Трансформаторы и автотрансформаторы РПН применяются как для местного (у потребителей), так и для централизованного (на районных подстанциях) регулирования напряжения.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
1



ФГАОУ ВО


Санкт
-
Петербургский политехнический университет Петра Великого


Институт энергетики и транспортных систем

Кафедра «Техника высоких напряжений,
электроизоляционная и кабельная техника»



Проект допущен к защите


Заведующий кафедрой


_________Титков В.В.


«____» ____________2
016г.





ДИССЕРТАЦИЯ


на соискание степени



МАГИСТРА







Тема:
Диагностика переключающих устройств силовых трансформаторов




Направление: 13.04.02.
-

Электроэнергетика и электротехника


Магистерская программа: 13.04.02.04
-

Техника и физика высоких напряжений



Выполнил

студент

гр. 63213/2


Ковалев С.С
.



Руководитель

к.т.н., доцент кафедры ТВН, ЭиКТ ИЭиТС



_
Дудкин С
.М.


Консультант

к.т.н., начальник Ленинградского





Голенко О.В.

производственного участка Новгородской СПБ

филиал АО Электросетьсервис ЕНЭ
С



Консультант

по экономической части

д.э.н., профессор




_
Окороков Р.В.


Консультант

по разделу «охрана труда»

к.т.н., профессор




Малаян К.Р.



Санкт
-
Петербург


2016



2


Оглавление

Введение

................................
................................
................................
...........................

4

ГЛАВА 1. ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СИЛОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ.

................................
................................
................................
.

9

1.1 Виды переключающих устройств силовых трансформаторов.

.........................

9

1.1.1 Переключающие устройства ПБВ.

................................
................................
....

9

1.1.2 Переключающие устройства РПН.

................................
................................
..

11

1.2

Важнейшие параметры и разновидности трансформаторов регулируемых
под нагрузкой.

................................
................................
................................
............

18

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.

................................
................................
..........

26

2.1 Диагностируемые дефекты.

................................
................................
................

26

2.2 Снятие круговой диаграммы.

................................
................................
..............

27

2.3 Осцилографирование работы контактора.

................................
........................

40

2.4
DRM

метод диагностики РПН.

................................
................................
...........

43

ГЛАВА 3. Проведение диагностики трансформатора ТДТН
-
40000/110.

...............

47

3.1 Описание исследуемого трансформатора.

................................
........................

47

3.2 Описание диагностируемого РПН типа РС


4.

................................
................

49

3.2.1 Общие сведения.

................................
................................
...............................

49

3.2.2 Принцип действия исследуемого переключающего устройства.

................

53

3.2.3 Описание конструкции РС


4.

................................
................................
........

57

3.2.4 Защита РС


4.

................................
................................
................................
...

59

3.2.5 Обслуживание, ревизия и ремонт РС


4.

................................
.......................

61

3.3 Диагностика РПН.

................................
................................
...............................

65

3.3.1 Оборудование используемое для диагностики.

................................
.............

65

При диагностике переключающего устройства использовался универсальный
прибор контроля состояния РПН высоковольтных трансформаторов


Ганимед
-
2.

................................
................................
................................
................................
...

65

3.3.2 Проведение диагностики.

................................
................................
.................

66

3.3.3 Результаты диагностики.

................................
................................
..................

67

3.4 Заключение по результатам диагностики РПН

................................
.................

73

ГЛАВА 4. ТЕХНИКО


ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.

................................
.........

74

3


ГЛАВА 5. ОХРАНА ТРУДА.

................................
................................
.......................

80

5.1
Организационные мероприятия по обеспечению безопасности в ЭУ.

..........

80

5.2 Технические меры по обеспечению безопасности в ЭУ.
................................
.

82

Заключение.

................................
................................
................................
...................

86

Список литературы.

................................
................................
................................
......

88

Приложение 1.

................................
................................
................................
...............

89





4


ВВЕДЕНИЕ


Актуальность темы.
Требованием любого современного потребителя
элек
трической энергии является получение электроэнергии не только в
достаточном количестве, но и надлежащего качества. Основными
качественными показателями элек
троэнергии при питании от электрических
сетей трех
фаз
ного тока являются отклонение и колебание частоты,
несинусоидальность
формы кривой напряжения, несим
метрия напряжений и
смещение нейтрали, отклонения и колебания напряжения. Нормы на эти
показатели оп
ределяются ГОСТ 13109
-
67
.

Для наиболее экономичной
и безаварийной работы потребителя
необходимо, чтобы отклонение напряжения не было больше
допустимого. Требования к точности поддержания напряжения
различны для разных видов нагрузок.


Например, на зажимах приборов рабочего освеще
ния допускаются
отклонения

напряжения в пределах 2,5

5% номинального. На зажимах
электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления допускаются
отклонения напряжения в пределах от

5 до +10% номинального. В
остальных случаях допускаются отк
лонения в пределах
:

±
5%
номинального
.

При отклонениях напряжения, выходящих за норми
руемые
пределы, резко ухудшаются условия работы при
емников
электроэнергии. Например, при снижении на
пряжения на 10%
вращающий момент двигателя умень
шается на 19%. Снижается частота
вращения, что в свою оч
ередь вызывает снижение производительности
меха
низма. Возрастают токи ротора и статора, что приводит к
недопустимому нагреву двигателя. При полной загруз
ке двигателя
снижение напряжения на 10% приводит

к сокращению срока службы его
изоляции вдвое
.

Поскольку колебания и отклонения напряже
ния в электрических
5


сетях неизбежны, требуется его ре
гулирование для обеспечения
необходимых уровней на
пряжения у потребителей.

Простейший вид регулирования


стабилизация на
пряжения
непосредственно у потребителя
, т. е. поддер
жание напряжения на
практически неизменном уровне с помощью стабилизатора напряжения
сравнительно малой мощности. Очевидно, что иметь стабилизатор для
каждого отдельного (мелкого) потребителя нецелесооб
разно; выгоднее
поддерживать на надлеж
ащих уровнях напряжения в точках
энергетических систем, к которым присоединено несколько
потребителей. Чрезмерное рас
пространение местного регулирования,
непосредственно связанного с нуждами конкретного мелкого
потребителя, приводит к дополнительному ущер
бу в масштабе систе
мы
в целом. Эти приборы потреб
ляют сравнительно большую реактивную
мощность, т. е. загружают сети, вызывая дополнительные потери и
ухудшая режим работы др
угих потребителей. Кроме того, Н
а них
тратится большое количество меди и элек
тро
технической стали. Более
выгодно было бы приме
нять

эти материалы для более мощных
централизован
ных уст
ройств регулирования
. Таким образом, обилие
мелких регулирующих устройств является пока
зателем не вполне
рационального построения и режима работы сети.

Однако практически невозможно ограничиться толь
ко
регулированием в центрах питания, поскольку чем дальше от
потребителя находится регулирующее устрой
ство, тем труднее
обеспечить нужное качество напряже
ния для каждого потребителя в
отдельности. Во многи
х случаях требуется не просто стабилизировать
напряже
ние у потребителя, а изменять его по заданному закону,
обеспечивающему наиболее экономичный технологиче
ский режим. Так
осуществляется регулирование напря
жения, например, на электрических
печах. Центра
лизо
ванное регулирование напряжения, т. е.
регулирование напряжения на шинах электростанций и районных под
-
6


станций, наиболее целесообразно осуществлять в виде в
стречного
регулирования
. При этом в период наибольших нагрузок напряжение
устанавливают выше но
минального напряжения сети с целью
компенсации потери напряжения в сети и поддержания напряжения у
потребителей близким к номинальному. В период наи
меньших нагрузок
напряжение понижают. Одним из средств регулирования напряжения в
электрических се
тях явля
ется регулирование возбуждения генераторов
электростанций, однако добиться таким путем необхо
димого качества
напряжения у всех потребителей прак
тически невозможно, и
необходимо применение других специальных средств регулирования.

Весьма важным средством
регулирования напряже
ния является
переключение ответвлений на трансфор
маторах. Многие
трансформаторы снабжаются регулиро
вочными ответвлениями и
специальными переключате
лями ответвлений, позволяющими изменять
число витков обмотки и тем самым осуществлят
ь регу
лирование на
-
пряжения
. Для осуществления операции пере
становки ответвлений
необходимо отключение трансфор
матора от сети. Этот способ
регулирования принято на
зывать переключением без возбуждения
(сокращенно ПБВ). Естественно, что частая перестановк
а регулиро
-
вочных ответвлений эксплуатационно неудобна и непри
годна для
оперативного регулирования.

Одно из важнейших средств регулирования напряже
ния


применение трансформаторов, регулируе
мых под нагрузкой
(сокращенно Р
ПН). Наиболее часто приме
няются т
рансформаторы со
ступенчатым регулировани
ем напряжения под нагрузкой, или, иначе,
трансформа
торы с переключением под нагрузкой.

Трансформаторы и автотрансформаторы РПН при
меняются как
для местного (у потребителей), так и для централизованного (на
районн
ых подстанциях) регули
рования напряжения. Кроме того, их
широко применяют для регулирования распределения мощностей в
7


замкну
тых электрических сетях, а также для связи энер
гетиче
ских
систем
.

Регулируемые трансформаторы и автотрансформа
торы применяют
в с
очетании с другими средствами ре
гулирования напряжения
(синхронные компенсаторы, статические конденсаторы и т. п.). В
большом числе слу
чаев применение регулируемых трансформаторов
оказы
вается наиболее выгодным. Помимо повышения качест
ва
напряжения, их
использование приводит также к уменьшению расхода
металла и снижению потерь в электрических сетях, так как позволяет
избежать вы
бора сечений проводов по допустимой потере напряже
ния и
дает возможность сооружать все сети с плотно
стью тока, близкой к
экон
омической, т. е. обеспечиваю
щей минимум затрат.

Регулирование должно быть, как правило, автомати
ческим.
Распределение регулируемых трансформаторов в сети и выбор режимов
их работы производят с учетом конфигурации сети и обеспечения
потребностей наиболее
ответственных и энергоемких потребителей при
условии соблюдения установленных норм качества электроэнер
гии.

В
соответствии с изложенным, тема данного диссертационного
исследования актуальна.

Объект исследования: объектом исследования является переключающе
е
устройство РПН РС


4.

Предмет исследования:
качество состояния переключающего устройства

Цель работы


исследование методов диагностики
переключающих устройств РПН трансформаторов и практическое
применение этих методов при проведении диагностики
реального
трансформатора.


8


Основные задачи диссертационной работы:

1.

Изучить методы диагности
ки

переключающих устройств
трансформаторов.

2.

Выбрать наиболее подходящий метод и оборудование для
диагностики трансформатора.

3.

Провести диагностику РПН трансформатора.

4.

На основании проведенн
ой работы сделать выводы о
необходимости замены или ремонта оборудования.








9


ГЛАВА 1.
ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СИЛОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
.


1.1
Виды переключающих устройств силовых трансформаторов.


Для снабжения потребителя
качественной электроэнергией необходимо
свести к минимуму колебания напряже
н
ия
, это достигается путем установки
переключающих устройств, таких как ПБВ (переключение без возбуждения) и
РПН (регулирование под нагрузкой).


1.1.1 Переключающие устройства ПБВ.


Переключающие устройства ПБВ

предназначены для переключения
ответвлений обмоток при невозбужденном трансформаторе. Основными
частями ПБВ являются контактная система, состоящая из подвижных и
неподвижных контактов, и приводной механизм, приводящий в дейст
вие
подвижные контакты; вспомогательными частями


бумажно
-
бакелитовые
изделия, предназначенные для электрической изоляции контактов от
заземленных деталей, между отдельными контактами и для крепления
основных частей.

Неподвижные контакты располагают по ок
ружности (на
бакелитовом цилиндре или гетинаксовом диске) или вдоль (на гетинаксовой
рейке или бакелитовой трубке). При расположении контактов по кругу
переключающие устройства называют барабанными, при расположении вдоль


реечными. К неподвижным контакта
м присоединяют винтами, болтами или
пайкой (в зависимости от конструкции) регулировочные ответвления
обмотки. Подвижные контакты примыкают с помощью привода к
неподвижным, осуществляя тр
ебуемое соединение ответвлений.
Соединение
подвижных контактов с непод
вижными имеет три конструктивных
исполнения: кольцевое, сегментное и ламельное (рис. 1
.1
, а, б, в).
Установлены следующие обозначения переключающих устройств ПБВ: П,
10


ПС, ПЛ (однофазные) и ПТ, ПТС и ПТЛ (трехфазные)


барабанного типа
соответственно с
кольцевым, сегментным и ламельным контактом; ПР и ПТР


однофазные и трехфазные реечного типа с ламельным контактом. Кроме
букв в обозначении устройств ПБВ указывают количество зажимов на фазу,
номинальное напряжение и ток, а также количество устройств (пр
и
размещении нескольких устройств на одном валу


рейке). Трехфазные
устройства ПБВ, предназначенные для переключения ответвлений обмоток
близ нейтрали после буквенного обозначения через тире именуют цифрой 0. В
конце обозначения указывают год разработки п
роекта на устройство. Пример
обозначения однофазного устройства ПБВ барабанного типа с кольцевым
контактом, с шестью зажимами, номинальным напряжением 35 кВ и током
160 А, с тремя устройствами на одном валу: П6
-
35/160ХЗ
-
73.


Рис. 1
.1
.

Виды контактов перек
лючающих устройств ПБВ
: а


кольцевой,


б


сегментный,


в


ламельный;


1,2


подвижный и


неподвижный
контакты, 3


ось контакта, 4


пружинный прижим, 5


ось коленчатого
вала, 6


вал подвижного контакта

В зависимости от мощности, напряжения и схемы ре
гулировочных
ответвлений обмоток в трансформаторах применяют различные по
конструкции переключающие устройства ПБВ.





11



1.1.2 Переключающие устройства РПН.


Переключающие устройства РПН

подразделяют на устройства с
токоограничивающим реактором,
токоограничивающими резисторами и без
них. В соответствии с конструктивным исполнением они имеют обозначения:
РНО и РНТ


однофазные и трехфазные без токоограничивающего
резистора;

РНОР и РНТР


то же, с токоограничивающим реактором; РНОА
и РНТА


то же,
с токоограничивающим резистором.

