Меню

Рпн регулятор под нагрузкой

РПН силового трансформатора, принцип действия

Проблема состоит в том, что напряжение в электрической сети меняется в зависимости от ее нагруженности, в то время как для адекватной работы большинства потребителей электроэнергии необходимым условием является нахождение питающего напряжения в определенном диапазоне, чтобы оно не было бы выше или ниже определенных приемлемых границ.

Поэтому и нужны какие-то способы подстройки, регулирования, корректировки сетевого напряжения. Один из лучших способов — это изменение по мере надобности коэффициента трансформации путем уменьшения или увеличения числа витков в первичной или во вторичной обмотке трансформатора, в соответствии с известной формулой: U1/U2 = N1/N2.

Для регулировки напряжения на вторичных обмотках трансформаторов, с целью поддержания у потребителей правильной величины напряжения, — у некоторых трансформаторов предусмотрена возможность изменять соотношение витков, то есть корректировать таким образом в ту или иную сторону коэффициент трансформации.

Подавляющее большинство современных силовых трансформаторов оснащено специальными устройствами, позволяющими выполнять регулировку коэффициента трансформации, то есть добавлять или убавлять витки в обмотках.

РПН трансформатора расшифровка

Расшифровка аббревиатуры «РПН» применительно к силовым трансформаторам означает регулирование напряжения под нагрузкой не отключая потребителей от сети.

Данные устройства нельзя сравнивать с обычными реле. Однако, принцип работы РПН достаточно простой. В каждом фазном выводе, имеющемся у трансформатора, установлены подвижные контакты в количестве двух единиц.

устройство РПН

Один из них прижимается к витку обмотки, соответствующему данному значению напряжения. Во время перевода, происходит прижатие второго свободного контакта к последующему витку, где напряжение отличается. После этого, происходит отрыв первого прижатого контакта от витка. Таким образом, происходит переподключение вывода к другому витку, не разрывая цепь. Регулирование напряжения трансформатора под нагрузкой (РПН) может выполняться вручную или с помощью электрического привода.

Чтобы обеспечить безопасные условия для персонала, ручной привод используется при выключенном трансформаторе. Управляется электрический привод дистанционно, нередко, в автоматическом режиме. Регулировка под нагрузкой осуществляется на трансформаторах с большой мощностью.

Иногда, кроме РПН регулирование под нагрузкой, применяется ПБВ переключение без возбуждения. Этот вид регулирования применяется редко, как правило, при сезонных регулировках выключенного трансформатора.

схема рпн

схема рпн трансформатора

Устройство РПН, как правило, устанавливают на обмотке высшего напряжения по следующим причинам:

  1. на стороне высшего напряжения меньшие токи, поэтому устройство имеет меньшие габариты;
  2. обмотка высшего напряжения имеет большее количество витков, поэтому точность регулирования выше;
  3. по конструктивному исполнению обмотка высшего напряжения является наружной (магнитопровод – обмотка низшего напряжения – обмотка высшего напряжения). Поэтому ревизию устройства РПН выполнять проще;
  4. устройство РПН располагают в нейтрали высшей обмотки. Обмотки высшего напряжения соединяются в звезду, а обмотки низшего напряжения соединяются в треугольник. Трехфазное регулирование проще выполнить на обмотках, соединенных в звезду.

Способы регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой

Регулирование напряжения трансформаторов способом РПН производится в принципе так же, как и способом ПБВ, но число ответвлений обмотки, т. е. число регулировочных ступеней, обычно бывает больше, а диапазон регулирования — шире. Так, ГОСТ 12022—76 для трансформаторов мощностью 63—630 кВА установил диапазон регулирования напряжения относительно номинального ±10% ступенями по 1,67% (±6X1,67%). ГОСТ 11920—73 разрешил для трансформаторов мощностью 1000—80000 кВА иметь различные диапазоны регулирования: ±9, ±10, ±12%. Существуют серии трансформаторов с еще большим диапазоном: ±16, ±22, ±36. Еще более «глубокое» регулирование требуется для некоторых специальных трансформаторов, например электропечных, где отношение пределов регулирования напряжения обмотки НН нередко составляет 1 : 2, 1 : 3 и даже 1 : 5.

