Устройство и принцип работы реечного переключателя обмоток ПБВ у силового трансформатора
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
В статье про приемо-сдаточные испытания трансформатора ТМГ11-1600 я рассказывал, что переключение ответвлений обмоток у силового трансформатора осуществляется с помощью переключателя ПТРЛ.
Регулирование ступеней напряжения производится в ручную на стороне высокого напряжения (ВН) в пределах от -5% до +5% (ступенями по 2,5%) от номинального напряжения 6-10 (кВ) без возбуждения (ПБВ), т.е. при обязательном отключении силового трансформатора от сети, причем, как по высокой стороне (ВН), так и по низкой (НН).
Регулирование напряжения по высокой стороне (ВН) позволяет упростить конструкцию переключателя из-за меньших токов по сравнению с обмоткой низкого напряжения (НН). Кроме того, обмотка высокого напряжения (ВН) имеет гораздо больше витков, а значит регулирование напряжения можно осуществлять гораздо точнее.
В основном, переключатели ответвлений выполняют на 3 или 5 ступеней регулирования, среднее положение у которых всегда соответствует номинальному напряжению.
При проведении очередных приемо-сдаточных испытаний у подобного трансформатора, правда чуть меньшей мощности (ТМЗ-630/10У1), у нас не проходили полученные значения омических сопротивлений обмоток ВН постоянному току, т.е. разница в измеренных сопротивлениях между фазами была существенная и значительно превышала норматив в 2%, причем на всех положениях переключателя ПБВ.
ПУЭ, Глава 1.8, п.1.8.16.4 и ПТЭЭП, Приложение 3, п.2.5:
РД 34.45-51.300-97 «Объем и Нормы испытаний электрооборудования», 6-ое издание, п.6.8:
В связи с этим было решено слить масло, вскрыть крышку трансформатора и проверить контакты в переключателе ПБВ. Вот я и решил заодно показать Вам устройство и принцип работы переключателя, как говорится не на словах, а на деле.
В рассматриваемом трансформаторе ТМЗ-630/10У1 установлен переключатель ПБВ реечного типа.
Помимо переключателей реечного типа, существуют переключатели и барабанного типа, но о них я расскажу Вам как-нибудь в другой раз, по мере подходящего случая.
Реечный переключатель расположен внутри трансформатора (в масле) прямо под крышкой бака, а его рукоятка выведена наружу.
Как я и говорил в начале статьи, переключение ответвлений обмоток происходит по высокой стороне (ВН).
Вот высоковольтные вводы (ВН) трансформатора.
А вот их вид, но уже при слитом масле внутри бака трансформатора.
Заодно покажу Вам и низкую сторону (НН).
Мне не удалось найти чертеж конструкции переключателя именно нашего трансформатора ТМЗ-630/10У1. Зато на глаза мне попался чертеж аналогичного (похожего) реечного переключателя ПТРЛ с 6 выводами на каждую фазу.
ПТРЛ расшифровывается, как:
- П — переключатель
- Т — трехфазный
- Р — реечный
- Л — лимбовый привод
Как видите, конструкция реечного переключателя обмоток ПБВ достаточно простая. На нижней неподвижной рейке установлены 18 выводов (6 на каждую фазу).
К каждому выводу подключено соответствующее ответвление от обмотки, согласно ниже представленной схемы («звезда» без нуля — Y).
Над неподвижной рейкой расположена подвижная рейка, на которой установлены 3 контактных перемычки (на каждую фазу своя перемычка).
Подвижная рейка соединена с валом ручного привода, при повороте которого она перемещается с определенным шагом через зубчатый сегмент и замыкает своими контактами (перемычками) соответствующие выводы ответвлений обмоток.
Фиксация положения рукоятки переключателя на определенной ступени осуществляется специальным фиксирующим устройством, расположенным на баке трансформатора.
Вернемся к нашей проблеме, по причине которой омическое сопротивление первичных обмоток постоянному току имели неодинаковые значения и выходили за рамки нормы.
Согласно руководства по эксплуатации реечных переключателей, пружины, прижимающие подвижный контакт (перемычку) должны быть сжаты на 1/3 длины от их разжатого состояния, а винты, сжимающие пружины должны быть законтрагаены. Видимо, со временем длительной эксплуатации гайки немного ослабли и, соответственно, ослаб сам контакт, что и давало разброс параметров по омическому сопротивлению.
В итоге сжимающие пружины и гайки затянули соответствующим образом, после чего все замеры пришли в норму.
