зависимости от посланного сигнала.

Автоматика и телемеханика обеспечивают существенный комфорт в ведении режимных указаний. Выстраивание системы во многом зависит от используемых технологий и технических средств. Следует отметить, что выстраивание автоматизированной системы работы – следующий шаг комфортного регулирования режима согласно графику.

Классификация

Различают несколько типов РПН, отличающихся следующими характеристиками:

• разновидностью токоограничивающего элемента – с реакторами или резисторами;
• наличием или отсутствием контактора;
• количеством фаз – однофазные и трёхфазные;
• типом токовой коммутации.

Расшифровка маркировки для РПН типа UBB…
В зависимости от способа коммутации тока, существуют следующие разновидности устройств:

• дуга разрывается в объёме, заполненном трансформаторным маслом – устройство предполагает использование дугогасительных контактов, не требующих применения специальных элементов для гашения дуги;
• дуга разрывается в разреженном пространстве – предполагают использование вакуумных дугогасительных камер, производимых промышленным способом;
• отключение производится посредством тиристоров, бездуговым способом;
• комбинированные способы – с сочетанием различных типов коммутации.

Также читайте: Блуждающие токи

Чтобы обеспечить безопасность и функциональность РПН, они снабжаются автоматическими контролирующими элементами и регуляторами напряжения.

Кроме указанных устройств, для изменения характеристик напряжения в мощных агрегатах могут применяться специальные вольтодобавочные трансформаторы. Данное оборудование подключается последовательно и используется вместе с основным агрегатом в качестве вспомогательного. Но указанный способ не получил широкого применения в связи с дороговизной и высокой сложностью схемы.

А. М. Дымков расчет и конструирование трансформаторов допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебник

Необходимость регулирования напряжения трансформатора, или изменения коэффициента трансформации, может возникнуть во многих случаях применения трансформатора в зависимости от условий его работы. В большинстве случаев (для силовых трансформаторов) это вытекает из требования обеспечить постоянство напряжения у абонентов — потребителей электроэнергии, находящихся на различных расстояниях от электростанций или распределительных подстанций. Напряжение сети у таких абонентов может сильно отличаться между собой. Кроме того, напряжение у абонентов может меняться от изменения величины нагрузки сети. По указанным причинам величина напряжения сети может выходить за пределы допустимых колебаний напряжения (—2,5% +5% для освещения и —5% +10% для электродвигателей), предусмотренных ГОСТ 13109—67 «Нормы качества электрической энергии у ее приемников».

Из известных методов регулирования напряжения при больших мощностях исключительное применение вследствие своей надежности и сравнительной простоты конструкции получил метод изменения числа действующих витков одной из обмоток трансформатора. Изменение числа витков осуществляется при помощи вывода регулировочных ответвлений от обмотки, благодаря чему регулирование получается ступенчатым. При наибольшем напряжении включены все витки обмотки. При понижении напряжения часть витков отключается.

Согласно стандартам на силовые трансформаторы ГОСТ 11920—66 и ГОСТ 12022—66 пределы и ступени регулирования обмотки ВН установлены следующие:

Для схем с переключением без возбуждения (ПБВ) для всех трансформаторов мощностью от 25 до 40 000 ква пределы регулирования установлены ±2X2,5%.

Для трансформаторов мощностью до 630 ква в некоторых случаях допускаются пределы регулирования ±5%.

Для схем с регулированием под нагрузкой (РПН) пределы регулирования установлены согласно табл. 9.1.

Мощность трансформатора, ква

Напряжение ВН, кв

Пределы и ступени регулирования

§ 9.2. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ БЕЗ ВОЗБУЖДЕНИЯ. ПРЯМАЯ И ОБОРОТНАЯ СХЕМЫ ОБМОТОК

Как было сказано в гл. VII, отключаемые витки должны находиться в середине высоты обмотки. Поэтому могут быть применены две основные схемы ПБВ. В этих схемах переключение с одного регулировочного ответвления на другое осуществляется при помощи переключателей.

Рис. 9.1. Схема регулирования напряжения ПБВ прямые:

а— четыре ответвления на фазу (регулировка + 5%); 6 — шесть ответвлений на фазу (регулировка ±2X2,5%)

Первая схема (рис. 9.1, а, б) называется прямой (с разрывом в середине обмотки). В этой схеме на каждую фазу ставится один однофазный переключатель барабанного типа, показанный на рис. 14.21. Каждый из трех переключателей (у трехфазного трансформатора) имеет отдельный привод, выведенный на крышку бака трансформатора. Порядок соединения ответвлений по ступеням напряжения (для фазы С на рис. 9.1, б) указан в табл. 9.2.

Соединение ответвлений фазы С

Аналогичным образом соединяются ответвления у остальных фаз A и B.

