10. Способы регулирования и изменения напряжения на станции; конструктивное устройство регуляторов рпн и пбв.

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определённый уровень напряжения на шинах подстанций. В электрических сетях предусматриваются способы регули-рования напряжения, одним из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов. Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации. Переключение ответвлений может происходить без возбуждения (ПБВ), т.е. после отключения всех обмоток от сети или под нагрузкой (РПН).

Устройство ПБВ позволяет регулировать напряжение в пределах 5%, для чего трансформаторы большой мощности кроме основного вывода имеют два ответвления от обмотки высшего напряжения: +5% и –5%.

Устройство ПБВ не позволяет регулировать напряжение в течение суток, так как это потребовало бы частого отключения трансформатора для производства переключений, что по условиям эксплуатации практически недопустимо. Обычно ПБВ используется только для сезонного регулирования напряжения.

Регулирование под нагрузкой (РПН) позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи. Устройство РПН предусматривает регулирование напряже-ния в различных пределах в зависимости от мощности и напряжения трансформатора (от 10% до 16% ступенями приблизительно по 1,5%).

Регулировочные ступени выполняются на стороне ВН, так как меньший по значению ток позволяет облегчить переключающее устройство.

Для расширения диапазона регулирования без увеличения числа ответвлений применяют ступени грубой и тонкой регулировки.

Переход с одного с одного ответвления регулировочной обмотки на другое осуществляется так, чтобы не разрывать ток нагрузки и не замыкать накоротко витки этой обмотки. Управление РПН может осуществляться дистанционно со щита управления вручную или автоматически.

Краткое описание переключающего устройства.

Переключающие устройства типа SDV3 (германского производства), для переключений трехфазной обмотки, соединённой в треугольник, служат для переключения ответвлений обмотки трансформаторов под нагрузкой или на холостом ходу, и сконструировано для утопленного монтажа в трансформаторе.

Переключающее устройство состоит из следующих главных узлов:

- головка переключающего устройства;

- бак контактора;

- контактор;

- избиратель;

- контакторное реле;

- моторный привод.

Головка переключающего устройства служит для крепления переключающего устройства на крышке трансформатора. На головке переключающего устройства находятся: приводной вал переключающего устройства, смотровое стекло для контроля уровня масла, индикация положения. В головке переключающего устройства, кроме того, находится коническая передача. Она встроена в отдельном кожухе вместе с индикацией положения.

Бак контактора разделяет изоляционное масло контактора от масляного объёма трансформа-тора. Он состоит из гетинаксового цилиндра, прикреплённого маслонепроницаемыми специальными резиновыми уплотнениями на головке переключающего устройства и на дне бака. В баке контактора располагаются токоограничительные сопротивления.

Контактор работает при помощи четырехшарнирного механизма в качестве пружинного мгновенного выключателя (т.е. после расцепления четырехшарнирной системы, переключение нагрузки доводится до конца независимо от движения моторного привода). Во время переключения в электрическую цепь включаются омические сопротивления. Материал сопротивлений состоит из температуростойкого сплава меди и никеля и выдерживает полный коммутационный цикл. Задача контактора состоит в том, чтобы переключать рабочий ток с токоведущего в данный момент ответвления на предварительно выбранное избирателем, вначале обесточенное, ответвление обмотки.

Избиратель состоит из редуктора избирателя, верхнего и нижнего венца подшипника, клетки избирателя с штепсельными соединениями и из вала избирателя. Клетка избирателя состоит из вертикально стоящих кругообразно расположенных вокруг вала избирателя гетинаксовых стержней, прикреплённых на верхнем и нижнем венце подшипника. На гетинаксовых стержнях находятся штепсельные контакты, к которым присоединяются ответвления ступенчатой обмотки трансформатора. Подвижные контакты избирателя подразделяются на несколько параллельных путей. Задача избирателя в том, чтобы предварительно избирать обесточенное нужное новое ответвление обмотки. Затем это ответвление принимает рабочий ток следующим переключением контактора.

Функции избирателя и контактора в ходе каскадной схемы должны быть согласованы между собой.

При помощи моторного привода ЕМI переключающее устройство устанавливается на нужное рабочее положение. Все необходимые устройства управления, сигнализации и безопасности собраны в кожухе. Управление выполняется по принципу шаговой коммутации (каждый коммутационный процесс начинается однократным управляющим импульсом, после чего процесс неизбежно завершается до конца).

Принцип действия переключающего устройства. (Стоящие в скобках номера позиций относятся к рисунку 4).

Служащий как приводной механизм редукторный двигатель /1/ отдаёт необходимое для управления переключающим устройством число оборотов. Муфта /1/ связывает конец вала редукторного двигателя непосредственно с ведомым валом /З/ моторного привода. Силовая передача для ручного управления приводом производится конусным приводом /4/, причём приведённое в движение колесо соединяется вышеуказанной муфтой между двигателем и главным валом. При введении ручной рукоятки /5/ прерывается цепь управления предохранительным контактом /6/, так что не возможно электрического управления. Действие ступенчатого контакта /7/, управляющего шестизначным счётным механизмом /8/, отключает привод по истечении ступеней. Число оборотов главного вала уменьшается винтовым приводом /9/ от 6 или 4 оборотов до одного оборота за каждую ступень.

Отключение электрических конечных выключателей /10/ и механического ограничения конечного положения /11/ управляется кулачковыми шайбами /12/, которые приводятся в действие по декадному способу переключения механического счётного механизма. Три скользящих штифта обоих рычагов /13/ зацепляются с кулачковыми шайбами, число об/мин, которых сокращено в отношение 1:10. Освобождение производится на обоих концах диапазона одним из двух рычагов /13/, когда соответствующие углубления кулачковых шайб под всеми тремя скользящими штифтами рычага делают возможным защелкивание рычага. Срабатывание механического ограничительного устройства /11/ происходит вскоре после отключения электрических конечных выключателей /10/ перемещаемыми на 360° кулачковыми шайбами в диапазоне регулирования от 1 до 99. Связанные с кулачковыми шайбами роликовые счётные механизмы /14/ указывают соответствующее рабочее положение. Служащий для электрической дистанционной передачи показания положения контактов /15/ осуществляется винтовым приводом /16/. С приводного вала указателя положения контакта выполняется приведение в действие двух других конечных выключателей /10а/. Они прерывают электрическую цепь оперативного тока в обоих конечных положениях, и этим предотвращают управление приводом сверх конечных положений. Это дополнительное электрическое ограничение конечных положений действует механически, независимо от вышеуказанных электрических и механических предохранителей, от передвижения конечных положений, чем достигается значительное повышение безопасности.

Чтобы предотвратить ложное вращение моторного привода при неправильном соединении фаз, установлен выключатель направления вращения в цепь оперативного тока.

Рисунок 4 – Конструкция переключающего устройства.

Коммутирующими элементами служат две переключающие лампы /17/, которые магнитно приводятся в действие рычагом, находящимся в трении /18/ с главным валом.

Коммутационная схема 8 ступеней для переключающих устройств типа SDV 3 изображена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Коммутационная схема 8 ступеней для переключающих устройств типа SDV 3 (схема треугольника).