Для обозначения трехфазных устройств РПН, соединяющих фазные обмотки в
звезду, после букв ставят через тире цифру 0. Буквы после дроби,
указывающей напряжение и ток устройства РПН, обозначают: А


контактор
с разрывом дуги
в воздухе, Г


в газе, В


в вакууме, П


контактор, в
котором для переключения без разрыва дуги применяют полупроводники
(контактор с разрывом дуги в масле буквой после дроби не обозначается).
Если несколько устройств РПН имеют один привод, то указывают ч
ерез знак
умножения их количество. В конце обозначения ставят год разработки.
Например, трехфазное устройство РПН с токоограничивающим резистором,
предназначенное для переключения ответвлений обмоток, соединенных в
звезду, на номинальное напряжение 35 кВ и

ток 1000 А, с разрывом дуги в
масле обозначают РНТА
-
0
-
35/1000
-
73.

Основными частями устройств РПН являются: избиратель ответвлений,
предназначенный для выбора нужного ответвления об
мотки перед
переключением; преды
збиратель ответвлений для использования ко
нтактов
избирателя и присоединенных к нему ответвлений обмотки более одного раза
после прохождения всего диапазона регулирования; контактор для
отключения тока в цепях переключающего устройства; токоограничивающий
реактор или резистор для включения (на вре
мя переключения) между
работающим и вводимым в работу ответвлениями с целью ограничения тока в
переключаемой части обмотки и перевода нагрузки с одного ответвления на
12


другое без разрыва цепи тока нагрузки трансформатора. Кроме того,
устройства имеют ручной

привод, электрический с кнопочным управлением и
автоматический, а также счетчик количества переключений, различную
аппаратуру, механизмы, элементы сигнализации и автоматики. Электрическая
схема каждой фазы устройства РПН с реактором (рис. 1, а) состоит из

двух
параллельных симметричных цепей, включающих избиратели И с системой
подвижных и неподвижных контактов, конктаторы К и реактор Р. На схеме
показано рабочее положение на одном из регулировочных ответвлений
обмоток РО. При необходимости перейти на другу
ю ступень напряжения
включением привода переключаются на соответствующее ответвление
контакты одной параллельной цепи, а затем другой в такой
последовательности: открывается контактор, спустя некоторый промежуток
времени избиратель этой цепи переходит на т
ребуемое ответвление, после
этого контактор закрывается, переход на другое ответвление первой
параллельной цепи на этом закончен; далее в той же последовательности
открывается контактор второй параллельной цепи и ее избиратель переходит
на ответвление, в к
оторое перешел избиратель первой цепи, затем контактор
закрывается. На этом цикл перехода с одного ответвления на другое без
разрыва цепи рабочего тока закончен. Назначение реактора в этой схеме


ограничить силу циркулирующего тока в положении «моста», ко
гда одна
параллельная цепь перешла на следующее регулировочное ответвление, а
дружная еще находится на ранее занятом. Рабочий ток реактором при этом не
ограничивается, так как его индуктивное сопротивление практически равно
нулю вследствие того, что в кажд
ой половине его обмотки (верхней и нижней)
рабочие токи, а следовательно, и магнитные поля имеют противоположное
направление.

13



Рис.

1
.2
.

Переключающее устройство РПН с токоограничивающим

реактором
:

а


электрическая схема (одной фазы), б


размещение в т
рансформаторе
устройства РПН типа РНТ
-
13
-
625/35

Размещение частей трехфазного переключающего устройства РПН типа
РНТ
-
13
-
625/35 в трансформаторе показано на рис. 1
.2
, б. Однофазные
избиратели 3 ответвлений фаз А, В и С обмоток 1 и реактор 4 установлены на
я
рмовых балках. Избиратели сочленены между собой бумажно
-
бакелитовыми
трубками, а с контактором


стальным валом 7. Контактная система
избирателей работает без разрыва цепи тока, их контакты не обгорают при
переключении, поэтому избиратели расположены в бак
е вместе с активной
частью. Действие контакторов 2 сопровождается разрывом тока в
параллельной цепи с возникновением дуги, поэтому контакторы размещены в
отдельном кожухе, заполненном трансформаторным маслом, которое не
сообщается с маслом бака трансформат
ора. Это позволяет производить
осмотр и ремонт контактора с заменой масла без вскрытия бака
трансформатора.

Приводной механизм размещен в коробке 5, установленной на стенке бака
трансформатора. Переключение происходит так, что избиратели и контакторы
всех
фаз действуют одновременно.

14


Полный цикл переключения со ступени на ступень происходит за один оборот
главного вертикального вала 6 длительность переключения около 3 с.


Рис.
1.3
.

Схема работы переключающего устройства РПН на резисторах
:

а


е


последоват
ельность переключения контактной системы со ступени
ступень

Схема и последовательность переключения контактов переключающего
устройства РПН

на резисторах

показана на рис. 2, а

е. В нормальном
рабочем положении, для примера, на ступени II (рис.
1.3
, а) конт
акты К1 и К2
контактора paзомкнуты, КЗ и К4 замкнуты. Таким образом, сопротивление
резистора R2, зашунтировано и ток нагрузки /н проходит через избиратель П2,
контакт К4 и дальше по цепи в нейтраль и линию. При этом избиратель П1
нечетных ступеней обесточе
н и находится в ожидании команды от
приводного механизма на выбор ступени I или III. Если требуется перейти на
15


ступень III, привод работает для вращения в сторону увеличения номера
ступени, на ступень I


в обратную сторону. В первый момент работы
приводно
го механизма избиратель 171 переходит на ступень III (рис.
1.3
,
б
),
затем вступает в работу


контактор: размыкается контакт К4 (рис.
1.3
, в) и ток
нагрузки проходит через резистор R2. Далее замыкаются контакты К2
(рис.
1.3
, г), образуется «мост» и ток нагруз
ки проходит через резисторы RI и
R2. Кроме того, в контуре возникает циркулирующий ток. Затем размыкается
контакт КЗ (рис.
1.3
, д) и ток нагрузки идет через резистор RI так же, как на
рис.
1.3
, б. Далее замыкается контакт

0, шунтируется резистор RI и на этом
заканчивается цикл переключения


трансформатор работает на III ступени
напряжения (рис.
1.3
, е). Порядок работы избирателя и контактов при
последующих переключениях тот же. Контактор переключается мощными
пружинами пра
ктически мгновенно.

Основные преимущества устройств РПН с резисторами по сравнению с
устройствами с реакторами следующие: компактность


мощный громоздкий
реактор заменен небольшими резисторами, совмещенными с портативным
контактором; контактор, избиратель

и предызбиратель образуют как бы одну
сборочную единицу, что упрощает установку устройства в баке
трансформатора; не требуется выносной кожух для контактора; случайный
отказ в электропитании электропривода в процессе переключения не
приводит к длительной
нагрузке резисторов током и, как следствие, их
повреждению.

Компоновка основных частей трехфазного переключающего устройства РС
-
4
на резисторах (болгарского производства), широко применяемого в
трансформаторах отечественного производства, показана на рис.
1.4
. К
верхнему несущему фланцу 1 при крепле
н главный изоляционный цилиндр 3
,
в котором расположены контактор 4 и резисторы 5. К главному цилиндру с
помощью фланца 6 прикреплены избиратель и предызбиратель. Крепление
выполнено герметично, чтобы масло, в ко
тором находится контактор, не
смешивалось с маслом трансформатора.

16



Рис.
1.4
.

Компоновка основных частей трехфазного устройства РПН типа РС
-
4
на резисторах

Избиратель состоит из гетинаксовых реек 7, прикрепленных своими
концами к верхнему и нижнему фланца
м 14, и имеет центральную
17


изоляционную трубу 12 с закрепленными на ней токоведущими кольцами 11
(по два на фазу). Рейки с закрепленными на них неподвижными контактами 9
поочередно несут на себе контактный ряд для четных и нечетных
ответвлений; соответствен
но расположению колец контактные ряды смещены
по высоте.

Подвижные контакты 10 закреплены на двух изоляционных валах 8. На одном
из них соответственно контактным рядам на рейках расположены нечетные
контакты для трех фаз, на другом


четные. С помощью коле
с мальтийской
передачи, расположенной в верхнем фланце 6 избирателя, валы, перемещаясь
по окружности вокруг центральной трубы, выбирают требуемое ответвление
на рейках неподвижных контактов.

Кольца соединены изолированными проводами, проходящими через
цент
ральную трубу, с зажимами 15, а последние


с зажимами 16 контактора,
расположенными с наружной стороны главного цилиндра. Предызбиратель,
расположенный сбоку избирателя, состоит из верхней и нижней плит,
изоляционных реек с неподвижными контактами и приво
дного изоляционного
вала 13 с подвижными контактами (мостами).

В верхнем кожухе 6 избирателя расположен механизм передач, состоящий из
зубчатых и мальтийских колес и приводящий в действие через изоляционный
вал 2 валы избирателя, предызбирателя и контактор
а. Изоляционный вал 2
получает вращение от вертикального и горизонтального валов электрического
привода, находящегося на баке трансформатора.

Последовательность действия переключающего устройства такая:
включением привода дается команда на переключение; ва
л избирателя,
контакты которого не под нагрузкой, поворачивается вокруг центральной
трубы на заданный конструкцией угол и соединяет свои подвижные контакты
с неподвижными на рейках, с кольцами и неподвижными контактами
контактора.

Завершает цикл переключен
ия механизм переброски подвижных контактов
контактора на подготовленную ступень в последовательности, приведенной
18


на рис.
1.3
.

Переключающее устройство крепится к крышке трансформатора фланцем 1
на торце узкой стороны бака.

Переключающие устройства типа ПБ
В не будут рассмотрены в работе,
так как при использовании этих устройств необходимо снимать напряжение с
трансформатора, а это приведет к отключению, хоть и кратковременному,
потребителя. В отличии от ПБВ устройства РПН не требуют снятия
напряжения с тран
сформатора для переключения, что значит что потребитель
не будет страдать и нести убытки.

Однако РПН имеет минусы, такие как
сложность конструкции и как следствие дороговизна.


1.2

Важнейшие параметры и разновидности трансформаторов регулируемых под
нагрузкой.


Диапазон регулирования


это разность максималь
ного

и
минимального напряжений обмотки, получаемых при регулировании. Обычно
диапазон выражают в про
центах номинального напряжения обмотки. По
-
следнее чаще всего является также средним значением
напряжения обмотки,
поэтому диапазон отсчитывают в обе стороны от номинального значения.
Например, диапазон регулирования ±10% означает, что напря
жение можно
как повысить, так и понизить относи
тельно его номинального значения на
10%
. Изредка встречается
несимме
тричный диапазон, например +12%
и
-
8%.

Ступень регулирования


это наименьшая разность напряжений,
обеспечиваемая при регулировании. Она также обычно выражается в
процентах номинального напряжения
.

Понятия номинальной мощности и номинального то
ка для

трансформаторов РПН не отличаются от таких же понятий для
нерегулируемых трансформаторов. При неизменной мощности
номинальный ток зависит от поло
жения переключающего устройства.
19


Однако для транс
форматоров общего назначения номинальные токи от
-
ве
твлений обмотки ниже

5% принимаются равными 1,05
номинального тока обмотки. Таким образом, при дальнейшем снижении
напряжения мощность трансфор
матора уменьшается пропорционально
напряжению
.



Естественно, что значения напряжений короткого за
мыкания (к.
з.), токов холостого хода (х. х.) и потерь трансформатора при различных
положениях переклю
чающего устройства, как правило, различны.

РПН и ПБВ одной и той же обмотки, например делают

несколько
диапазо
нов, переключение которых производится при отключен
но
м от
сети трансформаторе, или осуществляется (так
же без возбуждения)
переключение схемы соединений обмоток со звезды на треугольник.

Иногда применяют сочетание РПН и ПБВ одной и той же обмотки,
например делают назначения, позволя
ющие осуществлять
регулир
ование напряжения распре
делите
льных и питающих сетей
.
Основные пара
метры и технические требования к этим трансформато
-
рам отечественного производства регламентированы ГОСТ 11677
-
65 и
другими стандартами.

Наиболее обширную группу трансформаторов РПН образ
уют
трансформаторы общего Естественно, что значения напряжений
короткого за
мыкания (к. з.), токов холостого хода (х. х.) и потерь
трансформатора при различных положениях переклю
чающего
устройства, как правило, различны.

Понижаю
щие трансформаторы мощностью 25
-

630 кВ*А на
напряжение до 35 кВ включительно устанавли
вают

на подстанциях
низшего звена электроснабжения
,
связывающих городские и се
льские
распределительные сети 6
-

10 кВ с потребительскими сетями 220 н 380
В
, а также се
ти 35 кВ с сетями 6
-

10 кВ. Трансформаторы РПН этой
серии выпуска
ются на номинальные мощности 63
-

630 кВ
-
А в
трехфазном исполнении с естественным масляным охлаждением и имеют
20


диапазон регулирова
ния ±10% (±6 ступеней по 1,67%). Все выпускаемые
в настояще
е время трансформаторы этой серии снабже
ны устройством
автоматического регулирования напря
жения, которое в данном случае
является обязательным, поскольку подстанции, на которых они
установлены, не имеют обслуживающего персонала
.

Трансформаторы тех же кла
ссов напряжения, но мощностью

1 000

80 000 кВ
-
А, включ
ают четыре серии с РПН
. Сюда относятся
трехфазные двухобмо
точные трансформаторы с естественным масляным
ох
лаждением (типа ТМН) мощностью 1 000

6 300 кВ
-
А с
регулированием на стороне ВН (±6
ступеней по 1,5% при напряжении 20
или 35 кВ и ±8 ступеней по 1,25% при напряжении 6 или 10 кВ).
Следующая серия пред
ставлена тремя типами трансформаторов с
масляным дутьевым охлаждением (типа ТДН) мощностью 10; 16 и 25
MB
*А. Трансформаторы мощностью 25
-

63 МВ
-
А выполняются с
расщепленной обмоткой НН (серия ТРДН). Четвертая серия включает
три типа трехобмо
точных трансформаторов мощностью 6,3; 10 и 16 МВ
-
А. Последние три серии трансформаторов имеют РПН на стороне ВН
(36, 75 кВ), ±8 ступеней по 1,5%.

Трансформаторы РПН класса напряжения 110 кВ выпускаются
мощностью 2,5

80 МВ
-
А в двух
-

и трех
обмоточном трехфазном
исполнении, с расщепленными и нерасщепленными обмотками с
различными способами охлаждения >в зависимости от мощности.
Транс
форматор мощность
ю 2 500 кВ*А имеет РПН на сторо
не НН (6, 6;
11 или 22 кВ) с несимметричным диапазо
ном ( + 10 и

8 ступеней по
1,5%), а остальные снаб
жены РПН на стороне ВН, а именно 115 кВ
±16% (±9
*
1,78%).