Рис. 9.2. Схема регулирования напряжения ПБВ оборотная с регулировочными ответвлениями близ нулевой точки (регулировка + 5%)

Вторая схема (рис. 9.2) называется оборотной. В этой схеме применяется один трехфазный переключатель с девятью контактами, показанными на рис. 14.24. Переключатель включен в нулевую точку схемы звезда, в которую соединены обмотки, поэтому такой переключатель называют нулевым. Порядок соединения ответвлений по ступеням напряжений указан в табл. 9.3.

Переключатели устанавливаются под крышкой бака или на активной части трансформатора и соединяются с указателями на крышке посредством привода. Требуемая ступень напряжения устанавливается в соответствии с положением указателя на верхнем диске поворотом рукоятки или головки привода переключателя.

При установке переключателя совершенно необходимо обеспечить точное совпадение его положения на всех ступенях напряжения с положением указателя на крышке. При неточном совпадении возможен плохой контакт в переключателе, что вызовет перегрев и подгорание контактов и выход трансформатора из строя.

Токоведущие детали переключателя, поскольку они непосредственно соединены с обмоткой, должны быть изолированы на соответствующее напряжение.

Соединение ответвлений фазы С

О конструкции переключателей подробнее сказано в гл. XIV.

На время переключения трансформатор со схемой регулирования ПБВ должен быть полностью отключен от сети. Это необходимо потому, что если бы начать регулировать напряжение, не снимая нагрузки, то либо возникала бы дуга в месте разрыва цепи в переключателе, либо происходило бы короткое замыкание части витков обмотки. Оба эти состояния являлись бы причиной аварии трансформатора.

Таким образом, при применении схем ПБВ приходится время от времени прерывать подачу электроэнергии, что является большим недостатком этих схем.

§ 9.3. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ. ПРИМЕНЯЕМЫЕ СХЕМЫ

В связи с развитием крупных энергетических систем и для удобства управления ими непрерывно повышается потребность в регулировании напряжения трансформаторов без перерыва нагрузки, т. е. со схемами РПН (регулирования под нагрузкой).

Такие схемы известны уже давно. Отечественная электропромышленность начала выпускать трансформаторы с РПН с 1935 г. Но только в последние годы они получили большое распространение и в дальнейшем почти все мощные трансформаторы на 110 Кб и выше будут выполняться с регулированием напряжения под нагрузкой.

Рис. 9.3. Схемы регулирования напряжения РПН:

а — встроенная; б — с реверсированием; 1— первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — регулировочная обмотка с ответвлениями; 4 — переключающее устройство; 5 —реверсор

Как видно из табл. 9.1, силовые трансформаторы с РПН имеют более широкие пределы регулирования, чем трансформаторы с ПБВ. В связи с этим конструктивные схемы регулируемых обмоток получаются более сложными.

Наиболее распространенной является схема со встроенным регулированием. Эта схема (рис. 9.3, а) в урощенном виде включает в себя силовой трансформатор с регулировочной переключаются под нагрузкой обмоткой, ответвления которой переключаются под нагрузкой при помощи специальной аппаратуры, именуемой устройством РПН, или переключающим устройством. С целью снижения (в 2 раза) расхода материалов на изготовление регулировочной обмотки иногда применяют схемы с ее реверсированием, т. е. переключением ее направления при помощи специального — переключателя (реверсора). Пример такой схемы изображен на рис. 9.3, б. Однако такие схемы несколько усложняют и удорожают переключающие устройства.

Трансформаторы с РПН вообще имеют значительно большие габаритные размеры, вес и, следовательно, стоимость по сравнению с силовыми трансформаторами с ПБВ той же мощности и на тот же класс напряжения. Увеличение стоимости особенно значительно для трансформаторов меньшей мощности. Так, например, стоимость трансформатора с РПН на 1000 ква и 35 кв примерно в 2,5 раза превышает стоимость такого же трансформатора с ПБВ. При увеличении мощности трансформаторов коэффициент удорожания снижается, так как уменьшается удельная стоимость переключающего устройства по отношению к стоимости активных материалов.

Увеличение стоимости трансформатора с РПН происходит, кроме того, за счет более широкого диапазона регулирования, требующего большей типовой мощности.

Стоимость трансформатора с широкими пределами регулирования напряжения зависит также от того, меняется ли при работе трансформатора напряжение со стороны регулируемой или нерегулируемой обмотки, иными словами, работает ли трансформатор при неизменном значении индукции (когда регулируется обмотка в соответствии с поданным на нее напряжением) или при переменной индукции, когда напряжение меняется на другой, регулируемой обмотке. В последнем случае расход материалов на трансформатор будет больше, так как он должен рассчитываться на наименьшую величину индукции.

Увеличение расхода активных материалов при широких пределах регулирования напряжения и при неизменном значении индукции может быть приблизительно определено следующими величинами: 0,5 п% для обмоточной меди и 0,25 п% для электротехнической стали, где п — предел регулирования в %.

