книги из ГПНТБ / Поярков К.М. Регулируемые трансформаторы и их эксплуатация, 1962. - 176 с. с

ники под действием возвратных пружин устанавливаются в исходное положение. Для приведения в действие переключателя (обычно с круговым вращением подвиж­ ных контактов) используется храповой передаточный механизм, отдельный для каждого электромагнита.

Возможные варианты исполнения переключателей с электромагнитным приводом для трансформаторов

ЭМ

а)

Рис. 25. Конструкция переключателей с электромагнитным приводом для распределительных регулируемых трансфор­ маторов напряжением 6 — 10 кв.

реверса переключателя; 6, 7— толкатели зубчатых колес.

первого и второго габаритов (разработанные АФ ВНИИЭМ) показаны на рис. 25. Наименее целесообраз­ ной следует признать двухступенчатую конструкцию с двумя электромагнитами (рис. 25,6), которая преду­ сматривает постоянное нахождение под напряжением хотя бы одного электромагнита (положение 1 или 3) или обоих в положении 2. При переключениях из этого среднего положения в начальный момент имеют место

Также значительные противодействующие усилия, возни­ кающие в электромагнитах. В конструкции 'многоступен­ чатого переключателя с одним электромагнитом (рис. 25,в) встречаются с большими трудностями при выполнении вспомогательных устройств, осуществляю­ щих реверс переключателя. Наибольшее распростране­ ние может найти схема многоступенчатого переключате­ ля, выполненная с двумя электромагнитами (рис. 25,г). Как уже указывалось, электромагниты возбуждаются только для выполнения переключений, что выгодно от­ личает эту конструкцию от остальных. Аналогичные пе­ реключатели (на токи до 150 а) с двумя отдельными храповыми механизмами и вращающимся барабаном применяются также рядом зарубежных фирм, изготов­ ляющих трансформаторы малых и средних мощностей для сетей напряжением 7,2—13,2 кв.

б) Переключатели избирательного типа

ибыстродействующие контакторы

Для переключающих устройств, встраиваемых в об­ мотки напряжением 110 кв с изолированной нейтралью и выше, токоограничивающие сопротивления в виде ре­

оказывается более выгодным. Однако эти сопротивления требуют специальных контакторов, скорость работы ко­ торых значительно выше, чем та, которую может обе­ спечить электродвигательный привод, рассмотренный ра­ нее. Для приведения в действие таких контакторов ис­ пользуется аккумулированная энергия сжатой, растяну­ той или закрученной пружины или энергия падающего груза. Заводка пружины или подъем груза производится электродвигателем или вручную; при этом рычажная система привода может быть освобождена только после окончания заводки. Такая система обеспечивает закон­ ченное переключение даже при остановке электродвига­ теля в процессе переключения, а само переключение при разрядке пружины будет происходить всегда с одинако­ вой скоростью (за время не выше 0,1 сек).

Имея отдельную аппаратуру для разрыва цепи тока короткозамкнутой секции, можно разделить функции переключения и выбор необходимой ступени регулиро-

52

вания осуществлять с помощью специального переклю­ чателя с облегченной контактной системой. Для таких переключателей избирательного типа не потребуется ча­ стой замены контактов, так как при наличии отдельного быстродействующего контактора их износ будет незна­ чительным. Поместив такой контактор в отдельный от­ сек с маслом, можно предусмотреть частую замену его контактов, число которых независимо от количества ступеней регулирования будет весьма ограниченным.

Для выяснения принципа действия таких переключа­ телей рассмотрим принципиальную схему устройства, состоящего из трех сдвоенных переключателей австрий­ ской фирмы Элин и контактора секторного типа (рис. 26). В нормальном рабочем положении ток нагруз­ ки фазы А через одну из пластин контактора 31 и по­ движный контакт 21 переключателя П3, подсоединяющий нечетную группу ответвлений регулирования, проходит через всю регулировочную обмотку от ответвлений 1—9, что обусловлено положением реверсирующего переклю­ чателя РП3. Оба токоограничивающих сопротивления отключены.