Трансформаторы РПН классов 35 и 110 кВ комплек
туются.
блоками

автоматического регулирования напря
жения. Предусмотрено
также полуавтоматическое (кнопочное) управление со щита подстанции.
21


Кроме описан
ных новых серий трансформаторов РПН этих классов, в
эксплуатации имеется много трансформаторов старых выпусков, обычн
о
имеющих диапазон регулирования ±10% (±4 ступени по 2,5%).

Увеличение диапазона и уменьшение ступени позво
лили
значительно улучшить качество регулирования
.

На класс напряжения
220 кВ выпускаются понижающие тр
ансформаторы мощностью 10

160МВ
А (двух
-

и трех
обмоточные) с регулированием на стороне ВН
(230 кВ ±12%). Число ступеней точно не регламен
тируется стандартом,
но требуется, что
бы их было не менее ±8
. Назначение этих
трансформаторов как трансформаторов классов 35 и 110 кВ

регулирова
ние напряжения на п
одстанциях, являющихся центрами
питания соответствующих сетей.

Для связи электрических сетей 110 и 220 кВ предус
мотрен выпуск
трехфазных трехобмоточных автотранс
форматоров мощностью 32

250
MB
А. Помимо авто
трансформаторной связи между сторонами ВН
(230кВ
) и СН (121 кВ), имеется трансформаторная обмотка НН класса
6

35 кВ. Регулирование осуществляется на сто
роне СН (диапазон ±12
%, число ступеней не менее ±6, т. е. ступень должна быть не более 2%
!
).

Автотрансформаторы классов напряжения 330, 500 и 750 кВ
и
зготовляются в трех
-

и однофазном исполне
нии и предназначаются для
связи энергосистем. Регули
рование осуществляется в общей части
обмоток (в общей нейтрали) обмоток ВН и СН или на стороне СН. Диа
-
пазон регулирования при классах напряжения на сторо
не СН
110 и 220
кВ составляет обычно ±12%, а при бо
лее высоких классах его
приходится ограйичивать
-

ввиду того, что пока отсутствуют
переключающие устрой
ства с необходимыми параметрами
.

Кроме рассмотренных трансформаторов общего наз
начения со
встроенным
регулированием напряжения, применяются также
специальные регулировочные транс
форматоры, основное назначение
которых заключается именно в регулировании напряжения, а не в его
22


транс
формации. Их основная разновидность


линейные
регулировочные трансформаторы
. Как показывает само название, они
прибавляют к основному напряжению ли
нии или нерегулируемого
трансформатора некоторое добавочное регулируемое напряжение. Такой
способ
pe
гулирования часто называют косвенным в отличие от прямого
регулирования, осуществл
яемого встроенной аппаратурой РПН. Понятие
диапазона регулирования линейного регулировочного трансформатора
несколько отличается от такого же понятия обычного трансформа
тора
РПН. Если диапазон регулирования составляет, например, ±10%, это
означает, что ди
апазон отнесен к номинальному напряжению основной
сети, в которой осуществляется регулирование. Если рассматривать вы
-
ходное напряжение регулировочного трансформатора как отдельной
единицы, это напряжение может изме
няться в пределах от нуля до
максимально
го значения. Например, для косвенного регулирования в
сети 110 кВ в пределах ±10% необходимо иметь линейный регули
-
ровочный трансформатор с изменением напряжения каж
дой фазы в
пределах ±6 350 В. Выходная обмотка и выполняется на это напряжение,
а ее изоля
ция долж
на быть рассчитана на полное напряжение сети
(110кВ).

Линейные регулировочные трансформаторы применя
ют в сетях
различных классов напряжений. Они выпус
каются с диапазонами
регулирования ± 15 % для сетей 6

10 и 35 кВ. В дальнейшем
предполагается р
азработ
ка регулировочных автотрансформаторов
мощностью 63 и 125
MB

-

А для сетей 110 кВ
.

Пример обозначения типа линейного регулятора: ре
гулировочный
трансформатор ЛТДН
-
100000/35. Буква Л обозначает «линейный»,
остальные буквенные обозна
чения обычны для

трансформаторов
(трехфазный с ду
тьевым охлаждением и регулированием под
нагрузкой). Мощность 100 000 кВ
-
А (проходная) и класс напряж
е
ния 35
кВ отнесены к сети, в
которой осуществляется регулирование. Кроме
23


линейных регулировочных транс
форматоров, приме
няют также
последовательные регу
лировочные трансформаторы, предназначенные
для включения последовательно с обмоткой нерегулируемо
го
трансформатора со стороны нейтрали или у линейно
го конца.

Одна из важнейших характеристик режима эксплуа
тации любого
тра
нсформатора РПН

количество пере
ключений переключающего
устройства в единицу време
ни. На трансформаторах, укомплектованных
устройст
вами автоматического управления, переключения более часты,
чем при их отсутствии. Переключающие устройст
ва трансформаторов

РПН общего назначения и линей
ных регуляторов с автоматическим
управлением делают до 10

15 тыс. переключений в год. Большинство
видо
в специальных трансформаторов Р
ПН предназначено для
регулирования напряжения в промышленных электро
установках.
Например, э
лектропечные трансформаторы предназначены для
регулирования тока электрических печей. При этом в принципе
возможны два случая. В первом сопротивление нагрузки, определяемое
свой
ствами расплавленного материала, неизменно, и необ
ходимо
поддерживать ток на
заданном уровне при коле
баниях напряжения сети.
Во втором случае сопротивле
ние изменяется в процессе плавки, но
необходимо под
держивать ток в требуемых пределах или изменять его
по заданному закону, определяемому технологическим процессом. В
первом случ
ае процесс регулирования по существу не отличается от
регулирования в обычных трансформаторах. Во втором случае
требуются значи
тельно более широкие пределы регулирования. Поэтому
диапазон регулирования электропечных трансформато
ров значительно
больше, че
м трансформаторов общего назначения, и его обычно не
выражают в процентах но
минального напряжения, а указывают так
называемую кратность регулирования, т. е. отношение максимально
го
напряжения к минимальному. У многих типов элек
тропечных
трансформаторов
кратность регулирования достигает 5. При этом
24


обычно постоянной величиной является не мощность, а вторичный ток,
следовательно, мощность трансформатора при регулировании изменя
-
ется пропорционально напряжению. Различные серии электропечных
трансформаторов
различаются по назна
чению в зависимости от типов
печей; они имеют опреде
ленные особенности, определяемые
специфическими условиями технологического процесса.

Широко применяются трансформаторы РПН для пи
тания дуговых
сталеплавильных печей. Они выпускают
ся в одно
-

и трехфазном
исполнении, их мощности не
прерывно растут. Намечен выпуск
трансформаторов мощностью до 125
MB

«А. Число ступеней
регулирова
ния обычно такое же, как у силовых трансформаторов.
Диапазон регулирования доходит до 70 % (кратность регул
ирования
около 3), поэтому ступени регулирования обычно больше, чем в
силовых трансформаторах. Число переключений достигает 30

50 тыс. в
год. Часто требу
ется раздельное регулирование напряжений каждой
фазы. Для режима работы таких трансформаторов ха
ракте
рны частые
перегрузки (кратность до 3

3,5), свя
занные с режимом работы печи.

Близки к указанным параметры трансформаторов для

питания
индукционных электропечей, однако мощ
ности их ниже, пофазного
регулирования обычно не тре
буется, режим работы более спо
койный.

Трансформаторы для питания руднотермических электропечей
(например, печей для производства жел
того фосфора или карбида
кальция) принадлежат к чис
лу трансформаторов РПН с наиболее
тяжелым режимом работы. Для них характерна очень большая частота
пе
реключений (до 100 тыс. в год). Перегрузки более редки, чем для
трансформаторов, питающих сталепла
вильные печи, но кратность их
значительно больше (до 10

15); также широко применяется пофазное
регулиро
вание.

Для некоторых специальных электропечей требуют
ся
трансформаторы с большим числом мелких ступеней регулирования (до
25


80

100). Число переключений в еди
ницу времени в этом случае также
получается очень большим.

Характеристики преобразовательных трансформато
ров для
питания электролизных установок и усло
вия их работы близки к
характеристикам и условиям работы электропечных трансформаторов.
Для них также харак
терны большие коэффициенты трансформации,
мелкие ступени, а диапазоны регулирования даже большие, чем в
электропечных. Например, в трансформаторе ти
па ТДНП
-
40 000/10
выходное напряжение регулируется от 138 до 861 В тремя диапазонами.
Переключение диапа
зонов осуществляется без возбуждения, а
регулирование в каждом диапазоне производится под нагрузкой 19 сту
-
пенями. Таким образом, общая кратность регул
ирования более 6. Часто
в таких трансформаторах по условиям технологии приходится делать
неодинаковые ступени. Частота переключений в процессе эксплуатации
очень велика.

Специальные трансформаторы РПН .применяются также для
регулирования напряжения на элек
тровозах переменного тока. Для этих
трансформаторов характер
но глубокое регулирование и большая частота
переклю
чений, но их мощности невелики. Главное требование к ним



минимальные габариты и масса
.










26


ГЛАВА 2.
МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ
СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.


2.1 Диагностируемые дефекты.


Разнообразные методы диагностики применяются с целью
выявления дефектов в переключающих устройствах. Существует целый
ряд повреждений типовых для переключающих устройств. К таким
повреждения
м относятся:



Выход контактора из «замка»



Выход из строя токоограничивающих резисторов



Задержка переключения



Повреждение защитной мембраны



Повреждение изоляционного вала избирателя

Выход контактора из «замка» заключается в том,

что постепенно, с
течением вр
емени, происходит износ ролика контроллера и выреза командного
диска, вследствие чего увеличивается отклонение взаимного расположения
ролика и выреза командного диска, что приводит к нечеткой фиксации ролика в
вырезе диска. Неисправность усугубляется посте
пенным ослабеванием пружин
контроллера. В переключающих устройствах с таким дефектом переключения
могут сопровождаться смещением подвижных и неподвижных контактов, что
приводит к их подгоранию или оплавлению. В ряде случаев контакты
контактора зависают в п
оложении «мост», что ведет к перегоранию
токоограничивающих резисторов.

Чаще всего выход из «замка» происходит
при переключении в зимнее время при низких температурах и повышенной
вязкости масла. После установки второй пружины на контроллере случаев
выхода

из «замка» стало значительно меньше, но при переключении устройств
в холодное время года, особенно устройств с большим сроком наработки
(таким, как на рассматриваемом трансформаторе) выход контактора из замка»
по
-
прежнему может произойти.

27


Выход из строя
токоограничивающих резисторов
-

зависание контактов
контактора в положении «мост», что приводит к перегоранию
токоограничивающих резисторов.

Задержка переключения происходит в следствии появления
старения металла (усталости) переключающей пружины.

Так же
есть дефекты обусловленные недостаточной проработкой
конструкции у РПН типа РС


4. К таким повреждениям следует
отнести:



Негерметичность между баком трансформатора и баком
контактора



Недостаточная чистота поверхности обработки контактов



Подгар контактов и
з
-
за ослабления контактного нажатия


2.2

Снятие круговой диаграммы.


Снятие круговой диаграммы следует производить на всех положениях
переключателя. Круговая диаграмма не должна отличаться от снятой на
заводе
-
изготовителе. Проверку срабатывания переключающ
его устройства и
давления контактов следует производить согласно заводским инструкциям.


Круговую диаграмму переключающего устройства снимают при повороте
ведущего вала от одного заранее выбранного положения до другого, затем при
повороте обратно. Диаграмм
у снимают таким образом, чтобы проверить
работу


всех контактов контактора и избирателя.

Для реакторных устройств круговую диаграмму снимают при одном полном
обороте вертикального вала независимо от того, происходит ли за это время
одно или два переключени
я.

Для резисторных устройств, имеющих отдельный контактор, круговая и
временная диаграммы снимаются при переключении не менее, чем на два
28


положения подряд, так как эти устройства обычно работают со сдвигом
регулировочных ответвлений.


Для трехфазных
устройств допускается производить по фазное испытание, а
для устройств с параллельным соединением контактов проверяют
одновременность размыкания и замыкания параллельных контактов.


Если имеется предизбиратель, круговую диаграмму снимают между
положениями
переключающего устройства, в пределах которых он участвует
в переключениях.


Снятие круговой диаграммы РПН с реакторами. Для снятия круговой
диаграммы необходим металлический диск с прикрепленной к нему круговой
шкалой из электрокартона или бумаги, разделе
нной на 3600
делений,
через 10.
Диаметр диска для удобства отсчета должен быть 300
-

350 мм.

Диск со шкалой укрепляют на вертикальном валу переключателя, при этом
ось вала должна проходить через центр шкалы.


Для отсчета угла поворота вала служит неподвижн
ая стрелка, укрепленная на
неподвижной части приводного механизма. Для повышения точности отсчета
плоскость шкалы должна быть перпендикулярна оси вертикального вала
переключателя. Перед началом измерений шкала устанавливается так, чтобы
указательная стрелк
а показывала нуль.


На силовых трансформаторах с РПН последних выпусков диск
изготавливается на заводе и укрепляется на верхней крышке приводного
механизма. В этом случае указательную стрелку прикрепляют к одному из
болтов нониусной муфты вертикального вал
а. Сливается масло из бака РПН,
снимается крышка, контакты контактора протираются насухо от масла.


Перед снятием круговой диаграммы переключающее устройство

устанавливают в обычных, рекомендуемых заводом
-
изготовителем
положениях, например, 5
-
е для РНТ
-
13
и 11
-
е для РНТ
-
18, РНТ
-
20, причем
для исключения влияния люфтов приводной механизм ставят в исходное
положение вращением его рукоятки в ту же сторону, в какую будут вращать
рукоятку при последующем снятии круговой диаграммы.


29


В практике применяется несколь
ко различных схем для снятия круговых
диаграмм
-

метод сигнальных ламп и метод амперметра
-
вольтметра.


Метод сигнальных ламп. Направление вращения приводного механизма при
его установке должно совпадать с направлением вращения при последующем
снятии диагра
ммы; это исключает влияние люфтов переключающего
устройства.


Электрическую схему для испытания собирают таким образом, чтобы
моменты замыкания и размыкания контактов избирателя и контактора
фиксировались загоранием и погасанием сигнальных ламп.