Если регулирование напряжения производится на стороне нерегулируемой обмотки, т. е. с изменением индукции, то дополнительный расход активных материалов по сравнению с предыдущим случаем увеличивается примерно в 3 раза: 1,5 п% для меди и 0,75 п% для стали. В соответствии с этим увеличится и типовая мощность трансформатора.

В большинстве случаев переключающие устройства включаются в нейтральную точку регулируемой обмотки, благодаря чему устройства имеют наименьший уровень изоляции по напряжению.

Кроме трансформаторов со встроенным регулированием напряжения применяются также регулировочные автотрансформаторы и так называемые вольтодобавочные агрегаты. Последние обычно состоят из двух трансформаторов — регулировочного и последовательного. Рассмотрение схем таких трансформаторов выходит за пределы данной книги и интересующихся ими мы отсылаем к [Л.7].

§ 9.4. УСТРОЙСТВО И СХЕМА РАБОТЫ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

В настоящее время существует много разработанных схем переключающих устройств. Рассмотрим только две основные, наиболее распространенные схемы с токоограничивающими реакторами или активными сопротивлениями (резисторами).

На рис. 9.4 приведена наиболее распространенная симметричная схема переключающего устройства с реактором и показана последовательность работы его отдельных частей с указанием их промежуточных положений. На этом рисунке буквами П 1 и П 2 обозначены переключатели, К 1 и К 2 — контакторы, Р — реактор. Эта схема, основанная на принципе сдвоенного переключателя, обеспечивает основное требование, предъявляемое к аппаратуре РПН, т. е. отсутствие разрыва тока в главной цепи во время переключения. Назначение применяемых в реакторной схеме контакторов следующее. Переход с одной ступени напряжения на другое в каждом переключателе неизбежно должен сопровождаться разрывом тока в данной ветви и связанным с этим возникновением дуги. Так как у крупных силовых трансформаторов разрывная мощность, приходящаяся на контакт переключателя, достигает 1000 ква и более, то это вызвало бы сильное обгорание контактов. В связи с этим необходимо разделять функции разрыва цепи и переключения, хотя это приводит к удорожанию аппаратуры в

Рис 9. 4. Схема переключающего устройства с симметрично включенным реактором. Последовательные положения аппаратуры при переключении

целом. Разрыв дуги поэтому осуществляется специальными, вынесенными в отдельный масляный бак контакторами. Переключение, т. е. переход с одной ступени на другую, производится, таким образом, уже обесточенным переключателем, контакты которого в этих условиях не подвергаются обгоранию. Помещение же контакторов в отдельный бак позволяет осматривать или заменять их, не вскрывая основного бака трансформатора, и при необходимости заменять масло в случае его порчи от воздействия дуги.

При относительно небольших мощностях (до 6300 ква ) иногда обходятся без контакторов, но тогда конструкция переключателей должна допускать переключение под током, и они помещаются в от-дель’юм масляном баке.

Переключение в реакторной схеме производится путем поочередного перевода подвижных контактов обоих переключателей П1, и П2, с одного ответвления обмотки на другое.

В начальном положении оба контактора К1 и К2 замкнуты и оба переключателя П1 и П2 установлены на одно и то же ответвление обмотки. Рабочий ток, разветвляясь, протекает по обоим переключателям, через оба контактора, обе половины обмотки реактора и выходит через среднюю точку последнего (рис. 9.4, а).

Переключение с одного ответвления (например, рис. 9.4, а) на другое (рис. 9.4, ж) происходит в следующем порядке. Сначала размыкается контактор К1 (рис. 9.4, б) и обесточенный переключатель П1 переводится в нижнее ответвление (рис. 9.4, в). Рабочий ток при этом течет по верхней половине цепи через переключатель П2 и контактор К2-После этого замыкается контактор К1 и получается положение моста, при котором регулировочная часть обмотки (между двумя ответвлениями) замкнута на реактор (рис. 9.4, г). Рабочий ток разветвляется по обеим параллельным цепям. Кроме того, в образовавшемся замкнутом контуре возникает циркулирующий ток, величина которого

где Uрег—напряжение регулировочной ступени обмотки;

X — индуктивное сопротивление реактора.

После положения моста размыкается контактор К2, затем обесточенный переключатель П2 переводится на нижнее ответвление и процесс переключения заканчивается замыканием контактора К2 (рис. 9.4, д, е, ж).

Последовательность работы переключающей аппаратуры приведена в табл. 9.4.

Регулирование напряжения силовых трансформаторов (ПБВ, РПН).

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определенный уровень напряжения на шинах подстанции. Поэтому в электрических сетях предусматриваются различные способы регулирования напряжения, основным из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов.

Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно получить различный коэффициент трансформации.

