8.4. Обслуживание устройств регулирования напряжения

Способы регулирования напряжения. Одним из распространен­ных способов регулирования напряжения на шинах подстанции является переключение ответвлений обмоток на трансформато­рах. С этой целью у обмоток трансформаторов (как правило, выс­шего напряжения, имеющих меньший рабочий ток) предусмат­риваются регулировочные ответвления и специальные переклю­чатели ответвлений, при помощи которых изменяют число вклю­ченных в работу витков, увеличивая или уменьшая коэффициент трансформации К:

где Uвн и Uнн — напряжение в обмотках ВН и НН; w_bh и w_нн - число включенных в работу витков обмоток ВН и НН соответ­ственно.

Изменение коэффициента трансформации между обмотками высшего и низшего напряжений позволяет поддерживать на ши­нах НН напряжение, близкое к номинальному, когда первичное

Рис. 8.7. Переключатель ответвления барабанного типа:

а — крепление к ярмовой балке трансформатора; б — внешний вид; в — схема переключений ответвлений; / — текстолитовая шпилька; 2 — переключатель; 3 — защитные бумажно-бакелитовые цилиндры; 4 — деревянная рама; 5 — ярмо-вая балка; 6 — изолирующая штанга; 7 — крышка бака; 8 — ручной привод; 9 — отводы; 10 — контактные кольца; 11 — полый токоведущий стержень; 12 — коленчатый вал; 13 — текстолитовое основание

или вторичное напряжение отклоняется по тем или иным причи­нам от номинального.

Операции переключения секции витков производят на отклю­ченном и заземленном от сети трансформаторе устройством ПБВ (переключение без возбуждения) либо на работающем трансфор­маторе непосредственно под нагрузкой устройством РПН (регу­лирование под нагрузкой). Трансформаторы большой мощности с устройствами ПБВ имеют до пяти ответвлений для получения че­тырех ступеней напряжения относительно номинального: +5%; +2,5%; U_ном;-2,5%;-5%.

В зависимости от класса напряжения трансформатора, его ис­полнения и числа ступеней регулирования применяют различные по конструкции переключатели ответвлений. Они могут быть од­нофазными и трехфазными. Однофазные переключатели барабан­ного типа (рис. 8.7) устанавливаются на каждой фазе обмотки ВН. Контактная система состоит из неподвижных контактов — полых токоведущих стержней 11 (Ai—A₆ на рис. 8.7, б), соединенных с отводами Рот обмоток, и подвижных контактных колец 10, замы­кающих различные пары неподвижных контактов. Контактные кольца перемещаются коленчатым валом 12, ось которого при помощи изолирующей штанги 6 соединяется с приводом на крыш­ке трансформатора. Переключатель смонтирован на изолирующих текстолитовых основаниях 13.

Трансформаторы с РПН имеют большее число регулирующих ступеней (от 9 до 26) и, следовательно, более широкий диапазон регулирования (±10%6Г_НОМ), чем трансформаторы с ПБВ. Приме­няемые схемы регулирования на трансформаторах показаны на рис. 8.8. Регулируемые витки размещены со стороны нейтрали, что позволяет применять устройства РПН с облегченной изоляцией. В схеме на рис 8.8,5двухпозиционный переключатель — реверсор 5 позволяет присоединять регулировочную обмотку с ответвления­ми 3 к первичной обмотке 7 согласно или встречно, благодаря чему диапазон регулирования удваивается по сравнению со схе­мой на рис. 8.9. На рис. 8.9 показаны схемы регулирования на авто­трансформаторах на стороне ВН и СН. Класс изоляции устройств РПН соответствует классу изоляции СН трансформатора.

Нормальная работа устройств типа РПН гарантируется при тем­пературе верхних слоев масла в контакторах не ниже -20 ⁰С. В вы­носных баках контакторов применяется система автоматического подогрева масла, которая обеспечивает нормальную работу уст­ройств при температуре наружного воздуха до -45 °С. Уровень масла в баках контакторов контролируется по маслоуказателям.

Рис. 8.8. Схема регулирования на трансформаторах без реверсирова­ния (а) и с реверсированием (б) регулировочной обмотки:

1 и 2 — первичная и вторичная об­мотки соответственно; 3 — регули­ровочная обмотка с ответвлениями; 4 — переключающее устройство; 5 — реверсор

Рис. 8.9. Схемы регулирования напряжения на автотрансформаторе:

а — в нейтрали; б — на стороне ВН; в — на стороне СН; 1 — регулировочная обмотка; 2 — переключающее устройство

Обслуживание устройств регулирования напряжения- Перестанов­ка переключателей ПБВ с одной ступени на другую производится 1 ...2 раза в год (сезонное регулирование). При длительной работе без переключения контактные стержни и кольца покрываются ок­сидной пленкой. Чтобы разрушить эту пленку и создать хороший контакт, рекомендуется при каждом переводе переключателя пре­дварительно прокручивать его (не менее 5... 10 раз) из одного край­него положения в другое при отключенном и заземленном с обе­их сторон трансформаторе. При пофазном переводе переключате­лей проверяют их одинаковое положение. Установка привода на каждой ступени должна фиксироваться стопорным болтом. Если возникает сомнение в работе переключателя, целость электричес­кой цепи проверяют омметром. О переключении ответвлений дол­жна быть сделана запись в оперативном журнале.

Обслуживание РПН проводится в целях очистки от шлама и оксидов контактных систем переключающих устройств. Для этого их следует регулярно (через каждые 6 мес) «прогонять» по всему диапазону регулирования (с 1-го по л-е положение) по 5... 10 раз в каждую сторону.