Рис. 2.1
.1

Схема снятия круговой диаграммы переключающего устройства с
предизбирателем и мостиковым включением дугогасительных контактов.

П
-

контакты предизбирателя; П1, П2
-

контакты избирателя;

К1, К2, К3
-

контакты контактора; Л1, Л2
-

сигнальные лампы.

На рис
. 2.12 представлена схема снятия круговой диаграммы
30


переключающего устройства с предизбирателем и мостиковым включением
дугогасительного контактора, реализующая данный метод. К контактам К1 и
К2 подключается лампа на 12 В, а на выводы А
-

Х подается питани
е от
постороннего источника 220 В через реостат. Положение реостата
регулируется таким образом, чтобы при разомкнутом контакторе сигнальные
лампы горели с заметным накалом. Вместо сигнальных ламп можно в
ключить
амперметры.


На рис. 2.
1.
2

представлена схема

снятия круговой диаграммы с контактором и
избирателем при выведенной средней точке реактора.


Рис. 2.
1.
2

Схема снятия круговой диаграммы с контакторами и избирателями
при выведенной средней точке реактора

При снятии круговой диаграммы необходимо собрать
схему, включить
питание и убедиться, что при размыкании контактов контактора загораются
соответствующие сигнальные лампы. Установить переключающее устройство
в исходное положение. В этом положении лампы гореть не должны.
Медленно вращать рукоятку приводног
о механизма в сторону следующего
положения. Размыкание контактов К1 контактора отмечают по загоранию
лампы JI1, а размыкание контактов избирателя П1
-

по погасанию этой лампы.
Если устройство собрано неправильно (вместо контактов избирателя П1
переключаютс
я контакты П2), лампа не гаснет, а наоборот, загорается более
31


ярко и может перегореть. При дальнейшем вращении отмечают замыкание
контактов П1 избирателя на следующем положении (по загоранию лампы Л1)
и замыкание контактов К1 контактора (по погашению соотв
етствующей
лампы).


Продолжая вращение в ту же сторону, контролируют работу другой половины
переключающего устройства с помощью сигнальной лампы Л2.


После прихода в следующее фиксирующее положение (по показаниям цифры
в окошечки коробки привода) продолжаю
т вращение рукоятки привода
немного дальше, после чего снимают диаграмму в обратную сторону. При
всех случаях загорания и погасания сигнальных ламп фиксируются показания
угла поворота диска шкалы.

Из прямого и обратного хода переключателя высчитывают его л
юфт.

Результаты измер
ений углов записывают в таблицу.
При необходимости
отдельной проверки работы переключателей П1 и П2 дугогасительными
контактами К1 и К2 нужно заложить изоляционные прокладки и повторно
снять круговую диаграмму.

Схема снятия круговой ди
аграммы переключающего устройства без
отдельного контактора представлена на рис. 2.
1.
3
. Порядок снятия круговой
диаграммы для данных переключателей аналогичен представленному выше.


Метод "амперметра
-
вольтметра". Данный метод может быть применен при
наличи
и на месте измерения прибора К
-
50 или амперметра и вольтметра.


Для снятия круговой диаграммы необходимо собрать схе
му представленную
на рис. 2.15.


32



Рис. 2.
1.
3

схема снятия круговой диаграммы переключающего
устройства без отдельного контактора

Затем
подать питание на схему от автотрансформатора. Установить ток
равный примерно 5 А (ток протекает по цепи 1
-
А
-
К1
-
В
-
2). Медленно вращая
рукоятку приводного механизма, наблюдают за показаниями амперметра. При
размыкание К1 (ток падает с 5 до 2 А) произвести о
тсчет углов по шкале
углов (при разомкнутом К1 ток протекает по цепи 1
-
А
-

П1
-
Д
-

П2
-

К2
-
В
-
2).

Продолжая вращать рукоятку приводного механизма, фиксируют угол
поворота вала переключателя, при котором повышается напряжение (цепь
тока разрывается), что означае
т факт размыкания контакта П1. Продолжают
вращать рукоятку и фиксируют понижение напряжения по вольтметру (в цепи
появляется ток). Данный факт означает переход контакта П1 в следующее
положение.

33



Рис. 2.
1.
4

Схема сня
тия круговой диаграммы методом «
амперме
тра
-
вольтметра
»
.

При дальнейшем вращении рукоятки переключателя фиксируется угол
включения контакта контактора К1 по увеличению величины тока до 5 А.


Затем вращают рукоятку переключателя в обратном направлении и отмечают
все точки на шкале градусов, при к
оторых происходят изменения тока или
напряжения (по аналогии с прямым ходом переключателя).


Подобным образом снимают круговые диаграммы на всех фазах, используя
вначале контакты К1, а затем контакты К2.

Из
«
прямого
»

и
«
обратного
»

хода вертикального вала в
ычисляют люфт
приводного механизма.


По результатам измерений строятся круговые (развернутые) диаграммы
переключающих устройств.


Круговые диаграммы переключающих устройств с реактором отечественного
производства должны удовлетворять следующим требованиям:


-

отрезок
«
а
»

(угол перекрытия контактов) на развернутой диаграмме должен
быть не меньше величины, указанной в табл. 2.1, в противном случае
требуется регулировка горизонтального вала переключателя;


-

величина люфта, т.е. сдвиг между
«
прямым
»

и
«
обратны
м
»

ходом
переключателя, не должен быть более величины, указанной в заводской
инструкции. Большой люфт является результатом плохой сборки или
указывает на износ деталей переключающего механизма;

-

промежуток, выраженный в углах поворота вертикального вала,
в течение
34


которого контактор закрыт, должен быть расположен симметрично
относительно промежутка, в течение которого переключатель закрыт;


-

если развернутая диаграмма целиком несимметрична относительно линии
1800, то необходима регулировка вертикального в
ала, соединяющего
приводной механизм с контакторной коробкой.


Совершенно недопустима такая работа переключающего устройства, при
которой переключатель открывается и закрывается, когда контактор закрыт.


Для ориентировки на рис. 2.
1.5

приведены развернутые

диаграммы
переключающих устройств типа РНТ
-
13, РНТ
-
18, РНТ
-
20.

Таблица 2.1
.

Значения угла перекрытия контактов

Тип
переключающего
устройства

Угол
перекрытия, 0

PHT
-
13

25
-
30

PHT
-
18

15
-
20

PHT
-
20

30


Снятие круговой диаграммы РПН с резисторами. Главная
особенность
резисторных устройств РПН
-

наличие специального аккумулирующего узла,
обеспечивающего завершение начавшегося процесса переключения с
заданной скоростью независимо от скорости приводного механизма. В
качестве такого узла используется пружинный
привод быстродействующего
контактора. Значительную часть времени переключения таких устройств
составляет время завода переключающих пружин. После окончания завода
пружины освобождаются и запасенная в них энергия расходуется на быстрое
переключение контакто
ра в другое положение.

Поскольку переключение контактора совершается очень быстро, для
резисторных устройств РПН снимают не только диаграмму совместной
35


работы контактора с избирателем в зависимости от угла поворота входного
вала, но также диаграмму работы
контактов контактора в зависимости от
времени (осциллографируют временную диаграмму).


Проверка диаграммы совместной работы избирателя и контактора
производится методом
«
сигнальной лампы
»

по схеме приведенной на
рис.2.
1.
6
.


При сборке измерительной схемы с
ледует обратить внимание на качество
контактных соединений проводов. С этой целью к проводам, подсоединенным
к контактам контактора (маркировка 31
-
32) сле
дует напаять зажимные
контакты «
крокодилы
»
.


Круговая диаграмма должна сниматься непрерывно, например,

с положения 9
до положения 12 и обратно.

Рекомендуется также снять диаграмму в двух крайних положениях, например,
с 2
-
го в 1
-
й и с 18
-
го в 19
-
й, для того, чтобы убедиться в правильности работы
мальтийской передачи и приводного механизма переключающего уст
ройства.

Полный цикл переключения соответствует 33 оборотам вертикального вала
приводного механизма (для устройств типа РС
-
3).


Рис. 2.
1.
5
, а. Развернутая круговая диаграмма переключателя PHT
-
13.

36



Рис. 2.
1.
5
, б. Развернутая круговая диаграмма
переключателя PHT
-
18.

Конец переключения фиксируется по появлению "черной точки" в
специальном окне на приводе устройства.


Правильность работы переключающего устройства обеспечивается
соблюдением определенной очередности работы контактов избирателя и
конт
актора. Наблюдая за погасанием и загоранием сигнальной лампы и
отмечая при этом число оборотов вертикального вала, можно судить об
очередности работы контактов избирателя и контактора.

37



Рис. 2.
1.
5
, в. Развернутая круговая диаграмма переключателя РНТ
-
20.


Примечание: Диаграмма снимается при вращении привода вручную.

Снятие временной характеристики. Круговая диаграмма устанавливает
правильность чередования работы контактов избирателя и контактора в
целом. Однако, она не позволяет оценить очередность работы
главных,
вспомогательных и дугогасительных контактов контактора.


Осциллографирование позволяет установить временные характеристики
работы контактора, а также отсутствие разрыва цепи тока при работе
контактов контактора. Осциллографирование резисторного пе
реключателя
производится в следующей последовательности.

38



Рис. 2.
1.
6
. Проверка совместной работы избирателя и контактора
методом
«
сигнальной лампы
»


Рис. 2.
1.
7
. Схема снятия временной характеристики резисторного
переключателя.

Сливают часть масла из бака

контактора чтобы открыть доступ к
выводам контактора. Затем соединяют перемычками выводы 31х и 32х, 31у и
32у, 31z и 32z. Собирают схему в соответствии с рис. 2.
1.
7

и схему
осциллографа.


В собранной цепи устанавливают ток величиной 0,15


0,2 А (при
установленных вибраторах, например, типа Н
-
135
-
3). Настраивают отметчик
на 1000 Гц и скорость движения бумаги 100 мм/с.

39


Запускают переключающее устройство кнопкой пуска в сторону
«
больше
»

или
«
меньше
»

и прослеживают по экрану осциллографа изменение тока в
момент переключения контактора. При необходимости увеличивают ток в
схеме измерения, учитывая при этом предельно допустимый ток вибратора В.


Рис. 2.
1.
8
. Типовая осциллограмма переключающего устройства типа РС
(РОГ).

Затем производят запись осциллограммы
полного цикла работы
контактора (от момента запуска до остановки).


Типовая временная диаграмма работы контакторов для устройств типа РС
-
3
представлена на рис. 2.
1.
8
. На диаграмме участок А
-
В определяет период
протекания тока через дугогасительный контакт
и токоограничивающий
резистор одного из плеч контактора. Участок В
-
С
-

период положения
«
моста
»
, т.е. период протекания тока по дугогасительным контактам и
токоограничивающим резисторам обоих плеч контактора. Контакты,
работающие на замыкание, имеют вибрац
ию, время которой ограничено.
Вибрация контактов фиксируется вибраторами. Участок С
-
D
-

период после
размыкания первоначально включенного дугогасительного контакта. За этим
участком фиксируется вибрация замыкающегося главного контакта другого
плеча контакт
ора. Для контакторов отечественных переключающих устройств
период положения
«
моста
»

должен быть не менее 9 мс.


Проверка переключающего устройства типа ПБВ. Для оценки правильности
работы переключающего устройства типа ПБВ измеряются сопротивления
постоянн
ому току регулируемой обмотки при всех положениях
40


переключателя и проверяется коэффициент трансформации. Измерение
сопротивления постоянному току производится методом
«
амперметра
-
вольтметра
»

или мостовым методом. Наибольшее сопротивление
регулируемой обмот
ки трансформатора имеет место в положении 1
переключателя (наибольшего коэффициента трансформации), а наименьшее в
положении V (наименьшего коэффициента трансформации). В случае
несоответствия значений сопротивлений положениям переключателя
производят наст
ройку последнего. Для этого переключатель устанавливают в
положение, при котором сопротивление наибольшее. Затем, не трогая
приводной механизм, разбирают головку привода и крышку привода
устанавливают так, чтобы указатель был против положения I.


Переключа
ющее устройство в трехфазном исполнении имеет один привод на
все три фазы или на каждую в отдельности. Правильность сборки таких
переключателей проверяют измерением сопротивления между фазами,
которые практически должны быть одинаковыми при конкретном поло
жении
ПБВ.


2.
3

Осцилографирование работы контактора.


Достаточно продолжительным по времени видом работ при
комплексном обследовании трансформатора является осциллографирование
переключения контактов контактора РПН из
-
за значительного числа
положений
переключа
теля (19
-
28). Цифровое осциллографирование резко
сокращает время регист
рации переключения РПН и значительно облегчает
действия персонала испы
тательной лаборатории (рис.

2
.2.1
).




41




Рис. 2
.2
.
1

Схема осциллографирования КК силового трансформато
ра без
вскрытия бака РПН: СТ
-

силовой трансформатор; ЦО
-

цифровой
осциллограф; ТИПН
-

трехканальный источник постоянного напряжения; К
1
,
К
2

-

контактная система первого и второго плеча контактора соответственно;
R
1
,
R
2

-

токоограничивающие сопротивления;

П
1
, П
2

-

переключатели; Е
-

ЭДС
внешнего источника постоянного напряжения;
R
0

-

внутреннее сопротивление
внешнего источника


Одним из типичных отклонений от нормы работы контактора РПН ти
-
пов РНОА,
SDV

и
SAV

является неодновременность пофазного переключе
н
ия
контактов. Анализ осциллограмм наглядно показывает ремонтному
персоналу, какие фазы требуют д
ополнительной регулировки (рис. 2.2.2
).



42














Рис.
2.2.2
. Осциллограммы контактов контактора РПН типа 3РНОА
-
110
трансформатора АТ
-
1 типа
АТДЦТНГ
-
125000/220 (заводской №77193) п/ст.
«Канашская» (без слива масла)


Из рассмотрения осциллограмм токов конкретного РПН (рис.
2.2.2

а,

б)
вид
но, что контакты фазы «А» отстают значительно по времени от двух
других фаз.

В том случае, если снятая осцил
лограмма без слива масла
демонстрирует одновременность переключения, а также временные
43


характеристики пере
ходного процесса переключения в норме, нет
необходимости выполнять тру
доемкую операцию по сливу масла.