В силовых трансформаторах обычно напряжение регулируют на стороне ВН. Это позволяет упростить конструкцию переключателя ответвлений, так как токи в обмотке ВН меньше, чем в обмотке НН. Кроме того, число витков обмотки ВН больше, чем НН, вследствие чего изменение числа витков на 1,25 – 2,5 % можно осуществлять с большой точностью.

Переключение ответвлений обмоток W₁ производится при отключении трансформатора от первичной и вторичной сетей (переключение без возбуждения ПБВ), или под нагрузкой (регулирование под нагрузкой РПН).

Переключение ответвлений без возбуждения (ПБВ). Регулирование напряжения этим способом применяют в масляных и сухих силовых трансформаторах общепромышленного применения и в трансформаторах, предназначенных для вентильных преобразователей. Напряжение регулируют на стороне ВН на ± 5% от U_ном ступенями по 2,5%, т.е. трансформатор имеет пять ступеней регулирования напряжения. В масляных трансформаторах переключение ответвлений осуществляют контактным переключателем, встроенным в трансформатор, рукоятка которого выведена из бака. В сухих трансформаторах ответвления выводят на контактную панель и переключение производят путем перестановки контактной пластины на различные выводные шпильки.

На рис.7.13 показан один из вариантов конструкции устройства ПБВ. Устройство ПБВ состоит из следующих сборочных единиц: переключателя ответвлений (рис. 7.13), привода П-5 (рис. 7.14) и бакелитовой трубки, соединяющей переключатель ответвлений с приводом. Длина этой трубки определяется применительно к каждому типу трансформатора.

Переключатель ответвлений состоит из неподвижной гетинаксовой планки (рис. 7.13), на которой крепятся восемнадцать неподвижных контактов 8, по шесть контактов на фазу.

Для крепления переключателя ответвлений к трансформатору имеются два держателя 1, закрепленные на неподвижной планке. На подвижной гетинаксовой рейке закреплены три контактные системы, по одной на фазу. Каждая контактная система состоит из контактодержателя 3, с закрепленными на нем четырьмя ламелями 4, между которыми в рабочем положении должны находиться два неподвижных контакта. Сила контактного нажатия ламелей на неподвижные контакты регулируется пружинами 9.

На подвижной гетинаксовой рейке закреплена зубчатая рейка 5. С этой рейкой входит в зацепление барабан 6, соединенный через бакелитовую трубку с валом привода. Вращение от вала привода через бакелитовую трубку и барабан передается подвижной рейке, которая перемещаясь линейно между двумя держателями, с помощью контактной системы осуществляет нужное соединение регулировочных отводов обмоток трансформатора.

Переключатель ответвлений переключается приводом П-5 (см. рис. 7.14).

Для переключения устройства ПБВ с одного положения на другое оттянуть кольцо 4, повернуть колпак 6 стрелкой на одно из положений I, II, Ш, IV, V, нанесенных на указательном диске 2, и отпустить кольцо. При этом фиксатор 5 должен попасть в предназначенное для него отверстие на диске.

Положение переключателя ответвлений и соответствующие им напряжения ответвлений обмоток НН указаны на щитке трансформатора. Если стрелка колпака 6 не совпадает с цифрами I или V, соответствующими крайним положениям переключателя ответвлений, расслабить специальную гайку 11 и, слегка приподняв вверх указательный диск, развернуть его на требуемый угол. Затем завернуть гайку, поставить колпак стрелкой на I или V положение и завернуть. Эту регулировку производить только в крайних положениях.

Для вала 1 привода применяется сальниковое уплотнение 10. В случае течи масла через сальниковое уплотнение, подтянуть гайку 8 сальника

Переключение ответвлений под нагрузкой (РПН).Устройство ПБВ не позволяет регулировать напряжение в течение суток, т.к. это потребовало бы частого отключения трансформатора для производства переключений, что по условиям эксплуатации практически недопустимо.

Регулирование под нагрузкой (РПН) позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи. Устройство РПН предусматривает регулирование напряжения в различных пределах в зависимости от мощности и напряжения трансформатора (от ± 10 до ± 16% ступенями по 1.5%). Переход с одного ответвления регулировочной обмотки на другое осуществляется так, чтобы не разрывать ток нагрузки и не замыкать накоротко витки этой обмотки. Это достигается в специальных переключающих устройствах с реакторами или чаще с резисторами. Контакторы таких устройств размещаются в герметизированном баке с маслом или в настоящее время снабжаются вакуумными дугогасительными камерами. Дальнейшим совершенствованием РПН является применение тиристорных переключателей. Тиристоры срабатывают в моменты переходов тока нагрузки через нуль и последовательно включают необходимую комбинацию обмоток.

ЧИТАТЬ КНИГУ ОНЛАЙН: Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств

Состояние отечественной электроэнергетики в последние 15 лет характеризуется стремительным ростом количества и мощности потребителей электроэнергии, который значительно опережает замедленное развитие генерирующего оборудования и электрических сетей.