Рассмотрим наиболее распространенную схему работы переключающего устройства с токоограничивающим реактором (рисунок 2). Переключающее устройство имеет следующие основные части: избиратель ответвлений, контактор, токоограничивающий реактор, привод устройства. В схеме имеется два отводящих (токосъемных) контакта избирателя П1 и П2, два контактора К1 и К2, токоограничивающий реактор Р (Iн — номинальный ток трансформатора).

Рис 2. Схемы работы переключающего устройства с токоограничивающим реактором

  • а — положение «два вместе»;
  • б — разомкнут контакт ФК2;
  • в — положение «мост»;
  • г — разомкнут контакт К1

На рисунке 2, а оба отводящих контакта установлены на одном ответвлении обмотки. Такое положение контактов называют «два вместе». Номинальный ток нагрузки делится поровну между двумя половинами переключающего устройства. При необходимости перейти на другое ответвление (ступень) обмотки привод в первую очередь размыкает контакты контактора К2 (рисунок 2, б). Эти контакты разрывают ток, равный половине номинального, и между ними возникает электрическая дуга. После гашения дуги весь ток проходит только через вторую (верхнюю) половину переключающего устройства. Отводящий контакт избирателя (П2) при отсутствии тока (цепь разорвана) переходит на другое ответвление обмотки, после чего контакты К2 вновь замыкаются (рисунок 2, в).

Такое положение переключающего устройства обычно называют положением «мост». Как и в положении «два вместе», номинальный ток нагрузки делится пополам между каждой половиной переключающего устройства. Однако в положении «мост» кроме нагрузочного тока возникает циркулирующий ток, замыкающийся внутри контура, образованного частью обмотки трансформатора и реактором (рисунок 2, в). Величина циркулирующего тока ограничивается сопротивлением контура — в основном сопротивлением реактора. Обычно сопротивление реактора подбирают так, чтобы величина циркулирующего тока была равна половине номинального. В этом случае ток, проходящий через отводящие контакты П1 и П2, не будет больше номинального и нет опасности их чрезмерного нагрева.

Читайте также:  Как сделать тэн с регулятором температуры

Далее размыкаются контакты К1, разрывающие номинальный ток (рисунок 2, г). После гашения дуги весь ток проходит уже через другую половину переключающего устройства. Отводящий контакт П1 избирателя при отсутствии тока переходит на ответвление, где уже стоит контакт П2, контакт К2 вновь замыкается и переключение заканчивается.

Из рассмотрения работы переключающего устройства РПН можно сделать следующие выводы:

  • контакты контактора К1 и К2 замыкают и размыкают ток, т.е. подвергаются воздействию электрической дуги;
  • контакты избирателя П1 и П2 замыкаются и размыкаются без разрыва тока, т. е. при отсутствии дуги;
  • привод должен обеспечить описанную последовательность работы контактов;
  • реактор служит для ограничения циркулирующего тока до необходимой величины (например, до половины номинального тока нагрузки);
  • в положениях контактов избирателя «два вместе» и «мост» ток нагрузки распределяется поровну между двумя обмотками реактора, установленными на одном сердечнике. Эти токи направлены навстречу друг другу и в положение «два вместе» не создают возбуждающего поля в сердечнике и падения напряжения.

Достоинство переключающих устройств с токоограничивающий реактором заключается в возможности длительно работать в промежуточном положении «мост», поэтому для привода этих устройств не требуется специальных быстродействующих механизмов, значит, они могут быть относительно простыми и дешевыми.

В последние годы широкое распространение получили и другие переключающие устройства — с активными токоограничивающими сопротивлениями. Не рассматривая подробно эти устройства, отметим, что их конструкция получается более сложной и дорогой, чем у переключающих устройств с реакторами. Однако они обладают рядом весьма существенных достоинств: громоздкий и тяжелый реактор заменен сравнительно легкими активными сопротивлениями; конструктивно эти устройства более компактны; условия гашения дуги более благоприятны.

Существует много схем регулируемых обмоток трансформаторов. На рисунке 3 показана в качестве примера схема обмотки ВН однофазного трансформатора, регулируемой переключающим устройством с реактором.

Рисунок 3 — Схема обмотки ВН однофазного трансформатора, регулируемой переключающим устройством с реактором

Струйная защита бака РПН

Силовые трансформаторы 110 кВ имеют, как правило, встроенное устройство регулировки напряжения под нагрузкой (РПН).