Устройства РПН должны постоянно находиться в работе с вклю­ченным блоком АРКТ. На дистанционное управление их перево­дят только при неисправности автоматических регуляторов, не­выполнении команды на переключение (застревание контактов избирателя в промежуточном положении, отказ в работе приводного механизма). При повреждении блока АРКТ устройство РПН должно быть отключено и переведено на дистанционное управле­ние. При отказе в действии схемы дистанционного управления РПН ее следует перевести на местное управление и принять меры по устранению неисправности. В случае обнаружения неисправно­сти избирателя или контактора трансформатор отключают.

Нормальные эксплуатационные и аварийные перегрузки транс­форматора (если сила тока не превышает 20 % от номинального) не могут ограничивать работу РПН. При нагрузке выше макси­мально допустимой специальная блокировка не позволяет сраба­тывать переключающему устройству.

Положение РПН должно контролироваться при осмотрах обо­рудования. Необходимо сверять показания указателя положения переключателя на щите управления и приводе РПН, так как воз­можно несоответствие показателей сельсина-датчика и сельсина-приемника. Проверяется также одинаковое положение переклю­чателей РПН всех параллельно работающих трансформаторов или отдельных фаз при пофазном управлении, записываются показа­ния счетчика числа переключений РПН.

Электрическая износостойкость РПН (без смены контактов) зависит от значения переключаемого тока. В соответствии с инс­трукциями с помощью РПН возможно выполнение примерно 10...25 тыс. переключений под нагрузкой, после чего контактор обычно выводят в ревизию, при этом заменяют обгоревшие кон­такты контакторных устройств.

Нельзя оставлять в работе контакты с повышенным переход­ным сопротивлением, так как нагрев их усиливает процесс разло­жения масла, характеристики которого и без того ухудшаются под действием дуги.

Критерием качества масла в баке контактора РПН является отсутствие влаги (допускается не более 0,003 %) и минимальное пробивное напряжение, которое для РПН класса напряжения 35 кВ принято равным 30 кВ, для контакторных устройств РПН класса напряжения ПО и 220 кВ — соответственно 35 и 40 кВ. Цвет, со­держание углерода, кислотность и прочие показатели качества масла не играют существенной роли и не могут препятствовать его дальнейшему использованию в баке контактора. Для анализа пробы масла должны отбираться через каждые 5 тыс. переключе­ний независимо от срока работы РПН, но не реже одного раза в год.

Наличие масла в отсеке расширителя или баках контакторов проверяют по маслоуказателям. Уровень масла следует поддержи­вать в допустимых пределах. При пониженном уровне увеличива­ется время горения дуги на контактах. Превышение нормальной отметки уровня масла нередко наблюдается при нарушении уп­лотнений отдельных узлов масляной системы.

Как было указано, нормальная работа контакторов гарантиру­ется при температуре масла не ниже -20°С, если в технических условиях на РПН не предусмотрена другая температура. При низ­кой температуре окружающего воздуха необходимо следить за ра­ботой нагревательных элементов в баке контакторов. Если темпе­ратура масла в баке контактора или в баке трансформатора (для РПН, встроенных в бак) понизится до -21 °С, РПН следует вы­вести из работы. В вязком масле контактор во время срабатывания испытывает значительные механические нагрузки, которые могут привести к его поломке. Кроме того, возможно повреждение ре­зисторов из-за увеличения времени переключения и более дли­тельного пребывания их под током.

Если в РПН предусмотрен обогрев контакторов, то в зимний период при температуре окружающего воздуха -15 °С включается система автоматического обогрева контакторов. Включение си­стемы обогрева вручную (помимо действия автоматики) не до­пускается.

При включении из резерва трансформатора с устройством РПН, оборудованного электрообогревом, при температуре окружающе­го воздуха ниже -20 °С должна предварительно включаться систе­ма автоматического обогрева контакторов на 13... 15 ч. Пользова­ние РПН в этом случае разрешается только по истечении указан­ного времени.

Приводные механизмы РПН являются наиболее ответствен­ными и в то же время наименее надежными узлами этих устройств. Их необходимо предохранять от попадания пыли и влаги.

Трущиеся детали и шарнирные соединения передач следует сма­зывать незамерзающей тугоплавкой смазкой через каждые 6 мес.

В процессе регулирования напряжения переключением ответ­влений с помощью устройств ПБВ и РПН персонал не должен допускать длительного повышения напряжения на трансформа­торе сверх номинального для данного ответвления более чем на 5 % при нагрузке не выше номинальной. Для автотрансформато­ров без ответвлений в нейтрали и регулировочных трансформато­ров допускается длительное повышение напряжения в соответ­ствии с требованиями местных инструкций. Превышение указан­ных значений приводит к перенасыщению магнитопровода, рез­кому увеличению тока и потерь холостого хода. При этом потери в стали возрастают пропорционально квадрату напряжения, а сила тока увеличивается еще в большей степени. Увеличение потерь в стали ведет к преждевременному износу изоляции и является при­чиной местных нагревов стальных конструкций.

При параллельной работе двух регулируемых трансформаторов изменение их коэффициентов трансформации следует производить по возможности одновременно, чтобы избежать перегрузки уравнительным током. При автоматическом управлении РПН эта роль выполняется специальной блокировкой. Если же автомати­ческое управление отсутствует, переключение ответвлений следу­ет выполнять постепенно, не допуская рассогласования по ступе­ням ответвлений более чем на одну ступень.