При необходимости регулирования напряжения под­ вижный контакт 22 переключателя Я3 соединяет сосед­ нее ответвление четной группы, после чего срабатывает контактор, переводя цепь тока с контактов 31 на 32. В момент перехода контактора включаются сопротивле­ ния ТС, благодаря чему переключение происходит без разрыва цепи тока нагрузки. При замыкании реверсив­ ным переключателем контактов 24—25 вся регулировоч­ ная обмотка полностью выводится из работы и реверси­ руется, что определяется конкретным положением изби­ рательных переключателей. Принцип холостых переклю­ чений позволяет выполнить рассматриваемые переклю­ чатели на достаточно большие токи (до 400 а в фазе).

Особенностью работы таких устройств является стро­ гое соблюдение определенной последовательности дви­ жения его частей: при переключении в сторону четных ступеней первым должен начинать движение переклю­ чатель именно этой группы ответвлений, а затем — кон­ тактор. Если требуется переключение с ответвления, на­ пример 2 на 1 (рис. 26), то оно может быть выполнено только контактором. Соблюдение правильной последо­ вательности движения предохраняет от повреждений

53

контактор, ограничительные сопротивления й витки ре­ гулировочной обмотки трансформатора.

Практика использования переключателей в сочета­ нии с быстродействующими контакторами показала до-

Рис. 26. Принципиальная схема сое­ динений переключателей и контак­ тора для многоступенчатого регули­ рования напряжения трансформатора под нагрузкой.

Пг, /72, /7з—-сдвоенные избирательные пере­ ключатели для холостого переключения ответвлений обмотки, К — быстродействую­ щий контактор секторного типа; ТС—оми­ ческие токоограничивающие сопротивления; Pf7i, РП9, РПъ—реверсирующие переклю­ чатели; РО— регулировочная обмотка (одна

фаза).

статочную надежность работы такой аппаратуры. Непо­ ладки, .имевшие все же место в эксплуатации, следует отнести главным образом за счет повреждения контак­ торов, которые в процессе работы подвергаются значи­ тельно большему износу, чем переключатели. Между тем

54

широкое внедрение автоматизации регулирования на­ пряжения в энергосистемах предъявляет повышенные требования ко всей аппаратуре переключения. Поэтому создание более надежных устройств, вкоторых переклю­ чение под нагрузкой производится без контакторов в си­ ловых цепях, следует признать своевременным. Такая схема переключения, не требующая частых ревизий, рез­ ко повысит общую надежность регулирования напряже­ ния трансформаторов под нагрузкой.

В качестве примера рассмотрим переключающее устройство с дросселями насыщения вместо контакто­ ров, выполненное германской фирмой (АЭГ) на транс­ форматоре средней мощности с регулируемой вторичной обмоткой. В конструкции использована способность дросселей насыщения изменять в широких пределах ин­ дуктивность обмоток за счет подмаг-ничивания постоян­ ным током. Дроссели, изготовленные из ленточного сер­ дечника тороидальной формы, включаются в нулевую точку обмотки последовательно с подвижными контак­ тами избирательного переключателя. Получение тока управления, необходимого для подматничивания, преду­ сматривается непосредственно от существующих регули­ ровочных ответвлений обмотки трансформатора. Послед­ нее оказалось возможным благодаря применению спе­ циальных кремниевых выпрямителей, выдерживающих высокую температуру окружающего масла. Величина тока управления может изменяться с помощью омиче­ ских или индуктивных делителей напряжения, управ­ ляемых от общего электродвигательного привода.