Проведение профилактических ремонтов совместн
о с плановым дают,
таким образом, возможность значительно продлить ресурс электрооборудо
-
вания. В связи этим и накопленным практическим опытом эксплуатации вы
-
соковольтного электрооборудования можно с уверенностью констатировать,
что непрерывное совершенст
вование методов и технических средств диагно
-
стики и своевременный профилактический ремонт электрооборудования
-

одно из важнейших направлений электрогериатрии (долголетия электрообо
-
рудования)
-

нового перспективного научно
-
технического направления в
элек
троэнергетике.


2.4

DRM

метод диагностики РПН.


DRM

(
Dynamic

Resistance

Measurement
-
test
),
сокращенно

«
DRM

тест
».
Этот единственный метод, который позволяет проводить эффективную
диагностику технического состояния РПН без вскрытия бака.



Рис 2.3.1 Схема
подключения прибора «Ганимед».



Схема подключения прибора «Ганимед» при использовании данного
метода диагностики РПН представлена на рисунке

2.3.1
. На этой схеме
44


вторичная обмотка силового трансформатора замкнута накоротко, а по
первичной обмотке от прибо
ра протекает постоянный ток, равный 1А или 2А.



В таком режиме с замкнутой вторичной обмоткой контролируемый
силовой трансформатор переводится в режим измерительного
трансформатора тока, при этом величина первичного тока мало связана с
процессами в сердеч
нике и обмотках контролируемого трансформатора.
«DRM
-
тест» последовательно проводится для всех положений РПН, причем в
прямом и обратном направлениях работы избирателей. Кривая изменения тока
по первичной обмотке трансформатора показана на рисунке. Также п
о форме
коммутационного импульса тока можно проводить оценку времени
срабатывания контактора и нахождения РПН в положении моста.



Рис. 2.3.2 Кривая изменения тока по первичной обмотке.


На рисунке
2.3.2
одна коммутация с большим временным разрешением
вы
делена в овале.


45




Рис. 2.3.3 Осциллограммы работы РПН.


На рисунке

2.3.3

приведены осциллограммы работы РПН при переходе
из положения 6 в положение 5 для трансформатора, имеющего дефекты в
переключающем устройстве. Для временного ориентира на нижнем гра
фике
46


для фазы «С» приведена осциллограмма работы контактора в процессе
коммутации, снятая этим же прибором, но другим методом. Из графиков
хорошо видно различие переходных процессов в разных фазах РПН при
коммутации. Эти различия были обусловлены ухудшение
м контактных
соединений в фазе «А» и изменением временных фаз работы контактора в
фазе «В». Реализация в одном приборе нескольких взаимодополняющих
методов диагностики позволяет пользователю планировать проведение
диагностических работ с максимально возмож
ной эффективностью. При этом
стратегия проведения этих работ будет учитывать реальные особенности
эксплуатации контролируемого оборудования.


















47


ГЛАВА 3
.
Проведение диагностики трансформатора ТДТН
-
40000/110.


3.1

Описание исследуемого трансформатора.



Трансформатор ТДТН
-
40000/110


силовой трехфазный
трехобмоточный трансформатор, понижающий, с естественной циркуляцией
масла, охлаждаемого направленным потоком воздуха. Общепромышленного
назначения. Оснащен
трехфазным устройством РПН по стороне ВН,
уста
новленными внутри бака Т, и уст
р
о
йством регулирования напряжения без
возб
уждения ПБВ, расположенном в обм
отке СН. Трансформатор
устанавливается на рельсы на собственных каретках. Рассчитан для работы
при наружн
ой установке.

Активная часть трансформатора включает в себя остов, обмотки
низшего, среднего и высшего напряжения, изоляционные детали и отводы,
устройство прессовки обмоток.


Магнитопровод


трехстержневой, однорамный шихтованный,
выполнен из холоднокатан
ной электротехнической стали. Схема шихтовки


комбинированный стык позиций электротехнической стали. Стяжка
магнитопровода выполняется: стержни


с помощью бандажей из
стеклоленты; ярма


с помощью металлических полубандажей,
изолированных от ярмовых бало
к. Верхние и нижние ярмовые балки
соединяются собой пластинами из маломагнитной стали при помощи
клинового устройства.

Обмотки располагаются на стержнях концентрично в следующем
порядке: НН


обмотка низкого напряжения, СН


обмотка среднего
напряжения, ВН



обмотка ВН, РО


регулировочная обмотка ВН. Схема и
группа соединения обмоток
Y
/
Y

-
0
-
11. Прессовка каждой из обмоток
осуществляется при помощи прессующих винтов раздельно через
прессующие кольца.

48



Главная изоляция между обмотками и от обмоток до заземл
енных
частей


маслобарьерного типа.


Отводы от концов обмоток выполнены медным проводом через
герметичные вводы ВН 110 кВ. Выводы обмоток, НН и вывод нейтрали ВН
осуществляются через маслоподпорные вводы.


Устройство РПН


трехфазное типа РС
-
4 на класс н
апряжения 35 кВ,
номинальный ток 625А, число положений переключателя 9, с реверсом, с
пределом по регулированию ±16%.


Бак трансформатора бакового типа имеет разъем в нижней и в верхней
частях. Разъемы между частями уплотняются двумя параллельно
расположе
нными резиновыми прокладками.

Трансформатор имеет стационарную лестницу.


Система защиты масла в эксплуатации


на трансформаторе установлен
расширитель, оборудованный масляным затвором. Фильтры адсорбционные
установлены параллельно охладителям. Бак контак
тора расположен на
трансформаторе, имеет масляный затвор с воздухоосушающим фильтром.


Система охлаждения состоит из девяти охлаждающих устройств
дутьевого типа, закрепленных на стенках бака. Охлаждающие вентиляторы
расположены в средней части охладителей
.







49


3.2 Описание диагностируемого РПН типа РС


4.


3.2.1 Общие сведения.


Устройства РПН типа РС находятся в эксплуатации с 1966 года. За весь
период эксплуатации выпущены устройства РС
-
2, РС
-
3, РС
-
4 и РС
-
9. Все эти
устройства являются ненадежными. Их
отказы составляют 50 % отказов всех
типов переключающих устройств. Однако, если принять во внимание, что в
эксплуатации находится около 20 тыс. трансформаторов с устройствами РПН
производства Народной Республики Болгария, то оказывается, что
повреждаемость

их составляет примерно 0,5 % в год от установленного парка.

Переключающие устройства РС
-
4 начали поступать в эксплуатацию с
1975 г. взамен РС
-
3.

Конструктивно и качественно переключающие устройства РС
-
4 не
имеют положительных изменений по сравнению с пере
ключающимися
устройствами типа РС
-
3. Отличие РС
-
4 от РС
-
3 состоит в изменении
конструкции контактора. Блок активных сопротивлений установлен над
контактором, отсутствуют вспомогательные контакты контактора. После
окончания цикла переключения замкнутыми ост
аются только главные
контакты. Конструкция избирателя и предизбирателя изменилась
незначительно.

Одним из наименее надежных узлов переключателей РС является
контактная система. Контакты избирателей и предизбирателей подвержены
нагревам, они подгорают, опла
вляются и выходят из строя. Это проявляется
уже на второй год эксплуатации, а также после ремонта и замены
подгоревших контактов. Особе
нно часто подгорают и выходят из

строя
контакты избирателей и предизбирателей переключающих устройств серии
РС
-
3 и РС
-
4 н
а токи 400 и 630 А. Подгар контактов связан с недостаточным
контактным давлением или
ослаблением контактного нажатия во время
50


эксплуатации, а также с недостаточной чистотой
обработки контактов при их
изготовлении на заводе.

При обследовании подстанций 35
-
1
10 кВ, на которых установлены
трансформаторы с болгарскими переключающими устройствами, было
выяснено, что они эксплуатируются без обслуживающего персонала.
Переключение устройств РПН осуществляется в основном в режиме
дистанционного управления

при помощи
ключа в щите управления
. Операции
по переключению производят выездные оперативно
-
ремонтные бригады. В
месяц производится 2
-
3 переключения, в то время как трансформаторы с РПН,
работающие в автоматическом режиме, производят 200
-
300 переключений в
месяц.

В р
яде энергосистем переключающие устройства серии РС практически
не используются и эксплуатируются в одном фиксированном положении. Все
это также ведет к отказам подвижных и неподвижных контактов вследствие
увеличения переходного сопротивления из
-
за образова
ния полупроводящей
оксидной пленки на контактных поверхностях.

Другим частым видом отказов устройств РС, повторяющимся в течение
многих лет и приводящим к повреждению токоограничивающих резисторов,
контактных систем избирателей, предизбирателей и всего пер
еключающего
устройства в целом, является выход контактора из «замка».

Этот дефект заключается в том, что постепенно, с течением времени,
происходит износ ролика контроллера и выреза командного диска, вследствие
чего увеличивается отклонение взаимного распо
ложения ролика и выреза
командного диска, что приводит к нечеткой фиксации ролика в вырезе диска.
Неисправность усугубляется постепенным ослабеванием пружин контроллера.
В переключающих устройствах с таким дефектом переключения могут
сопровождаться смещени
ем подвижных и неподвижных контактов, что
приводит к их подгоранию или оплавлению. В ряде случаев контакты
51


контактора зависают в положении «мост», что ведет к перегоранию
токоограничивающих резисторов.

В эксплуатации также наблюдается значительный подгар к
онтактов
контактора, связанный с разрегулировкой кинематики из
-
за самоотвинчивания
крепежных гаек или затяжки по времени переключения из
-
за «усталости»
металла переключающей пружины. Самоотвинчивание происходит из
-
за
отсутствия стопорения крепежных соедине
ний вследствие низкого качества
сборки переключающих устройств на заводе
-
изготовителе.

Характерными отказами переключающих устройств серии РС являются
также случаи ложной работы защитного реле, работающего на отключение
трансформатора. Они вызваны тем, что

маслопровод, в котором размещается
реле, устанавливается с обратным уклоном, из
-
за чего в нем скапливается
воздух, приводящий к ложному срабатыванию реле.

Из
-
за низкого качества уплотнений через четыре
-
пять лет эксплуатации
наблюдались течи масла из
-
под с
текла указателя положения выходного вала
переключателя.

Переключающие устройства типа РС комплектуются приводными
механизмами типа МЗ
-
2, МЗ
-
4. Приводы этого типа крайне неудобны в
обслуживании. Низкое качество уплотнений крышки приводов (трещины
резинового

шнура) приводит к тому, что аппаратура, электродвигатель,
клеммники подвержены увлажнению, коррозии и загрязнению. Автоматика
обогрева приводов несовершенна из
-
за низкого качества датчиков
температуры. Редукторы приводов МЗ
-
2, заполненные веретенным масло
м,
текут. Без полной разборки привода течь устранить практически невозможно.

Ненадежными в эксплуатации показали себя контроллеры типа
57212/4000 приводов МЗ
-
2 производства НРБ. В данных контроллерах из
-
за
механического износа выходит из строя ролик. В при
водах МЗ
-
2 и МЗ
-
4
выходят из строя концевые и защитные выключатели.

52


Было признано, что устройства РПН производства НРБ, находящиеся в
эксплуатации, не соответствуют техническим условиям и ГОСТ 24126
-
80.

В 1985 г. болгарскими специалистами были переданы сов
етской стороне
мероприятия по повышению надежности устройств РПН, содержащие
следующие рекомендации:



для исключения выхода контактора из «замка» предложено изменить
уставку
датчика температуры, блокирующего работу РПН, с
-

25 °С на
-

15 °С;



для исключения
подгорания контактов избирателя и предизбирателя
предложено проводить профилактические прокрутки (без детальных
указаний).

Кроме того, сообщалось, что контакты переключающих устройств с
номинальным током 400 А в дальнейшем будут покрываться серебром, как и

для устройств на 630 А. Для переключающихся устройств с номинальным
током 200 А будет обеспечен перегрев 10 °С вместо 20 °С по ГОСТ 24126
-
80.
На Московском заводе РЭТО успешно занимаются серебрением контактов
предизбирателя. По сведениям этого завода авар
ийность данных устройств по
причине подгара контактов предизбирателей после серебрения значительно
снизилась.

Для предупреждения отказов переключающих устройств РС
производства НРБ был выпущен противоаварийный циркуляр №Э
-
5/79.
Мероприятия этого циркуляра
достаточно эффективны, но не решают вопроса
кардинального повышения качества и надежности устройств РПН, а
направлены лишь на раннюю диагностику развивающихся повреждений.

Эффективным средством контроля состояния контактных систем
избирателей, предизбирате
лей, других элементов РПН, находящихся в баке
трансформатора, является хроматографический анализ газов, растворенных в
масле трансформаторов. Анализ растворенных в масле газов и периодичность
отбора проб масла для анализа целесообразно выполнять в соответс
твии с
53


«Методическими указаниями по диагностике развивающихся
дефектов по
результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле
силовых
трансформаторов».

Результаты анализа по этому методу говорят о наличии нагрева какого
-
либо элемента, наход
ящегося в баке трансформатора. Для проверки
предположения о возможном нагреве контактов избирателя и предизбирателя
необходимо дополнительно провести измерения сопротивлений постоянному
току электрических цепей всех фаз трансформатора.

На ряде предприятий
хроматография применяется и для контроля
состояния контактных систем контакторов и для проверки причин
срабатывания защитного реле РПН. Однако, это эффективно только в случае,
если переключения РПН на трансформаторе выполнялись дистанционно и не
часто. При

автоматических переключениях в масле контакторов практически
постоянно присутствуют газы, поэтому для переключающихся устройств
таких трансформаторов средством контроля за состоянием контактов
контакторов может являться измерение сопротивления постоянному

току.

Для приводов и элементов кинематики переключающихся устройств не
существует специальных средств и методов контроля. Дефекты, вызванные
износовыми явлениями, могут быть обнаружены только во время планового
ремонта.

Периодичность ремонтов должна
обеспечивать с гарантированное
качество переключений и зависит от качества изготовления, монтажно
-
наладочных работ и уровня эксплуатации.


3.2.2
Принцип действия
исследуемого переключающего устройства
.


ПУ РС
-
4 с индиректным коммутированием т.е.

процесс
«в
ыбор»

отделен
по времени и месту от процесса «переключение под нагрузкой»
.

54


Бестоковы
й выбор желаемого ответвления осуществляется избирателем.
На каждую фазу он имеет п
о 2 ряда неподвижных кон
тактов
. К одному ряду
присоединяются нечетные ответвления от
трансформаторной обмотки, а к
другому
-

четные ответвления. С каждым рядом неподвижных контактов
работает и один подвижный контакт. Подвижные контакты для нече
тных и
четных ответвлений соверш
ают постоянно круговое движение, так что когда
ток про
текает чер
ез четные контакты, нечетные свободны и могут выбрать без
тока соседнее нечетное ответвление. Если токоведущими яв
ляются нечетные
ко
нтакты, бестоковый выбор соседни
х ответвлений осуществляется
свободными четными контактами.