В условиях нехватки генерирующих мощностей, наличия изношенного оборудования электростанций и подстанций, плачевного состояния магистральных и распределительных электросетей электросетевые компании фактически ведут борьбу за выживание. В ряде случаев объекты электросетевого хозяйства просто становятся бесхозными (например, в зоне ответственности ОАО «МРСК Северо-Запада» в 2009 г. выявлено 1656 таких объектов — воздушных и кабельных линий электропередачи 0,4 и 10 кВ, а также комплектных трансформаторных подстанций). Необходимого запаса в 10–15 % мощностей для устойчивой работы энергосистем уже нет, а существующий минимальный резерв может быть исчерпан в ближайшие годы («Энергетика и промышленность России». 2006. № 6, 2009. № 19).

В период экстенсивного развития электрических сетей, начатого в 60-е годы прошлого века, главное внимание уделялось упрощенным решениям, таким как ввод однотрансформаторных подстанций, организация их одностороннего питания, сооружение ВЛ на механически непрочных деревянных опорах, применение упрощенных и ненадежных механических устройств релейной защиты и автоматики и т. д. В результате в 80-е годы была достигнута высокая плотность электрических сетей с упрощенными, недостаточно надежными элементами и экономически все менее эффективными и морально устаревшими основными фондами.

С другой стороны, если ранее (до создания РАО «ЕЭС России») при проектировании электрических сетей и решении вопросов надежности и экономичности их работы за основу брались технические данные об установленной (трансформаторной) мощности и единовременных нагрузках источников и приемников электроэнергии, длине линии электропередачи, объемах и потерях вырабатываемой и потребляемой электроэнергии, износе оборудования и т. п., то в период деятельности холдинга основными факторами стали размеры инвестиционных вливаний в энергетику, биржевые котировки акций энергопредприятий и другие чисто коммерческие показатели.

В настоящее время стало очевидным, что такой подход к решению проблем в электроэнергетической отрасли не только себя не оправдал, но, помимо все большего износа энергетического оборудования, привел к широкомасштабным авариям, массовым хищениям электроэнергии, введению несуразно большой платы за технологическое присоединение к электрическим сетям и к ряду других негативных явлений.

Чем больше потребителей электрической энергии подключаются к сетям энергоснабжающих организаций, тем больше увеличивается дефицит мощности генерирующего оборудования. В условиях такого дефицита мощности присоединение потребителей к электросетям возможно только при строительстве новых или модернизации существующих генерирующих источников. Для этого нужны огромные средства. Поэтому с целью ликвидации дефицита мощности для потребителей электрической энергии была введена непомерно высокая плата за подключение к электросетям. Это, в свою очередь, вызвало масштабный рост хищений электроэнергии и, соответственно, привело к очередному витку увеличения дефицита мощности из-за неучтенных нагрузок.

Высокий физический и моральный износ электрооборудования, отсутствие новых научно- исследовательских и конструкторских разработок в области оборудования электростанций, подстанций и электрических сетей, в том числе средств релейной защиты, автоматики и микропроцессорной техники вызывают справедливые нарекания со стороны обслуживающего оперативного и оперативно-ремонтного персонала энергетических предприятий.

В этих условиях особую роль приобретают вопросы улучшения организации и повышения качества технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования, которым и посвящена настоящая книга.

Большой вклад в систематизацию вопросов эксплуатации оборудования электрических подстанций внесли ведущие отечественные специалисты в этой области А. А. Филатов, А. В. Белецкий и другие.

Книги А. А. Филатова [21–24] до сих пор являются настольным учебно-производственным пособием для оперативного и оперативно-ремонтного персонала подстанций и распределительных устройств высокого напряжения. Именно поэтому при формировании структуры и содержания данной книги использованы материалы указанных выше трудов А. А. Филатова. Вместе с тем, с учетом требований новых и переработанных нормативно-технических документов в области технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования, выпущенных в последние годы (в частности, правил технической эксплуатации, правил устройства электроустановок и др.), в книгу включен обширный дополнительный материал, составивший ряд новых глав и разделов.

Книга состоит из введения, тринадцати глав, перечня принятых сокращений и списка литературы.

В главе 1 приведены общие требования к организации работ по техническому обслуживанию электрических подстанций и распределительных устройств; рассмотрены структура и система организации электроэнергетической отрасли, структура оперативно-диспетчерского управления; дана классификация понятий и описана нормативно-техническая документация по эксплуатации электрических подстанций и распределительных устройств.

Глава 2 посвящена собственно вопросам эксплуатации оборудования подстанций, главным образом, силовых трансформаторов и автотрансформаторов.

В главах 3–8 рассмотрены особенности технического обслуживания синхронных компенсаторов, масляных и воздушных выключателей, разъединителей, отделителей и короткозамыкателей, измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, конденсаторов связи, разрядников, ограничителей перенапряжения, реакторов и кабелей, элементов распределительных устройств, цепей оперативного тока и устройств релейной защиты и автоматики.