Схема включения дросселей насыщения вместо бы­ стродействующих контакторов с сопротивлениями показа­

на на рис. 27,а. В рабочем положении оба переключа­ теля П1 и П2 установлены на одном ответвлении регу­ лирования, например 1. Через обмотки обоих насы­ щенных дросселей 4 и 5 протекает половина нагрузоч­

ного тока ^/а,ь = 4г^. Для перехода на ответвление 2

один из переключателей, например Пи должен быть обесточен, поэтому в дросселе 4 уменьшают подмагничивание, что приводит к увеличению индуктивности и соответствующему снижению тока в цепи П\ (ток / а ра­ вен току холостого хода дросселя насыщения 4). После этого происходит практически безыскровое нереключе-

55

ние контакта П{ на ответвление 2 и весь ток нагрузки проходит через обмотку полностью насыщенного дрос­ селя 5 (/ь = /н). Далее следует увеличение тока управ­ ления в дросселе 4 и одновременное его уменьшение

56

fi дросселе 5 (процесс коммутации). Индуктивность по­ следнего увеличивается, и через него проходит весьма малый ток, что дает возможность переключить кон­ такт П2 на ответвление 2. После переключения дрос­ сель 4 вновь насыщается и ток нагрузки опять распре­ деляется поровну, между параллельными ветвями. На

значения и длится время tK. Как видно из рис. 27,6, ком­ мутация контактов переключателя происходит при весьма малых значениях тока в цепи дросселей насы­ щения.

После 100 тыс. переключений каждого контакта, про­ веденных на опытном образце, не 'было обнаружено ни­ какого износа, вызванного дугой или другими причина­ ми. Несмотря на целый ряд преимуществ (отсутствие подвижных контакторов в силовой цепи, 'безыскровая коммутация переключателей, возможность длительного включения дросселей, исключающая повреждения в промежуточных положениях), рассмотренная система имеет недостатки: она примерно в 2 раза дороже, чем переключатель с контактором, и более громоздка по размерам.

в) Приводные механизмы переключателей

Переключающая аппаратура приводится в действие специальным механизмом, состоящим из приводного электродвигателя постоянного или переменного тока, системы зубчатых, кулачковых или карданных передач и вспомогательной аппаратуры. К последним односятся пусковые контакторы, блокировочное устройство, вы­ полняемое в виде барабанного контроллера с вырезами, конечные выключатели, датчики для дистанционного указания положений переключателя, счетчик числа пе­ реключений и другие приборы. В случае выполнения схемы автоматического управления переключателем для наружной установки сюда же могут относиться все при­ боры автоматического регулирования напряжения.

57

В задачу приводных механизмов входит не только приведение в действие переключателя, но и точное и бы­ строе его торможение при завершении переключения. Неправильное или несвоевременное торможение может привести к излишним переключениям, а в отдельных слу­ чаях и выходу из строя переключающей аппаратуры.

В . приводных механизмах с электрадвигательным приводом наиболее лелко осуществить торможение противовключением двигателя переменного тока или от­ ключая с выдержкой времени параллельную обмотку электродвигателя постоянного тока при закороченной обмотке якоря. В обоих случаях происходит электри­ ческое торможение электродвигателя, и движущееся по инерции переключающее устройство останавливается

врабочем положении.

Убыстродействующих переключателей с контакто­ рами заводка пружины выполняется также электродви­

гателем; в ряде случаев для уменьшения усилий приме­ няют редукторы, которые используются также для со­ здания выдержек времени при переключениях.

Приводные механизмы ,на трансформаторах средних мощностей располагают непосредственно над переклю­ чателем (рис. 28). При вращении электродвигателя че­ рез пару цилиндрических шестерен движение передает­ ся ведущему пальцу горизонтального вала, который, войдя в зацепление с мальтийской шестерней через нижний горизонтальный вал и коническую передачу, поворачивает вал переключателя. Мальтийская переда­ ча выполнена таким образом, что при полном обороте горизонтального вала ведущий палец, войдя в вырез фигурной шестерни, повернет ее на незначительный угол, достаточный для переключения с одного непо­ движного контакта .на другой. При вращении горизон­ тального вала поворачивается также закрепленный на нем контроллер, который через контактные пальцы за­ блокирует пусковые цепи электродвигателя до тех пар, пока после полного оборота, пальцы не попадут в вы­ рез контроллера и не разорвут цепь катушки пускового контактора. Одновременно поворачивается указатель положений переключателя, кинематически связанный с ведомым валом приводного механизма. Если для ука­ зания положений используется ламповая сигнализация, то лампа очередной ступени подключается подвижным

58