После окончания процесса «
выбо
р
»

контактор за очень короткое время
перебрасывает нагрузку на выбранную ступень. Контактор устроен так, что во
время переключения не прекращает
ся ток к нагрузке, а также не с
оединяются
непосредственно от
ветвления от коммутирующей ступени трансформаторной
обмотки.

Это о
существляется посредством вспомо
гательных ко
нтактов, ко
торые
на сотые части

секунды включают активные сопротивления. Быстрый процесс
переключения дает возможность использовать сопротивления о небольшим
объемом.

Увеличение (удвоение)

диапазона регулирован
ия дос
тигается при
помощи преды
збирателя, который выполняется в двух разновидностях:
как
реверсор и как грубый преды
з
биратель.. В первом случае двухкратное
использование контактов избирателя

и ответвлен
ной трансформаторной
обмотки
достигается

посредством переключения крайних ответвлений
регулировочной обмотки, так что при первом прохождении контактов в
из
бирателе электродвижу
щая сила (э.д.с.) регулировочной обмотки
суммируется с

э.д.о. основной обмотки, а при втором прохождении
выч
итается. При ис
пользовании грубого преды
збирателя включается и
выключается гру
бая ступень трансформаторной обмотки.

55


При уз
ком диапазоне регулирования

можно попользовать ПУ без
преды
збирателя.

В приложении
П.1.1

да
на принципиальная электро
-
кине
матическая
схема ПУ с реверсором. ПУ изображено работающи
м

на второй ступени. Путь
тока указан утолщенными линиями. Для

пере
ключения со второй на тре
тью
ступень моторный привод по
ворачи
вает горизонтальный вал (1)

на 33
оборота.
При помощи червяч
ной передачи (2) с

переводным отношением 33 :
1 движение пе
редается ве
ртикальному изоляционному валу (4)
, а через ц
илин
-
дрические зубчатые колеса (5) с переводным отношением 2 :

1 передается
наверх к контактору и вниз к избирателю.

Двойной диск о роликами (6)

и мальтийские
ш
естерни (7)

приводят
после
довательно в движение оба вала (8) избирате
ля.

К ним п
рисоединены
подвижные контакты (9) и (10)

избирате
ля. В указанном положении
подвижные конт
акты для нечетных от
ветвлений
(
20
)

не нагружены

и они
бестоково передвигаются с

пе
рвой на третью с
тупень. Ток нагрузки течет

через подвижные контакты четных ответвлений (9), которые остаютс
я
неподвижными.

Контактор получает

движение от рычажной передачи (3). Пока длится
процес
с в
ыбора
,

контактор подготовляется к

пере
ключению, аккумулиру
я
энергию в переключающей

пружине. С окон
чанием выбора (
об
еспечен
известный резервный ход)

контактор по
чти мгновенно пере
брасывает
нагрузку с контактов (32)

на конта
кты
(31)

т.е.

со второй на третью ступень.
Во время переключе
ния ток нагрузки протекает последовательно через
сопротивления
R
1

и

R

2
,


еличина

R
1

=

R

2
). Витки р
егулировочной обмотки
между ответвлениями 2 и 3

на часть времени переключения (время моста)

с
оединяются через сопротивление
R
=
R
1

-

R
2

.
Величина
сопротивлений
выбрана так, чтобы циркуляционный ток не превышал допустимого значения.

Если после переключения на третью с
тупень необходимо снова
вернутьс
я на вторую ступень, достаточно переключить кон
тактор из
56


положения 31 в положение 32. При этом избират
ель не должен совершать
никакого движения контактов, так как подвижные контакты для четных
ответвлений не покидали неподвижные контак
ты. Это достигается благодаря
свободному ходу
между большим зубчатым колесом (5) и валом двойного
диска (6)
. Привод в дейс
т
вие лишь контактора, без движения избирателя,
осуществляется при каждой смене направления регулирования.

На схеме, данной в приложении
П.1.1

с одной рег
ули
ровочной
обмоткой, имеющей
Ʊ

-

1 ступень получается
(
Ʊ

2
+ 1)

ступеней
регулирования при двухкратном использовании регулиро
вочной обмотки
посредством реверсора. С положения 1 до положе
ния
Ʊ

работающие витки
регулировочной обмотки включены согласно с витками основной обмотки. В
положении К ток проходит только через

основную обмотку и регулировочная
обмотка может быть переключена бестоково реверсором. Таким образом, при
втором прохождении неподвижных контактов витки обмотки регулирования
соединены встречно с витками основной обмотки.


В приложении
П.1.2

показана принципиальная электро
-

кинематическая
схема ПУ с грубым предизбирателем. В положении 1 ток нагрузки течет через
основную обмотку, грубую ступень и обмотку с тонкими ступенями. В
положении К ток течет только через основную обмотку и грубую ступен
ь.
При переключении на следующую ступень ток нагрузки перебрасывается с
грубой степе
ни через обмотку с тонкими ступенями, после чего при новом
прохождении избирателя последовательно включаются тонкие сту
пени.

По числу ступеней и диапазону регулирования с
хемы в
приложен
ии
П.1.1 и П.1.2

эквивалентны. Схема с грубой сту
п
енью однако, дает
возможность умен
ьшить потери

меди в транс
форматоре.




57


3
.
2
.
3

Описание конструкции РС


4.


Переключающие устройства серии РС
-
4 имеют современную
встраиваемую конструкцию,
т.е. все ПУ встраиваются в бак тран
сформатора,
а вне бака остается лишь несущий фланец.

Общий вид трехфазного переключающего устройства РС
-
4 показан на
чертеже
П.1.3
.

Несущий фланец (1)

-

разъемный, что дает возможность встраивать ПУ
и в трансформаторы ко
локольного типа, не прерывая при этом
кинематическую цепь для указания положений избирателя.

На несущем фланце (1)

установлена червячная передача (6)

окошко для
цифрового указателя (7), три фланца (4)

для присое
динени
я маслопровода,
защитного реле и сифон
а, отвод для воз
духа (40)
, подъем
ные кольца (42) и
крышка (5)
. Крыш
ка снабжена защитной мембраной (3), фланцем (2)

для
присоединения аварийной трубы для отвода горячих газов и паров в случае
срабатывания мембраны и отверстие
для встраивания теплового реле

(датчика) (41)
. Под несущим фланц
ем (1)

расположены указатель ступеней
и
механическая блокировка крайни
х положений.

По выбору покупателя выходной вал может быть выведен справа, слева
или с двух сторон

одновременно. В крышке червяч
ной передачи имеется
окош
ко для наблюдения указателя нормально
го положения.

Защитное реле может быть соединено по
выбору с одним из трех
фланцев (4), а труба сифона
-

с
лева или справа.

Несущий фланец (1), крышка (5), изоляционный цилиндр (9) и дно (24)
образуют масляный сос
уд, в
котором устанавли
вается силовой
переключатель. Этот сосуд уплотнен и отделяет загрязненное масло от
чистого в трансформаторе.

На 150
кВ

и

220 кВ
к масляному сосуду преду
смотрены
экранизирующие кольца (8)
. Силовой переключатель сост
оит из контактной
систем
ы, пружинно
-
энергий
ного аккумулятора и актив
ных
58


токоограничивающих сопро
тивлений. Он работает по схеме «флаг»

с двумя
вспомогательными контактами на фазу.

Кинематическая схема такова, что в нормальном положении замкнут
л
ишь один из главных контактов (18)
.

Два вспомогатель
ных контакта
замыкаются одновременно в момент
переключения на короткое время (от 0,5
до 6 мсек)
.

Независимо от того, что время «моста»

остается практи
чески
неизменным до граничного износа контактов.

Неподвижные главные контакты (18)

и не
подвижные вспомо
гательные
ко
нтакты (10)

силового переключателя устано
влены на изоляционном
цилиндре (19). Подвижные контакты (12) зак
реплены на скобах (11)

и
направляют
ся радиальными каналами на дне (20)
.

Подвижная контактная система приводится в действи
е пос
редством
пружинно
-
энергийного аккумул
ятора через центральную звезду (13)
.
Пружинно
-
энергийный аккумулятор со
стоит из пе
реключающих пружин (21)
и стопорного механизма (22), прикреп
ленного ко дну (20)
.

Активные сопротивления (14) при помощи скелета
из ге
тинаксовых
плит укрепляются в отдельную сборочную единицу, которая устанавливается
над контактной системой шпил
ьками (15)
. Силовой переключатель
связыв
ается с консольными контактами (17)

масляног
о сосуда
невыпадающими болтами (16)

и может выниматься п
осредством ручного
крана, который устанавливается вместе с переключающим устрой
ством.
Избиратель устанавливает
ся под ма
с
ляным сосудом. Его несущая
констру
кция состоит из: верхнего щита (26), нижнего щита (38), клетки из
изоляционных реек (27) и центральной

трубы (37)
. На рейках фи
ксированы
неподвижные контакты (28)
, к которым присоединяются отклонения от
трансфор
маторн
ой обмотки. Подвижные контакты (29)

соединены с верти
-
кальными изоляционными валами (39). Мальтийская передача (25)

для двух
валов избирател
я расположена на верхне
м щите (26)
.

59


На центральной трубе
установлены токоведущие кольца (32)
.

Через центральную трубу (37) проходят провода (36)
, котор
ые вместе с
внешними проводами (34) отводят ток от колец (32)

к силовому
переключателю.

Предизбиратель ра
сположен с боку от изби
рателя и сос
тоит из верхней
(23) и нижней (33) плит и изоляционных реек (35) с неподвижными
контактами (28), изоляционных валов (31) и контактных мостов (30)
.

Переключающие устро
йства серии РС
-
4 изготовляются с

грубым
предизбирателе
м, реверсором и без предизбирателя.


3.2
.4

Защита РС


4.


Переключающее устройство, как составная часть транс
форматора,
защищается общими защитными устройствами: газовым

и струйным

реле,
дифференциальной защитой, вентильными разрядниками и т.п.

При
выборе этих защит необходимо принять во внимание и технические
показатели переключающего устройства.

Для защиты контактора предусмотрено специальное защитное реле типа
RS
-
1000. Каждое повреждение в масляном сосуде связан
ное с выделением
газов, создает мас
ляной поток в реле и приводит его в действие. Оно
срабатывает при скорости потока более 0,9 м/сек. и дает импульс на
в
ы
ключение трансформатора. Реле
надежно

не срабатывает при
переключении номинальных токов и при допус
тимых последних.

В приложении
П.1.4
дан общий вид реле
RS
-
1000. В корпусе из
аллюминиевого

сплава установлен клапан, соединенный с подвижной
системой. Последняя посредством пружины
задерживает клапан в двух
крайних положениях: «включено» и «выключено»
.

При включении подвижной системы, вследс
твие изменения положения
клапана, она поворачивает ртутную ампулу с одним нормально за
крытым и
одним нормально открытым контактом. В корпус установ
лены две кнопки,
60


которые служат для проверки действия ртутной ампулы и для возвращения
клапана в исходное п
оложение после срабатывания реле. При нажатии на
кнопку «включено»

клапан зак
рывает маслопровод, а п
ри нажатии на кнопку
«выключено»

масло
провод открывается. В клапане имеется отверстие для
пропуска
ния газов, которые выделяются при нормальном переключен
ии. На
передней и задней стене корпуса имеются окошки для конт
ролиро
вания
положения

клапана, а также и стрелки, которые при правильной сборке реле
направлены к расширителю

трансфор
матора .

Контакты ртутной ампулы выведены на зажимы, которые находятся в
коробке на задней стен
е реле. Внешние соединительные

провода проходят
через уплотненную изоляционную втулку. Сечение этих проводов
определяется в зависимости от мощности отключающей катушки
включателей. Ртутные ампулы могут комму
тировать ток 2 А при напря
жении
250 В. Рекомендуется защитное реле включать непосредственно в цепь
катушки отключения. Если это невозможно, допускается включение
промежуточного реле. Срабатывание защитного реле должно всегда
обеспечивать выклю
чение трансформатора. На защитной коро
бке имеется
заземляю
щий болт.

На крышке ПУ установлена защитная мембрана, которая срабатывает в
случае несрабатывания защитного реле, т.е. она является запасной защитой.









61


3.2.5

Обслуживание, ревизия и ремонт РС


4.


Для контрол
я

работ
ы ПУ при
вводе трансформатора в эксплуатацию

необходимо зарегистрировать показания счетчика в
мо
торном приводе. После
этого ежемесячно записывать в дневник число совершенных переключений.

Полная ревизия ПУ совершается при плановых ревизиях
трансформатора и после ка
ждых
100000

переключений.

Ревизия контактора совершается и при срабатывания за
щитного реле

RS

-
1000 или при срабатывания защитной мембр
аны.



Трансформатор нельзя включать в работу без ревизии после
срабатывания защиты ПУ.

Смена мас
ла в сосуде контактора совершается после
30000

переключений и при каждой ревизии контактора.

Вынимать контактор разрешается лишь при полностью вы
ключенном
трансформаторе. Демо
нтаж проводится в следующей последовательности (
с
м.
приложение
П.1.5 и П.1.6
)

а)

з
акрывается кран (I)

маслопровода к защитному

реле (приложение
П.1.6
)
;

б) з
акрывается кр
ан маслопровода соединяющего расшири
тель с
масляным пространством трансформатора;

в) ч
ерез сифон выпуск
ается масло из маслопровода защитного реле,
пос
ле чего
отвинчивается пробка на крышке ПУ и выпускается масло из
сосуда контактора;

г) о
тв
инчиваются колпаковидные гайки (8) и снимается крышка (11)
(приложение
П.1.5
)
;

д) н
а в
ерхней стороне несущего фланца (1)

устанавливает
ся
сп
ециальное подъемное устройство (7)
. Место для него выбира
ется таким
62


образом, чтобы после извлечения контактора и поворота крана контактор
можно было бы спустить вдоль стены трансформа
тора;

е) о
твинч
иваются 14 невыпадающих болтов (4)

при пом
ощи
удлиненного торцевого ключа
М 14;

ж) к
он
такт
ор захватывается за кольцо (6)

посредством крюка крана и
вынимается
внимательно. Необходимо отметить какие контакты включены
(четные или нечетные)
, чтобы было возможно при обратной сборке включить
те же контакты;

з) к
рышка устанавливается снова (11)
, с
целью предох
ранения
контактора от загрязнения и сырости.