В главе 9 описаны методы и порядок выполнения фазировки в электрических сетях.

В главе 10 изложены порядок и последовательность выполнения оперативных переключений на подстанциях.

Глава 11 посвящена вопросам предупреждения и устранения аварийных ситуаций в электрических сетях, порядку организации работ при ликвидации аварий, анализу причин возникновения аварийных ситуаций, а также действиям персонала при аварийном отключении оборудования подстанций и электрических сетей.

В главе 12 дан перечень необходимой оперативной документации.

В главе 13 изложены принципы организации работы с персоналом энергетических предприятий, регламентированные действующими правилами и нормами.

Книга адресована административно-техническому, оперативному и оперативно-ремонтному персоналу энергетических предприятий, связанному с организацией и выполнением работ по техническому обслуживанию, ремонту, наладке и испытанию оборудования электрических подстанций и распределительных устройств.

Глава 1. Общие требования к организации работ по техническому обслуживанию электрических подстанций и распределительных устройств

РПН повышающего/понижающего трансформатора

Всем добрый день!
Имеется вопрос, требующий совета экспертов.
Дано: связка 2 ПС (сначала повышающая 6/35 кВ, от нее ЛЭП 35 кВ, заходит на понижающую 35/6 кВ). Трансформаторы одинаковые — трехфазные двухобмоточные с РПН на стороне ВН типа ТМН Чирчикского Завода Трансформаторов. МП УЗиА ячеек — БЭ2502А ("ЭКРА"). Шкаф ДФЗТ — ШЭ2607 ("ЭКРА"). Авто-контроллер РПН типа НМК-35D ("Shanghai huaming power equipment co."). Контроллер РПН втыкаю в релейку ячеек ТН 35 кВ. Дополнительную информацию могу сообщить при необходимости.
Вопросы: 1) насколько вообще правильно то, что и для повышающего, и для понижающего тр-ра используется РПН на стороне ВН?
2) работал ли кто-нибудь с авто-контроллером НМК-35D?
3) какие сигналы блокировки РПН следует завести на контроллер? сейчас сигнал блокировки РПН собираюсь завести от термодатчика с бака тр-ра (блокировка по минимальной температуре) и сигнал "Пуск МТЗ" от БЭ2502А вводных ячеек (по этому поводу также 4 вопрос)
4) в теме http://rza.communityhost.ru/thread/?thr … =884606916 прочитал, что "РПН блокируется по току на стороне того напряжения где производится регулировка". но если регулировка у обоих тр-ров предусмотрена на ВН, но один на повышающей ПС, а другой на понижающей, не стоит ли завести на блокировку РПН сигналы "Пуск МТЗ" в одном случае от вводных ячеек 6 кВ, а в другом от вводных ячеек 35 кВ?

Описание НМК-10D, 35D последнее поступление.doc 255.5 Кб, 30 скачиваний с 2011-02-19

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

2 Ответ от grsl 2011-02-19 21:17:58

• grsl
• Администратор
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 6,122
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

Коллега.
У вас абсолютно нормальное решение, два одинаковых транса, оба с РПН на 35кВ стороне и это верно.
В одном случае видимо надо будет регулировать напряжение на 35кВ на повышающем трансе и 6кВ на понижающем.
так просто логичней. Ну и ток контролировать, на повышающем на 35кВ, а на понижающем на 6кВ сторонах соответсвено.

А вот пуск МТЗ дело другое, надо подумать, в принципе нет нужды в блокировке от МТЗ если есть контроль по току, но того зверя что назвали, не слышал, надо смотреть что там

3 Ответ от pechkin21rus 2011-02-19 21:59:39

• pechkin21rus
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Чебоксары
• Зарегистрирован: 2011-02-19
• Сообщений: 19
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

Да, зверь пожалуй не самый именитый (КНР как видно), но приходится работать с чем есть. Вопрос большей частью в том и состоит, что этот регулятор не осуществляет контроля по току, следовательно, за него контролировать ток должен кто-то другой. Поэтому хочу на блок. РПН завести сигнал "Пуск МТЗ" для повышающей с ячеек ввода от тр-ра 35 кВ, а для понижающей — с ячеек ввода от тр-ра 6 кВ. И будет ли это логически правильным? (видел схему, где на блок. РПН заводится контакт релюшки РТ40, стоящей в цепи вторичных обмоток ТТ ячейки ввода, т.е. т.о. образом можно выставить уставку 1,1-2,0 In например, а сигнал "Пуск МТЗ" вырабатывается при пуске любой из трех ступеней МТЗ (хотя есть и отдельные сигналы "Пуск МТЗ-1", "Пуск МТЗ-2" и "Пуск МТЗ-3")).
Прошу меня простить, если что-то неправильно понимаю и/или истолковываю, первый раз работаю с тр-ром с РПН и ДЗТ

4 Ответ от grsl 2011-02-19 22:06:25

• grsl
• Администратор
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 6,122
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

Мне кажется всё логично у вас, но может быть установить отдельные РТ40.
На очень старых трансформаторах, встречал что токовые реле ставили прямо на ТТ бушингов траснформатора и контактами равли цепи управления прямо в приводе РПН, т.о. не даёте управление и вручную с траснформатора и издалека, а вот втрой контакт таких реле на РПН [рибор.