Устройство РПН находится в отдельном отсеке бака трансформатора, изолированного от основного бака с обмотками. Поэтому для данного устройства предусмотрено отдельное защитное устройство — струйное реле.

Все повреждения внутри бака РПН сопровождаются выбросом трансформаторного масла в расширитель, поэтому в случае наличия потока масла мгновенно срабатывает струйная защита, осуществляя автоматическое отключение силового трансформатора от электрической сети.

Ремонт переключающих устройств (РПН трансформатора)

ремонт рпн трансформатора

При ремонте устройств переключения без возбуждения (ПБВ) тщательно осматривают все контактные соединения переключателя и отводов; определяют плотность прилегания контактов, проверяя зазор между ламелями щупом; измеряют переходное электрическое сопротивление.

Особое внимание обращают на состояние контактной поверхности.

При наличии подгаров или оплавлений устройство заменяют (в зависимости от характера или степени повреждения устройство иногда восстанавливают).

Для удаления налета, образующегося при работе в масле, контактную часть переключателя тщательно протирают технической салфеткой, смоченной в ацетоне или бензине. Остальную часть устройства промывают чистым трансформаторным маслом.

При ремонте переключающих устройств регулирования под нагрузкой (РПН) кроме общих работ по очистке, протирке и промывке наружных и внутренних поверхностей деталей и частей устройства проверяют контактные поверхности избирателя ступеней, контакторов и электрической части приводного механизма. Подгоревшие контакты избирателя, главные контакты контактора и привода тщательно зачищают и проверяют на плотность прилегания, после чего выясняют и устраняют причину подгорания.

Отказ в работе привода переключателя может быть вызван попаданием влаги из-за плохой герметичности дверцы шкафа, а также из-за значительных люфтов соединительных валов. Выявленные дефекты устраняют. Со дна бака контактора удаляют осадки, оставшиеся после слива масла, а также выполняют другие работы в соответствии с инструкцией по эксплуатации устройства РПН.

Защита РПН

Для обеспечения штатной работы устройства применяется газовая защита. Выполняется дополнительная ёмкость (расширитель), соединённая с основной масляной средой трансформатора специальным каналом, в котором установлено реле и сигнальный элемент.

При незначительном газообразовании сигнальный элемент указывает на снижение уровня масла. В случае выброса, расширившееся масло вытесняется в расширитель. Если интенсивность выброса достигает установленного значения, срабатывает реле, отключая трансформатор. Таким способом предохраняется от разрушения контакторы РПН.

Преимущества и недостатки регулирования посредством РПН

Преимущества регулирования без отключения нагрузки в возможности поддержания параметров сети на выходе трансформатора на заданном уровне при изменении характеристик подаваемого напряжения.

Читайте также:  Генератор паз реле регулятор

Также это устройство позволяет регулировать параметры, с учётом необходимой величины.

Выполнение указанных функций достигается без отключения агрегата.

Недостатки связаны с необходимостью усложнения конструкции трансформатора, связанной с использованием дополнительных элементов.

Одновременно снижается надёжность работы агрегата, увеличивается его масса и габаритные размеры.

Расшифровка РПН

расшифровка РПН трансформатора

Видео: Пример работы привода РПН. Схема моторного привода МЗ-4/06

Источник

Регулирования напряжения под нагрузкой – РПН трансформатора

Различное оборудование, потребляющее электрический ток и подключаемое через трансформатор, требует индивидуальных параметров напряжения. Рассмотрим понятие РПН трансформатора, особенности его конструкции и регулировки, прочие сопутствующие вопросы.

  1. Что такое РПН
  2. Особенности конструкции, принцип действия
  3. Классификация
  4. Защита РПН
  5. Преимущества и недостатки регулирования посредством РПН
  6. Как проводится регулировка

Что такое РПН

РПН называют устройство регулирования напряжения под нагрузкой. Данный блок позволяет изменять характеристики напряжения агрегата без отключения трансформатора.

Иногда характеристики сети требуется изменить в процессе эксплуатации, не отключая агрегат, или параметры варьируются в ходе подачи тока. Чтобы обеспечить надлежащий режим подачи напряжения в трансформаторах применяется РПН.

КОНСТРУКЦИЯ

В зависимости от напряжения и мощностных характеристик трансформатора, РПН может изменять коэффициент трансформации от 10 до 16 процентов.

