2.5. Обслуживание устройств регулирования напряжения

В соответствии с требованиями ПТЭ, устройства РПН должны быть в работе, как правило, в автоматическом режиме. Их работа должна контролироваться по показаниям счетчиков числа операций. Для автоматического управления РПН снабжаются блоками автоматического регулирования коэффициента трансформации (АРКТ).

Допускается дистанционное переключение РПН с пульта управления, если колебания напряжения в сети находятся в пределах, удовлетворяющих требования потребителей. Переключения под напряжением вручную (с помощью рукоятки) не разрешаются.

Устройство РПН приводится в действие дистанционно со щита управления ключом или кнопкой и автоматически от устройств автоматического регулирования напряжения. Предусмотрено также переключение приводного механизма РПН специальной рукояткой или с помощью кнопки, располагаемой в шкафу (местное управление).

Местное управление является вспомогательным, и к нему прибегают только при ремонте.

Один цикл переключения РПН выполняется за 3-10 с. Процесс переключения сигнализируется красной лампой, которая загорается в момент подачи импульса и горит до тех пор, пока механизм не закончит цикл переключения с одной ступени на другую.

Переключающие устройства РПН трансформатора разрешается включать в работу при температуре верхних слоев масла выше минус 20 °C (для наружных резисторных устройств РПН) и выше минус 45 °C — для устройств РПН с токоограничивающими реакторами, а также для переключающих устройств с контактором, расположенным на опорном изоляторе вне бака трансформатора и оборудованным устройством искусственного подогрева.

Наиболее распространенным способом регулирования напряжения на шинах ПС является переключение ответвлений на трансформаторах. С этой целью, как правило, у обмоток ВН трансформатора, имеющих меньший рабочий ток, предусматриваются регулировочные ответвления и специальные переключатели ответвлений, при помощи которых изменяют число включенных в работу витков w , увеличивая или уменьшая коэффициент трансформации, равный

K ВН-HН = U ВН/U НН = w ВН /w НН. (2.9)

Переключения секции витков производят на работающем трансформаторе под нагрузкой устройством РПН или на отключенном от сети трансформаторе устройством переключения без возбуждения (ПБВ).

Трансформаторы большой мощности с устройством ПБВ имеют до 5 ответвлений для получения 4-х ступеней напряжения относительно номинального (±2×2,5 %)U ном.

Применяют различные трехфазные и однофазные переключатели ответвлений, что зависит от напряжения трансформатора, числа ступеней регулирования и его исполнения.

Класс изоляции устройств РПН соответствует классу изоляции СН трансформатора.

В качестве других способов регулирования напряжения трансформатора применяются специальные последовательные регулировочные трансформаторы.

Различают продольное регулирование, при котором напряжение сети изменяется только по величине без изменения фазы, и поперечное регулирование, при котором напряжение изменяется только по фазе. На крупных ПС системного значения возникает необходимость в регулировании напряжения и по величине, и по фазе, которое осуществляется специальными агрегатами продольно-поперечного регулирования. При этом в схему вводятся два напряжения, одно из которых совпадает с напряжением сети, а другое сдвинуто на 90°.

Устройства РПН состоят из переключателя (или избирателя), контактора, токоограничивающего реактора (или резистора) и приводного механизма.

Реактор и избиратель (ввиду того что на его контактах дуги не возникает) обычно размещают в баке трансформатора, а контактор помещают в отдельном масляном баке, чтобы не допускать разложения масла электрической дугой в трансформаторе.

Отличие действия устройств РПН с резистором от работы переключающих устройств с реактором состоит лишь в том, что в нормальном режиме резисторы зашунтированы или отключены и ток по ним не проходит, а в процессе коммутации ток проходит всего в течение сотых долей секунды. Поскольку резисторы не рассчитаны на длительную работу под током, то переключение контактов в них происходит мгновенно под действием мощных сжатых пружин. Резисторы имеют сравнительно малые размеры и являются, как правило, конструктивной частью контактора.

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

Практика обслуживания устройств регулирования напряжения показала, что перестановка переключателей ПБВ с одной ступени на другую производится всего лишь 1–2 раза в году — сезонное регулирование.

При длительной работе без переключения контактные стержни и кольца покрываются оксидной пленкой. Чтобы разрушить эту пленку и обеспечить хороший контакт, рекомендуется при отключенном трансформаторе при каждом переводе переключателя предварительно не менее 5-10 раз прокручивать его из одного крайнего положения в другое. При пофазном переводе переключателей проверяют их одинаковое положение. Установка привода на каждой ступени должна фиксироваться стопорным болтом. О переключении ответвлений должна быть сделана запись в оперативном журнале.

Для очистки от шлама и оксидов контактов переключающих устройств РПН их также следует через каждые 6 мес «прогонять» по всему диапазону регулирования по 5-10 раз в каждую сторону.