5 Ответ от pechkin21rus 2011-02-19 22:26:53

• pechkin21rus
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Чебоксары
• Зарегистрирован: 2011-02-19
• Сообщений: 19
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

По некоторым причинам установка РТ во вторичку ТТ нежелательна (в т.ч. там уже сидят счетчик и амперметр, к тому же если ставить, то во все фазы). А какие сигналы для блокировки РПН используете вы сами и какой наиболее часто встречаемый вами контроллер РПН? (аналогичную тему в архиве смотрел, но там вопрос большей частью о блокировке по напряжению). не приходилось ли кому-нибудь работать с шкафом ДФЗТ ШЭ2607 ("ЭКРА"), хотелось бы узнать, должен ли он собирать с ячеек какие-то еще сигналы, кроме собственно токовых со вторичных обмоток ТТ ячеек к тру-ру/от тр-ра?

6 Ответ от SVG 2011-02-19 22:36:42

• SVG
• guest
• Неактивен

• Откуда: Гондурас
• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 3,595

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

с РПН на стороне ВН типа ТМН Чирчикского Завода Трансформаторов

Точно на ВН?? У Чирчика частенько были трансформаторы с РПН на стороне НН и с "обратными" отпайками. Т.е. к 19 положению напряжение понижается, а к 1-му повышается.

7 Ответ от SVG 2011-02-19 22:53:20

• SVG
• guest
• Неактивен

• Откуда: Гондурас
• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 3,595

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

к тому же если ставить, то во все фазы

В одну, зачем во все?

8 Ответ от pechkin21rus 2011-02-19 23:02:19 (2011-02-19 23:07:52 отредактировано pechkin21rus)

• pechkin21rus
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Чебоксары
• Зарегистрирован: 2011-02-19
• Сообщений: 19
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

согласно проектным схемам главных цепей и со слов моего руководителя (но он в принципе тоже может не знать этот момент), регулировка на ВН. на сайте Чирчика смотрел видел РПН только со стороны ВН. вы говорите интересный момент, надо будет уточнить насчет этого. то ли на сайте мало информации, то ли я плохо посмотрел, а вы заведомо знали в своем случае, что у Чирчика есть трансы с регулированием на стороне НН или вы созванивались/еще как-то узнали?
ну вообще-то я действительно видел РТ в одной фазе, но разве это надежно — контроль тока по одной фазе?
и не могли бы вы чуть подробнее сказать о контроллерах РПН, применяемых на Чирчикских тр-рах, если вам это известно? какой контроллер был в вашем случае?

9 Ответ от SVG 2011-02-19 23:19:52

• SVG
• guest
• Неактивен

• Откуда: Гондурас
• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 3,595

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

Может, перестали они ерундой заниматься с переключателями на НН. Это при СССР они сюрпризы подобные подсовывали. И текут они.. Так и стоят десятилетиями все в соплях масляных 🙁 Новых трансформаторов чирчикских не видел. Не думаю, что качество сборки кардинально улучшилось..

но разве это надежно — контроль тока по одной фазе

Достаточно. Это контроль при симметричной перегрузке. Не при КЗ.

чуть подробнее сказать о контроллерах РПН

😀 Какие контроллеры в 80-лохматых годах..

10 Ответ от pechkin21rus 2011-02-19 23:37:40

• pechkin21rus
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Чебоксары
• Зарегистрирован: 2011-02-19
• Сообщений: 19
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

да уж 🙂
пусть так и они больше не выпускают трансов с РПН НН, а кто выпускает сейчас такие и встречаете ли вы такие в своей практике в настоящее время? если при понижающем транс-ре мы контролируем МТЗ на стороне НН и регулируем РПН на стороне ВН, то в случае повышающего транс-ра мне видится оправданной обратная логика: контролировать МТЗ на стороне ВН и переключать напряжение на стороне НН. будет ли критической ошибкой или просто недочетом РПН на стороне ВН в случае повышающего транс-ра (контроль по току подразумевается брать с ВН)?

11 Ответ от grsl 2011-02-20 07:58:40

• grsl
• Администратор
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 6,122
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

Не знаю, понятно что то забугорные решения, всегда ставили три однoфазных токовых реле для блокировки РПН.
Ну, как принято, так принято, спорить не буду.