Особенности конструкции, принцип действия

РПН, не смотря на характер действия и выполняемую функцию, не следует относить к реле. Но данное устройство отличается простым принципом действия.

система-переключающего-устр

Система переключающего устройства

На каждой из фаз трансформатора устанавливаются по два подвижных контакта. Один из них прижат к витку катушки, обеспечивающему заданную величину напряжения. При переводе, второй контакт прижимается к витку, изменяющему указанное значение. Включение может производиться вручную или с использованием привода.

конструкция

конструкция рпн

Конструкция устройства отличается, в зависимости от его типа. Но основной принцип предполагает изменение количества работающих витков на первичной катушке трансформатора.

Классификация

Различают несколько типов РПН, отличающихся следующими характеристиками:

расшифровка маркировки

  • 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.

РЕГУЛИРОВАНИЕ

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.

Защита РПН

Для обеспечения штатной работы устройства применяется газовая защита. Выполняется дополнительная ёмкость (расширитель), соединённая с основной масляной средой трансформатора специальным каналом, в котором установлено реле и сигнальный элемент.

При незначительном газообразовании сигнальный элемент указывает на снижение уровня масла. В случае выброса, расширившееся масло вытесняется в расширитель. Если интенсивность выброса достигает установленного значения, срабатывает реле, отключая трансформатор. Таким способом предохраняется от разрушения контакторы РПН.

Преимущества и недостатки регулирования посредством РПН

Преимущества регулирования без отключения нагрузки в возможности поддержания параметров сети на выходе трансформатора на заданном уровне при изменении характеристик подаваемого напряжения. Также это устройство позволяет регулировать параметры, с учётом необходимой величины. Выполнение указанных функций достигается без отключения агрегата.

Недостатки связаны с необходимостью усложнения конструкции трансформатора, связанной с использованием дополнительных элементов. Одновременно снижается надёжность работы агрегата, увеличивается его масса и габаритные размеры.

Как проводится регулировка

Рассмотрим процесс регулировки напряжения на схеме реакторного РПН.

Устройство работает следующим образом:

  • в начальном положении оба избирательных контакта И1 и И2 подключены к одному витку катушки;
  • если необходимо перейти на другую ступень, размыкается К2 (без отключения напряжения) с прохождением тока по реакторной ветви (И1 – К1);
  • производится перевод контакта И2 на другой виток, с замыканием контактора К2;
  • происходит разделение рабочего тока между реакторными ветвями; значение уравнительного тока ограничивает реактор;
  • затем после размыкания К1, И1 переводится на другую ветвь с последующим замыканием контакта.

Последующие переключения производятся в аналогичном порядке.

Применение РПН значительно расширяет вариативные возможности трансформаторов и обеспечивает изменение характеристик напряжения, подаваемого на потребляющие устройства без отключения подачи тока.

Регулирование напряжения без нагрузки: Переключение без возбуждения – ПБВ

Более подробное описание РПН можно найти здесь: Читать подробнее

Источник



Устройство регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой типов РНТА-35/200, 400, 630 и РНТА-60/200, 400

Общие сведения

Устройства регулирования под нагрузкой (РПН) типов РНТА-35/200, 400, 630 и РНТА-60/200, 400 предназначены для встроенного ступенчатого изменения коэффициента трансформации силовых трехфазных трансформаторов общего назначения в нейтрали, подсоединяются к обмотке трансформатора с номинальным напряжением 110 и 150 кВ.

Читайте также:  Расположение регулятора тормозных сил

Структура условного обозначения

РНТА-Х/Х Х1:
РНТ — регулятор напряжения трехфазный;
А — с активным токоограничивающим резистором;
Х — номинальное напряжение, кВ (35; 60);
Х — номинальный ток, А (200; 400; 630);
Х1 — климатическое исполнение (У, ХЛ, Т) и категория
размещения по ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации

Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от минус 60 до 50°С. Температура трансформаторного масла от минус 25 до 100°С, а также от минус 60°С без производства переключений. Степень защиты IР54 по ГОСТ 14255-69. Устройство соответствует требованиям ДСТУ 3461-96 (ГОСТ 24126-97). Требования безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.2-75. ДСТУ 3461-96;ГОСТ 24126-97