Устройства РПН должны постоянно находиться в работе с блоком АРКТ. На дистанционное управление их переводят только при неисправности автоматических регуляторов, невыполнении команды на переключение, например, из-за застревания контактов избирателя в промежуточном положении или из-за отказа в работе приводного механизма. При повреждении АРКТ оно должно быть отключено и устройство РПН переведено на дистанционное управление. При отказе в работе схемы дистанционного управления РПН следует перевести на местное управление и принять меры по устранению неисправности. Если обнаружится неисправность избирателя или контактора, трансформатор следует отключить.

Работу РПН не могут ограничивать нормальные эксплуатационные или аварийные перегрузки трансформатора при условии, что ток не превышает 200 % номинального тока. При нагрузке выше максимально допустимой срабатывание переключающего устройства запрещает блокировка.

Положение РПН контролируется при осмотрах оборудования. При этом необходимо сверять показания указателя положения переключателя на щите управления и на приводах РПН, поскольку может возникнуть рассогласование сельсина — датчика и сельсина — приемника. Кроме того, необходимо проверять одинаковое положение РПН всех параллельно работающих трансформаторов или отдельных фаз при пофазном управлении, а также производить запись показаний счетчика числа переключений РПН.

Большое влияние на электрическую износостойкость РПН оказывают значения переключающего тока:

при токах до 1000 А допускается выполнение не менее 60 000 переключений;

при разрыве тока более 1000 А допускается 25 000 переключений;

эксплуатационными инструкциями предписывается выполнять 10 000—20 000 переключений под нагрузкой, после чего контактор РПН необходимо вывести в ревизию и при этом заменить обгоревшие контакты контакторных устройств. Нагрев таких контактов усиливает процесс разложения масла.

Качество масла в баке контактора РПН оценивается по отсутствию влаги (не более 0,003 %) и минимальному пробивному напряжению, которое для РПН 35 кВ принято равным 30 кВ, для напряжений 110 и 220 кВ — соответственно 35 и 40 кВ. Пробы масла должны отбираться через каждые 5000 переключений, но не реже 1 раза в год.

Наличие масла в отсеке расширителя или в баках контакторов фиксируется по маслоуказателям. Следует знать, что при пониженном уровне масла увеличивается время горения дуги на контактах.

При низкой температуре окружающего воздуха необходим контроль за работой нагревательных элементов в баках контакторов. Если температура масла в баке контактора или в баке трансформатора (для РПН, встроенных в бак) понизится до минус 21 °C, то РПН следует вывести из работы. Следует иметь в виду, что в вязком масле контактор во время срабатывания испытывает значительные механические перегрузки, которые могут вызвать его повреждение.

Если в РПН предусмотрен обогрев контактора, то в зимний период при температуре окружающего воздуха минус 15 °C включается система автоматического обогрева контакторов. Включение этой системы вручную (кроме действия автоматики) не допускается.

При включении резервного трансформатора с устройством РПН, оборудованным электроподогревом, при температуре окружающего воздуха ниже минус 20 °C должна предварительно включаться на 13–15 ч система автоматического обогрева контактов. В этом случае пользоваться РПН разрешается только по истечении указанного времени.

Следует учитывать, что приводные механизмы РПН являются наиболее ответственными и наименее надежными узлами этих устройств. Поэтому их необходимо предохранять от попадания пыли, влаги, трансформаторного масла, а трущиеся детали и шариковые соединения передач следует смазывать незамерзающей тугоплавкой смазкой через каждые 6 мес.

При регулировании напряжения переключением ответвлений с помощью устройств РПН или ПБВ нельзя допускать длительного повышения напряжения на трансформаторе сверх номинального для данного ответвления более чем на 5 % при нагрузке не выше номинальной и на 10 % при нагрузке не выше 25 % номинальной.

Для автотрансформаторов без ответвлений в нейтрали и регулировочных трансформаторов допускается длительное повышение напряжения до 10 % сверх номинального.

Превышение указанных значений приводит к перенасыщению магнитопровода, резкому возрастанию тока и потерь ХХ. При этом потери в стали возрастают пропорционально квадрату напряжения. Увеличение потерь в стали приводит к форсированному износу изоляции и перегреву стальных конструкций.

При параллельной работе двух регулируемых трансформаторов изменение их коэффициентов трансформации следует производить одновременно, чтобы избежать перегрузки уравнительным током. При автоматическом управлении РПН такую задачу решает специальная блокировка. При отсутствии автоматического управления переключение ответвлений следует выполнять постепенно, не допуская рассогласования по ступеням ответвлений более чем на одну ступень.

Персонал потребителя, обслуживающий трансформаторы, обязан поддерживать соответствие между напряжением сети и напряжением, устанавливаемым на регулировочном ответвлении.