12 Ответ от Antip 2011-02-20 11:06:37

• Antip
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-12
• Сообщений: 839
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

этот регулятор не осуществляет контроля по току, следовательно, за него контролировать ток должен кто-то другой. Поэтому хочу на блок. РПН завести сигнал "Пуск МТЗ"

Интересно будет узнать, в каком диапазоне токов стороны транса допускается работа РПН? Если не более номинала Т, то "Пуск МТЗ" не совсем то, что надо. Необходимо реле с уставкой номинала, достаточно в одной фазе, т.к. блокировка осуществляется по перегрузке, а это симметричный режим. Реле МТЗ пускается при КЗ, а этот режим непродолжительный, к тому же в режиме короткого РПН не должен успеть начать манипуляции РПН-ом.

Кстати говоря, в терминале основных защит трансформатора есть токи всех его сторон. Вполне возможно, что в нем уже заложено отдельное реле блокировки РПН. Реле перегрузки транса точно должно быть.

13 Ответ от pechkin21rus 2011-02-20 12:46:24

• pechkin21rus
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Чебоксары
• Зарегистрирован: 2011-02-19
• Сообщений: 19
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РПН повышающего/понижающего трансформатора

Добрый день, спасибо всем кто принимает участие в обсуждении!

Эти темы я читал. оттуда я извлек следующие полезные мысли:

"LIK: 1) по току надо блокировать и при ручном управлении РПН, и там тоже нужно откуда-то брать этот ток Поэтому, наверное, не стоит заводить для этой цели ток в авто-р, а посылать контакт от защит в общие цепи упр. и авт. РПН (по типовой схеме). Если считать, что один терминал защит откажет, то их как минимум два. Брать от обоих в паралель.
2) Хотя, чаще всего на измерение в авт. РПН подается междуфазное напряжение, а при ОЗЗ в сетях с изол./комп.н-лью междуфазное напряжение не меняется.
3) При нарушениях во вторичке…Подводится только одно контролируемое лин. напряжение. Будет обрыв в третьей незадейст. фазе – ничего страшного для авторег. Оборвется одна из задейств. фаз – бл-ся просто по напряж.

grsl: 1) Но тогда зачем вся мудрёность, если привести одно линейное нпряжение, то тогда ничего не надо и так и делается на любом приборе.

SVG: 1) Мало одного линейного. Предохранитель на ТН-е сгорит, и получи задранное АРН-ом напряжение. При сгоревшем одном предохранителе вторичное линейное напряжение получается вольт 60-70, а АРН обычно блокируется при напряжении около 50В."

Это все так, но не отвечает конкретно на вопрос, какие именно сигналы заводить на блок. авт. РПН (то есть например "Пуск МТЗ" или контакт РТ, например). На контроллер РПН в моем случае заводится только линейное напряжение Uab 100В (ЗМН кстати 70% у контроллера), а блок. РПН могу осуществить только посредством сухих контактов от других устройств автоматики, т.к. токовые входы и какие-либо еще напряженческие входы (U0, U2) отсутствуют.

To Antip: "Кстати говоря, в терминале основных защит трансформатора есть токи всех его сторон. Вполне возможно, что в нем уже заложено отдельное реле блокировки РПН. Реле перегрузки транса точно должно быть." Действительно, я изначально думаю об этом также. Шкаф основной защиты тр-ра — ШЭ2607 048. Решил проверить и вы правы, цитирую руководство:

"Устройство для блокировки РПН при перегрузке и при уменьшении напряжения
1.2.4.5.1 Устройство для блокировки РПН содержит:
— однофазное реле максимального тока, включенное на ток фазы А стороны ВН
трансформатора;
— реле минимального напряжения, включенное на напряжение (UАВ) ТН НН1 транс-
форматора.
1.2.4.5.2 Выходы реле объединены по схеме ИЛИ. При необходимости действие реле
напряжения на блокировку РПН может быть выведено накладками.
1.2.4.5.3 Контактный выход реле блокировки РПН может быть выполнен как с нор-
мально-открытым (НО), так и с нормально-закрытым (НЗ) контактом."

В итоге, на основе всей имеющейся информации, на блок. контроллера РПН я бы хотел завести 2 парал-ых сигнала: 1) контакт блокировки РПН из шкафа ШЗТ 2607 2) контакт блокировки от термореле в баке тр-ра.
Т.к. ШЗТ тем или иным образом контролирует параметры и со стороны НН, (линейное напряжение) и со стороны ВН (ток фазы А), то считаю блокировку РПН от него на контроллер РПН самодостаточной и не завожу на контроллер дополнительно сигналы "Пуск МТЗ" и не ставлю релюшку РТ во вторичку ТТ. Имел ли кто-либо подобную практику, необходимо ли все же дублировать блокировку от шкафа ШЗТ дополнительными сигналами от ячеек к тру-ру КРУ 6 и 35 кВ?

Всем спасибо за ответы, ситуация все более проясняется, надеюсь обсуждение будет полезно кому-то еще.