Технические характеристики

Номинальное напряжение, кВ — 35; 60 Номинальный ток, А — 200; 400; 630 Максимальный ток переключения, А — 400; 800; 1260 Номинальное напряжение ступени, кВ — 2,5; 1,75; 1,33 Число ступеней регулирования для схем с предызбирателем — 16; 18 Механическая износостойкость, циклы — 500 000 Коммутационная износостойкость контактов, разрывающих ток при переключении, циклы: при номинальном токе 200 А и напряжении ступени 2,5 кВ — 400 000 при номинальном токе 400 А и напряжении ступени 1,75 кВ — 250 000 при номинальном токе 630 А и напряжении ступени 1,33 кВ — 120 000 Установившийся ток КЗ для устройств РПН с номинальным током: 200 А — 4 400 А — 6 630 А — 8 Испытательные напряжения полного грозового импульса: между контактами для присоединения нулевого отвода и землей для устройств РПН класса напряжения: 35 кВ — 200 60 кВ — 325 между крайними контактами одной фазы избирателя, между соседними контактами предызбирателя, между контактами избирателя и предызбирателя для устройств РПН класса напряжения 35 и 60 кВ — 220 между контактами выбранной и предварительной ступени избирателя или контактора (ступень) для устройств РПН класса напряжения 35 и 60 кВ — 65 между контактами для присоединения ответвлений обмоток разных фаз для устройств РПН класса напряжения 35 и 60 кВ — 270 Испытательные кратковременные одноминутные напряжения промышленной частоты: между контактами для присоединения нулевого отвода и землей для устройств РПН класса напряжения: 35 кВ — 100 60 кВ — 140 между крайними контактами одной фазы избирателя, между соседними контактами предызбирателя, между контактами избирателя и предызбирателя для устройств РПН класса напряжения 35 и 60 кВ — 80 между контактами выбранной и предварительной ступени избирателя или контактора (ступень) для устройств РПН класса напряжения 35 и 60 кВ — 35 между контактами для присоединения ответвлений обмоток разных фаз для устройств РПН класса напряжения 35 и 60 кВ — 100 Соединение фаз в устройствах РПН класса напряжения 35 и 60 кВ — Y Время переключения на одно положение, с — 3 Усилие на рукоятке привода ПДП-5Л при ручном управлении, Н, не более — 200 Количество оборотов рукоятки привода при ручном управлении приводом ПДП-5Л на 1 переключение, не более — 48,5 Масса (без масла) устройства РПН с приводом ПДП-5Л, кг, не более — 480

Конструкция и принцип действия

Устройства РПН изготовляются в различных исполнениях в зависимости от схемы регулирования — с предызбирателем. Варианты схемы регулирования приведены на рис. 1.

Схемы регулирования устройств РПН: а — вариант I. Схема с реверсом с одним номиналом (+9 ступеней);
б — вариант II. Схема с реверсом с 3 номиналами (+8 ступеней);
R1, R2 — токоограничивающие резисторы;
K1 н ( ч ) — дугогасительный контакт нечетного (четного) плеча;
K2 н ( ч ) — вспомогательный контакт нечетного (четного) плеча;
K3 н ( ч ) — главный контакт нечетного (четного) плеча;
PO — регулировочная обмотка;
OO — основная обмотка Изменение коэффициента трансформации трансформатора осуществляется контактором и избирателем, к неподвижным контактам которых подсоединяются отпайки регулировочной обмотки трансформатора. В процессе переключения контакты контактора замыкают и размыкают ток под нагрузкой, а контакты избирателя замыкаются и размыкаются без разрыва тока. Процесс размыкания контактов контактора и избирателя происходит в определенной последовательности. Устройство РПН (рис. 2) встраивается в бак трансформатора и состоит из следующих составных частей: контактора, избирателя и привода ПДП-5Л. Комплектно с устройством РПН поставляются: датчик-реле температуры, защитное (струйное) реле контактора;
автоматический регулятор напряжения; дистанционный указатель положений.

РНТА-35/200, 400, 630

Тип устройства РПН Размеры, мм
L L 1 L 2
1890 1610 820

В комплект поставки входят: автоматический регулятор напряжения, защитное (струйное) реле, датчик-реле температуры, дистанционный указатель положений, запасные части по ведомости ЗИП, комплект эксплуатационной документации.

Источник