Помимо представленной в статье схемы первичной обмотки «звезда» без нуля (Y), существует и схема «треугольника» (Д), причем переключение обмоток которой осуществляется аналогичным реечным переключателем с 6 выводами на фазу.
Ниже представлено еще две схемы, где переключение обмоток также происходит с помощью реечного переключателя ПТРЛ, но только с 5 выводами на фазу.
Схема соединения ответвлений обмоток по схема «звезда» без нуля (Y):
Схема соединения ответвлений обмоток по схема «звезда» с нулем (Y0):
Теперь Вы представляете себе устройство реечного переключателя и как происходит переключение обмоток трансформатора. Если у Вас напряжение в сети снизилось (увеличилось) меньше (больше) предельно-допустимого значения, то переключив ступени переключателя ПБВ можно привести выходное напряжение силового трансформатора в нормируемое значение.
Принцип работы реечного переключателя ответвлений обмоток у трансформатора более наглядно продемонстрирован в видеоролике.
Источник
Ремонт трансформаторов — Ремонт переключающих устройств
Содержание материала
Переключающее устройство предназначено для изменения числа витков первичной (или вторичной) обмотки трансформатора и, следовательно, коэффициента трансформации для регулирования вторичного напряжения трансформатора. На рис. 4 приведена принципиальная электрическая схема трехступенчатого переключателя (положение переключателя соответствует номинальному напряжению во вторичной обмотке трансформатора). 
Рис. 4. Принципиальная электрическая схема трехступенчатого переключателя коэффициента трансформации трансформатора
Если рукоятку переключателя повернуть на 120° по часовой стрелке, в первичной обмотке число витков уменьшится, а вторичное напряжение увеличится на 5%. При повороте переключателя в обратную сторону вторичное напряжение уменьшится также на 5 %.
При ремонте переключающих устройств особое внимание уделяют состоянию их контактной системы. Причиной выхода из строя трансформаторов в десяти случаях из ста бывает неисправность переключающих устройств, в частности повреждение их контактов. Неисправности в контактной системе переключающего устройства: недостаточная плотность прилегания подвижных контактов к неподвижным; ослабление соединений регулировочных отводов к контактам переключающего устройства; нарушение прочности соединений отводов с обмоткой и др. Эти неисправности вызывают повышенные местные нагревы, часто приводящие к выходу трансформатора из строя.
В трансформаторах применяются переключающие устройства ПБВ (переключение без возбуждения) и РПН (регулирование под нагрузкой). 
Рис. 5. Переключатель ТПСУ: Рис. 6. Контактная система переключателя ПБВ типа ТПСУ
1 — неподвижный контакт; 2 — подвижный сегментный контакт; 3, 4 — бумажно-бакелитовые трубка и цилиндр; 5 — болт; 6 — крышка бака трансформатора; 7 — металлический фланец; 8 — стопорный болт; 9 — колпак привода
Большинство силовых трансформаторов выполняется с устройством ПБВ различных конструкций, однако основным их элементом является система подвижных и неподвижных контактов. Например, в трансформаторах напряжением 6 или 10 кВ применяют переключатель ПБВ типа ТПСУ (рис. 5). Рабочее положение переключателя фиксируется стопорным болтом, который необходимо открутить, перед тем как повернуть переключатель. На фланце переключателя цифрами помечены положения, а на колпаке имеется стрелка, показывающая положение контактной системы. На рис. 6 приведена контактная система переключателя ПБВ типа ТПСУ. На бумажно-бакелитовом цилиндре 1 закреплены неподвижные контакты 3 с болтами 2 для подключения отводов. Подвижные контакты 5 сегментного типа установлены на валу 4 и прижаты пружинами к неподвижным контактам. Нижний валик б, вал 4 и контакты (сегменты) 5 приводятся в действие (поворачиваются) с помощью рукоятки колпака.
Переключающие устройства РПН выполняются с токоограничивающим реактором, токоограничивающими сопротивлениями и без них. На рис. 7 приведено переключающее устройство РПН с реактором. РПН состоит из избирателя отводов Ai — А„ обмотки 1, контакторов для отключения тока в цепях переключающего устройства, реактора или сопротивлений, с помощью которых ограничивается ток в переключаемой части обмотки во время перевода тока нагрузки с одного отвода на другой без разрыва цепи тока нагрузки трансформатора. Кроме этого, переключающие устройства могут иметь ручной привод, электрический с кнопками управления или автоматический, а также элементы автоматики и сигнализации. 
Рис. 7. Переключающее устройство РПН с токоограничивающим реактором: а — электрическая схема (одной фазы); б — расположение в трансформаторе устройства РПН типа РНТ-13-623/35
Источник