Если ревизия или ремонт контактора длится долгое время, можно
включить тран
сформатор в работу без ПУ. Для э
того в мас
ляном сосуде
должна быть установлена и выведена временная ну
левая точка для
тре
хфазных ПУ или временная связь для однофаз
ных. Для

э
той цели
соединяют
ся токоведущие контакты 31х, 31
y
, 31
z

, когда ПУ работало на
н
ечетной ступени или контакты 32
x
, 32
y
, 32z

, когда ПУ работало на четной
ступени. Общая точка

выводится на нулевом контакте

(24)
. При этом
обеспечивается изоляция на одну ступень до неработающих контактов и дна.
Пространство сосуда для контактора заполняется чистым транс
форматорным
маслом. В этом случае запрещается всякое переключе
ние и прекращается
электропитание моторного

привода, причем на видное место

необходимо
постав
ить предупредительную табличку
.

П
осле извлечения контактора демонтируется коробка с
токоограничивающими сопротивлениями. Проверяется при помощи омметра
величина, данная в сертификате. Осуществляется внешний

осмотр изоляции и
плотности резьбовых соединений.

При установ
лении ослабления

притягиваются изоляционные гайки.

Проверяется общее состояние, надежность резьбовых сое
динений и
состояние изоляции к
онтактной системы. Освобождается

стопорный
63


мех
анизм и враще
нием вручную провер
яется свободное движение контактов в
двух направлениях.

При необходимости ремонт

проводится специально подготов
ленным
персоналом или специалистами предприятия
-
изготовителя.

После ревизии контактор вымывается двухкратно чистым
трансформаторным маслом.

Сборка совершается в обра
тном

порядке причем нужно сле
дить чтобы
палец
(22) рукоятки вошел в вилку (21)
, прит
ягивают
ся консольные контакты
(2) и (3) при помощи невыпадающих болтов (4)
, включительно и контакт
нуля, ле
жащий ниже ос
тальных кон
тактов
.

Правильность сборки проверяется путем измерения пере
ходного
сопротивления токоведущей цепи от консо
ль
ных контакт
ов (2) до вывода
нулевого провода (24)
. Это измерение совершается для трех фаз при двух
рабочих п
оложениях контактора. Путе
м осциллографирования переключения
(
см.

приложение
П.1.7
)

прове
ряется общее время переключения

с

отдельные
времена процесса переключения. Полученные данные сравниваются с
данными в сер
тификате.

Ревизия избирателя и преды
збирателя проводится при от
крытой

активной части трансформатора. Для этой цели нужно пре
рвать
механическую связь между ПУ и моторным приводом. Концы вала в месте
рассоединения

должны быть маркированы.

При ревизии избирателя и преды
збирателя проверяются:

а) с
остояние изоляционных реек,
труб и цилиндров;

б)

износ подвижных и неподвижных контактов;

в)

контактное давление, которое должно соответ
ствовать нормам,
данным в сертификате;

г)

сос
тояние контактных поверхностен (не должно быть следов нагара)
;

д)

состояние, укрепление и присоединен
ие к контактам проводов между
избирателем и контактором, а также и проводов, соединяющих
трансформаторную обмотку и избиратель;

64


е)

состояние и действие механизмов в верхнем фланце избирателя.

После всех проверок и устранение дефектов, снимается круговая
ди
аграмма по схеме, данной в приложении
П.1.8
.

Момент разъединения подвижного и неподвижного контакта изби
-
рателя, а также момент касания следующего контакта, определя
ются
посредством сигнальной лампы. Переключение контактора определяется на
слух. Данные кр
уговой диаграммы и допустимые отклонения даны в
сертификате.

Если при ревизии и ремонте выводы от трансформаторной обмотки
были отделены от избирателя, то после их нового сое
динения необход
има
проверка путем измерения коэ
ффициента тран
сформации для всех
положения.

Пространство избирателя заполняется маслом вместе с
трансфо
рматором, отвинчивается пробка (17) (приложение
П.1.5
)

и после
появления масла закрывается снова.

Пространство контактора заполня
ется маслом через маслопровод 1
’’

для
защитного реле. Для

э
той цели отвинчивает
ся пробка (40) (
приложение
П.1.3
)
и кран (7) (приложение
П.1.6
)
. После появления масла пробка закрывается.

Вышеописанный способ заполнения маслом можно использоват
ь

под
вакуумом

или без вакуума в баке трансформатора. Защитная мем
брана
крышки переключающего устройства укреплена с внутренней стороны н нет
опасности повреждения при образования вакуума.

Смену загрязненного масла в контакторе можно произвести

через сифон без нарушения нормальной работы трансформатора.

При открытом кран
е (7) (приложение
П.1.6
)

открывается кран

(12)

и выливается определенной согласно таблице 3 масло.


При температуре масла в трансформаторе ниже
-
25°С и

при стоимостях тока выше 2

н

не допускается переключение
переключающего устройства.

65


3.3


Диагностика РПН.


3.3.1 Оборудование используемое для диагностики.


При диагностике переключающего устройства

использовался

универсальный прибор контроля состояния РПН высоковольтных
трансформаторов


Ганимед
-
2.

Прибор «Ганимед
-


обеспечивает полноценный диагностический
контроль устройства РПН. Во
-
первых, он позволяет достаточно просто
проводить регламентные испытания, установленные заводом
-
изготовителем и
снимать:



временные диаграммы работы контактора;



круговые диаграммы работы
избирателя.

Кроме того, прибор "Ганимед
-
2" позволяет получить следующую
диагностическую информацию:



измерить переходное сопротивлене внутренних контактов и
соединений РПН с помощью встроенного омметра;



получить графики мощности потребляемой приводным
электродвигателем за один цикл коммутации и график синхронно
зарегистрированной вибрации бака РПН, на основании которых
проанализировать состояние механического привода;



определить интенсивностсь частичных разрядов (ЧР) при помощи
акустического датчика, ус
танавливаемого на корпусе (при помощи магнита) и
сравнить интенсивность электрических разрядов в разных положениях РПН.
Этот метод позволяет выявить дефекты изоляции и контактных соединений.

66


В приборе «Ганимед
-
2» реализован аппаратный и программный метод
и
змерения динамических переходных сопротивлений в РПН


DRM (Dynamic
Resistance Measurement
-
test), сокращенно «DRM тест

Схема подключения указана на рис. 2.3.1

Таблица 3.1 Технические характеристики прибора «Ганимед




Временное разрешение при снятии
осциллограммы
работы контактора РПН, мс

1

Максимальная длительность регистрации круговой
диаграммы РПН, мин

до 30

Длительность регистрации по методу DRM (все
положения), мин

до 20

Измерение вибрации бака РПН в процессе коммутации,
мм/с

0,3
-

100

Диапазон частот измеряемых акустических частичных
разрядов, кГц

30÷300

Габаритные размеры прибора в транспортном чемодане,
мм

410 * 340 * 250




3.3.2 Проведение диагностики.


Б
ыл проведен
контроль работы РПН трансформатора Т
-
4. При контроле
измерялись
осциллограммы переходного процесса при переключении РПН с
установленным постоянным током в цепи регулирования (
DRM
-
тест). РПН
типа РС
-
4.

DRM
-
тест заключается в следующем


в обмотке, в которой находится
устройство переключения, устанавливается постоянный т
ок величиной
порядка 1 А (см. рис.
3.2
). После установления силы тока начинается процесс
переключения


с 1 положения до крайнего и обратно. Весь процесс
67


регистрируется с высокой степенью детализации (интервал дискретизации
составляет 0,1 мкс). При обработ
ке данных определяются большинство
дефектов контактной системы переключающих устройств.


Схема регистрации при
DRM
-
тесте

указана на рис. 2.3.1


3.3.3 Результаты диагностики
.


Осциллограммы полного цикла переключений представлены на рис.
3.3.1
. Общий вид ос
циллограмм указывает на отсутствие дефектов, связанных
с неправ
ильной работой избирателя, преди
збирателя и обрывами отводов.
Одновременность срабатывания фаз также соответствует норме.




Фаза «А»

положения
1
-
18

68



Фаза «
B
»

положения
1
-
18


Фаза «
C
»

положения
1
-
18

Рис.
3.3.1
. Осциллограммы переходных процессов при переключениях РПН Т
-
4


Тест проводился для всех трех фаз с 1
-
го положения до 18
-
го. При
проведении теста привод РПН заблокировался до достижения положения 19,
что не позволило снять процесс
переключения обратно.

Из рис.
3.3.1

видно, что при производстве переключений на всех фазах
возникают моменты полного разрыва цепи (ток падает до нулевого значения).

69


Рассмотрим процессы переключения каждого контактора отдельно в
укрупненном масштабе.

На рис
.
3.3.2
-
3.3.4

представлены осциллограммы переходных процессов
при одинарном переключении.


а)



б)

Рис.
3.3.2
. Осциллограммы одиночных переключений, фаза «А». а)


контактор нечетный, б) контактор четный.


70



а)


б)

Рис.
3.3.3
. Осциллограммы одиночных
переключений, фаза «В».

а)


контактор нечетный, б) контактор четный.


71



а)


б)

Рис.
3.3.4
. Осциллограммы одиночных переключений, фаза «С». а)


контактор нечетный, б) контактор четный.


Из осциллограмм видно, что ни одна из них не соответствует
требованиям завода
-
изготовителя. Последовательность работы контактов
соблюдается тольк
о на четном контакторе фазы «В».

Для примера на рис.
3.3.5

показана осциллограмма правильной последовательности работы
контактов
.


72



Рис.
3.3.5
. Пример осциллограммы
правильной последовательности работы
контактов РПН

Как видно из примера осциллограммы, должно наблюдаться несколько
четких участков:

-

отключение первого главного контакта;

-

включение второго дугогасящего контакта (мостовое соединение
резисторов);

-

отклю
чение первого дугогасящего контакта;

-

включение второго главного контакта.

В осциллограммах, снятых на трансформаторе Т
-
4, таких участков не
выявляется.



Выводы:

Работа всех контакторов не соответствует нормам завода
-
изготовителя
.

Переключение РПН под н
агрузкой проводить запрещается, разрешается
73


проводить переключения без нагрузки с контролем включения нужного
положения по омическому сопротивлению либо по коэффициенту
трансформации.

При необходимости регулирования напряжения под нагрузкой
рекомендуется п
ровести замену контактора РПН.


3.4 З
аключение по результатам диагностики РПН


По данным
DRM
-
теста
последовательность работы контактов в
контакторах нарушена и не соответствует требованиям завода
-
изготовителя
.

Произошло подгорание контактов.
Производить переключения под нагрузкой
запрещается. Можно регулировать напряжение без нагрузки с контролем
положения РПН по омическому сопротивлению либо по коэффициенту
трансформации. При необходимости регулирования напряжения под
нагрузкой
контактор РПН
рекомендуется заменить
.














74


ГЛАВА 4. ТЕХНИКО


ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.


При выполнении капитального ремонта силового трансформатора
производится полная разборка. Разборка базовых деталей обмоток,
регулировка, наладка и испытания с доведением всех
характеристик и
параметров до минимальных данных, с обеспечением работоспособности на
период гарантийной наработки до следующего капитального ремонта. Для
выполнения расчетов себестоимости необходимо определить трудоемкость
капитального ремонта. На основан
ии положения о единой плановой и
предупредительной системы технического обслуживания и ремонта
электрооборудования и сетей промышленной энергетики, в соответствии с
действующими типовыми объемами работ по техническому обслуживанию и
ремонту силовых трансфо
рматоров. В соответствии с техническими и
эксплуатационными характеристиками измерительного трансформатора
трудоемкость капитального ремонта составляет 71 человеко
-
часов. В состав
технологического процесса капитального ремонта входят следующие
операции:




опер.
перехода

Наименование операции

0,05

Демонтаж

0,10

Наружный осмотр установления основных
технических характеристик

0,15

Внешняя чистка перед разборкой

0,20

Разборка трансформатора

0,25

Промывка, чистка узлов после разборки

0,30

Дефектовка и
составления дефектовочной ведомости


Ремонт трансформатора:

0,35

Замена обмоток

75


0,40

Пропитка лаком и сушка обмоток

0,45

Ревизия и ремонт бака и арматуры

0,50

Ревизия и ремонт магнитопровода

0,55

Ремонт отводов

0,60

Сушка трансформатора


Сборка
трансформатора:


Установка изоляции обмоток


Насадка и расклинивание обмоток


Шихтовка и опрессовка верхнего ярма


Сборка соединение схем


Заливка масла


4.2 Экономический расчет ремонта силового трансформатора типа


ТДТН 40000/110.


1.ОСНОВНАЯ
ЗАРАБОТНАЯ ПЛАТА

а) Без учета районного коэффициента.

б) С учетом районного коэффициента


ОЗП=(ОЗП+ОЗПхО,15) тр . ОЗП=8,56+(8,56хО,15) ><71=698,92


Где о.з.п
-

основная заработная плата ( согласно единому тарифно
-

квалификационному справочнику почасовая та
рифная ставка рабочей
профессии электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования
в соответствие с 3
-
м квалификационным разрядом без учета районного
коэффициента 15% составляет 8,56 рублей.

76


Т.р.
-

трудоемкость выполнения капитального ремонта.


2.
Дополнительная заработная плата (Д. 3. П.)

Д.З.П.
-

включает, в себя работу в дополнительное время, начисляется в
размере 10% от О.З.П.


Д.З.П =0,1x0.3 П. Д. З.П =0,1x698,92=69,9


3. Начисление на фонд заработной платы. Н. ф. 3. п. исчисляются как
35,8 % о
т Ф.З.П. Н.Ф.З.П.=(Ф.З.П. /100) х35,8=275,24 Ф. 3. П. = О.З.П. +
Д.З.П. =698,92+69,9=768,82

4.Затраты на расход электроэнергии для технологических целей


Э. Э= w хС Э.Э=270хО,86=23,22


Где С
-

стоимость электроэнергии, которая для промышленных
предприятий
составляет 0,86 за кВт/ч.

W
-

Затраты мощности электропотребления в кВт/ч которые согласно
существующем нормативом составляет 27 кВт/ч.

5.Стоимость сырья,узлов,материалов:


С. с м. у. 3599,9+912+2964,16=7476,О(рублей) Стоимость сырья.


77


Сырье ;растворитель,
канифоль, трансформаторное масло, керосин,
бензин авиационный, обтирочные материалы

1

Растворитель

1кг

36 рублей

36 рублей

2

Канифоль

0,4кг

385 рублей

15,40руб./коп

3

Трансформаторное
масло

50кг

70 рублей

3500 тыс. рублей

4

Керосин

2кг

15 рублей

30
рублей

5

Бензин авиационный

0,5кг

23 рубля

11,50 руб.

6

обтирочные
материалы

1кг

7 рублей

7 рублей

7

Лак мк
-
92

0,020кг

227,96

227,96руб.

итого

3599,90




Стоимость узлов

№п./п.

Наименование

Кол
-
во

Оптовая цена

Сумма

1

Расширитель

1

428 рублей

428
рублей

2

Газовое реле

1

245 рублей

245 рублей

3

Переключатель

1

239 рублей

239 рублей

итог

912 рублей






Стоимость материалов

78


№п./п

Название

Кол
-
во

Оптовая цена

Сумма

1

Провод обмоточный

1кг

239 рублей

239 рублей

2

Провод медный
П.С.Д.2,8

6кг

293,30 рублей

1758тыс.
рублей

3

Лента асбестовая

10м

0,6 рублей

60 рублей

4

Лак

0,5кг

115 рублей

107,50 рублей

5

Наконечник п
-
10/6

6 штук

18,53руб

111,18руб

6

Наконечник 25/8

6 штук

23,59руб

141,54руб

7

Трубка Т.К.Р.
-
3

2 метра

4,47руб

8,94руб

8

Трубка Т.К.Р.
-
8

2метра

14руб

28руб

9

Металлы и сплавы

5кг

40руб

200руб


Разное: болты м6,/25 , шайбыб
-
8,гайки м8,м6 310руб Итого 2964,16.

Амортизационные отчисления.

Для расчетов применяется 15% от первоначальной стоимости силового
трансформатора типа


ТДТН 40000/110. А=Сох0Д5 А=39000х0,15=5850

С
-

первоначальная стоимость силового трансформатора типа


ТДТН
40000/110.

Прочие затраты; З.п. р.(698,92+69,9+275,24+23,22+7476,06+5850) x 0,
15=2159 рублей


Общий расчет себестоимости капитального ремонта силов
ого
трансформатора типа


ТДТН 40000/110

№п./
п

Наименование

Условное

обозначени
е

Расчетная формула

Расчетная
стоимост
ь

79


1

Основная
заработная плата

О.З.П

О З П=О З П*т р.

698,92

2

Дополнительная
заработная плата

Д.З.П

Д З П=0,1*ОЗ П

69,9

3

Начисление на
фонд заработной
платы

НФЗП

НФЗП=(ОЗП+ДЗП):100

*35,8

275,24

4

Затраты на расход
энергии для тех.
целей

ЭЭ

ЭЭ=
W
*С Эл

23,22

5;6;7

Стоимость сырья
материалов и
узлов

С с.м у

С с.м у.=С1+С2+С3

7476,06

8

Амортизационны
е отчисления

А

А=Со*0,15

5850

9

Прочие
затраты


Зп
р=(ОЗП+ДЗП+НФЗП+ЭЭ+
С с.м.у.+А*0,15

2159


Итого :С1+С2+С3+С4+С5+С6+С7=2672900

Вывод: Затраты на капитальный ремонт силового трансформатора типа
-

ТДТН 40000/110 =2672900 рублей, что приемлемо для такого ремонта, т.к.
первоначальная стоимость
силового трансформатора типа


ТДТН 40000/110
-

18000000 Рублей.



80


ГЛАВА 5
. ОХРАНА ТРУДА
.


Перед началом и во время работ в электроустановках в целях
безопасности необходимо проводить организационные и технические
мероприятия.

5
.1 Организационные
мероприятия по обеспечению безопасности в ЭУ.


К организационным мероприятиям относят выдачу нарядов,
распоряжений и допуска к работе, надзор во время работы, оформление
перерывов в работе, переводов на другое рабочее место и окончание работы.

Наряд


это

задание на безопасное производство работ, определяющее
их место и содержание, время начала и окончания, необходимые меры
безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность
выполнения работ. Наряд выписывается на бланке специальной формы.
Ра
споряжение


это задание на производство работ, определяющее их
содержание, место и время, меры безопасности и лиц, которым поручено
выполнение этих работ. Наряды и распоряжения выдают лица, имеющие
группу по электробезопасности не ниже V в электроустановк
ах напряжением
выше 1000 В, и не ниже IV в установках напряжением до 1000 В. Наряд на
работу выписывается под копирку в двух экземплярах и выдается
оперативному персоналу непосредственно перед началом подготовки
рабочего места.

При работе по наряду бригад
а должна состоять не менее чем из двух
человек


производителя работ и члена бригады. Производитель работ
отвечает за правильность подготовки рабочего места, выполнение
необходимых для производства работ мер безопасности. Он же проводит
инструктаж бригады
об этих мерах, обеспечивает их выполнение ее членами,
следит за исправностью инструмента, такелажа, ремонтной оснастки.
Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках
81


напряжением выше 1000 В, должен иметь группу по электробезопасности не
ни
же IV, в установках до 1000 В и для работ, выполняемых по
распоряжению,


не ниже III.

Допуск к работе осуществляется допускающим


ответственным лицом
из оперативного персонала. Перед допуском к работе ответственный
руководитель и производитель работ вме
сте с допускающим проверяют
выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места. После
этого допускающий проверяет соответствие состава бригады и квалификации
включенных в нее лиц, прочитывает по наряду фамилии ответственного
руководителя, прои
зводителя работ, членов бригады и содержание
порученной работы; объясняет бригаде, откуда снято напряжение, где
наложены заземления, какие части ремонтируемого и соседних
присоединений остались под напряжением и какие особые условия
производства работ долж
ны соблюдаться; указывает бригаде границы
рабочего места и убеждается, что все им сказанное понято бригадой. После
разъяснений допускающий доказывает бригаде, что напряжение отсутствует,
например, в установках выше 35 кВ с помощью наложения заземлений, а в

установках 35 кВ и ниже, где заземления не видны с места работы,


с
помощью указателя напряжения и прикосновением рукой к токоведущим
частям.

С момента допуска бригады к работам для предупреждения нарушений
требований техники безопасности производитель р
абот или наблюдающий
осуществляет надзор. Наблюдающему запрещается совмещать надзор с
производством какой
-
либо работы и оставлять бригаду без присмотра во
время ее выполнения. Разрешается кратковременное отсутствие одного или
нескольких членов бригады. При

отсутствии производителя работ, если его не
может заменить ответственный руководитель или лицо, выдавшее данный
наряд, или лицо из оперативного персонала, бригада выводится из
82


распределительного устройства, дверь РУ запирается и оформляется перерыв
в рабо
те.

Периодически проверяется соблюдение работающими правил техники
безопасности. При обнаружении нарушений ПТБ или выявлении других
обстоятельств, угрожающих безопасности работающих, у производителя
работ отбирается наряд и бригада удаляется с места работ
ы.

При перерыве в работе на протяжении рабочего дня бригада удаляется
из РУ, после перерыва ни один из членов бригады не имеет права войти в РУ в
отсутствие производителя работ или наблюдающего, так как во время
перерыва могут произойти изменения в схеме,

отражающиеся на условиях
производства работ. По окончании работ рабочее место приводится в порядок,
принимается ответственным руководителем, который после вывода бригады
производителем работ расписывается в наряде об их выполнении.
Оперативный персонал ос
матривает оборудование и места работы, проверяет
отсутствие людей, посторонних предметов, инструмента, снимает заземление
и проверяет в соответствии с принятым порядком учета, удаляет временное
ограждение, снимает плакаты «Работать здесь», «Влезать здесь»,

устанавливает на место постоянные ограждения, снимает плакаты,
вывешенные до начала работы. По окончании перечисленных работ наряд
закрывается и включается электроустановка.

5
.2 Технические меры по обеспечению безопасности в ЭУ.


К техническим мероприятия
м относят отключение напряжения и
принятие мер, препятствующих ошибочному или самопроизвольному
включению коммутационной аппаратуры, вывешивание запрещающих
плакатов, проверку отсутствия напряжения, наложение заземлений,
вывешивание предупреждающих и предп
исывающих плакатов.

83


В электроустановках напряжением выше 1000 В со всех сторон, откуда
может быть подано напряжение на место работы, при отключении должен
быть видимый разрыв, который осуществляется отключением
разъединителей, отделителей и выключателей н
агрузки без автоматического
включения их с помощью пружин, установленных на самих аппаратах.
Видимый разрыв можно создать, сняв предохранители или отсоединив либо
сняв шины и провода. Трансформаторы напряжения и силовые
трансформаторы отключаются с обеих с
торон, чтобы исключить обратную
трансформацию. Во избежание ошибочного или самопроизвольного
включения коммутационных аппаратов выполняют следующие мероприятия:

ручные приводы в отключенном положении и стационарные
ограждения запирают на механический замо
к;

у приводов коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное
управление, отключают силовые цепи и цепи оперативного тока;

у грузовых и пружинных приводов включающий груз или пружины
приводят в нерабочее положение.

В электроустановках напряжением до 1000 В в зависимости от
конструкции запирают рукоятки или дверцы шкафа, укрывают кнопки,
устанавливают между контактами изолирующие накладки, отсоединяют
концы проводов от включающей катушки. Отключенное положение аппарат
ов
с недоступными для осмотра контактами определяется проверкой отсутствия
напряжения.

На приводах ручного и ключах дистанционного управления
коммутационной аппаратуры вывешивают запрещающие плакаты «Не
включать. Работают люди», а на воздушных и кабельных

линиях


«Не
включать. Работа на линии». В зависимости от местных условий и характера
работы неотключенные токоведущие части, доступные для
непреднамеренного прикосновения на время работы, ограждают щитами,
84


экранами из изоляционных материалов, изолирующим
и накладками или
устанавливают специальные передвижные ограждения.

В ОРУ рабочее место ограждают канатом с вывешенными на них
плакатами «Стой. Напряжение», обращенными внутрь ограждаемого
пространства. На конструкциях, по которым разрешено подниматься,
вы
вешивают плакат «Работать здесь», на соседних


«Не влезай. Убьет!». На
всех подготовленных рабочих местах после наложения заземления и
ограждения рабочего места вывешивают плакат «Работать здесь».

Во время работы запрещается переставлять или убирать плак
аты и
установленные временные ограждения, а также проникать на территорию
огражденных участков.

Отсутствие напряжения проверяют между всеми фазами, каждой фазой
и землей, каждой фазой и нулевым проводом.

Для включения на параллельную работу трансформатор
ов, линий и
кабелей необходима их предварительная фазировка, т. е. определение
одноименных фаз, подлежащих соединению. Фазировку производят на
отключенных разъединителях, выключателях или кабелях, отсоединенных от
линейных разъединителей. На этой работе до
лжно быть занято не менее двух
лиц, имеющих III и IV группы.

Оперативный персонал (или работники электролаборатории под его
наблюдением) производит фазировку по распоряжению. Без участия
оперативного персонала фазировку производят по наряду.

Перед начало
м работы необходимо надеть головной убор, плотно
застегнуть одежду, надеть диэлектрические перчатки и очки. Стоять следует
устойчиво на изолирующем основании и не касаться стен или заземленных
частей.

85


Перед фазировкой проверяют напряжение на всех шести за
жимах от
обоих источников питания: при напряжении до 220 В


токоискателем, при
напряжении выше 220 В


указателем напряжения с дополнительным
резистором.

При фазировке щупом указателя напряжения прикасаются к
токопроводящему проводу какой
-
либо фазы, а щу
пом другой трубки с
дополнительным резистором


к той же фазе другого источника. При
совпадении одноименных фаз лампы светиться не будут, так как отсутствует
разность потенциалов. Если фазы перепутаны, указатель покажет наличие
напряжения. Тогда фазировку
исправляют только после полного снятия с
электроустановки напряжения и выполнения других необходимых мер
безопасности.

Указатель напряжения, употребляемый при фазировке, должен быть
рассчитан на двойное рабочее напряжение фазируемых цепей или иметь
соотве
тствующий дополнительный резистор.




86


Заключение.


В данной работе были рассмотрены переключающие устройства
силовых трансформаторов. Внимание было сфокусировано на
переключающих устройствах РПН, так как именно эти переключающие
устройства обеспечивают оперативное регулирование в процессе работы
трансформа
тора. Так же были рассмотрены методы диагностики состояния
переключающих устройств.
Проведена диагностика реального
трансформатора ТДТН


40000/110. Сделано заключение по итогам
диагностики РПН.

В первой главе работы рассмотрены виды переключающих
устройств
силовых трансформаторов, рассмотрены важнейшие параметры и
разновидности трансформаторов регулируемых под нагрузкой.

Во
второй главе описаны

методы диагностики переключающих
устройств.

В третьей главе проведена диагностика переключающего устройст
ва
трансформатора ТДТН


40000/110. Приведено описание рабочих узлов
трансформатора. Более подробно рассмотрено устройство, принцип действия
и защита переключающего устройства РПН типа РС


4. Также описано
устройство контроля состояния РПН «Ганимед


2».
Приведены результаты
диагностики и сделано заключение по ее результатам.

В четвертой главе приведен технико
-
экономический расчет,
указывающий на целесообразность проведения диагностики

В пятой главе предоставлены требования по охране труда.

Среди прочих ме
тодов диагностики изложенных во второй главе выбран
метод
DRM

-

Dynamic Resistance Measurement
. Данный тест позволяет
провести эффективную диагностику РПН трансформатора без вскрытия бака.
87


Так как данный метод не требует вскрытия бака значительно сокращают
ся
затраты на проведение работ. Так же этот метод является менее трудоемким
по сравнению с аналогичными тестами требующими вскрытия бака.


В результате проведения теста получили наглядные результаты в виде
осцилограмм.

Итоговым решением по результату диаг
ностики является запрет на
переключение под нагрузкой обоснованный нарушением последовательности
работы контакторов.



88


Список литературы
.


1.


Устройства переключения трансформаторов под нагрузкой (В.В.
Порудоминский)
.

2.


Испытания переключающих устройств силовых трансформаторов

(
И.
А.

Якобсон
)

3.


Трансформаторы

силовые. Технические характеристики и область
применения

(
Альвис)
.

4.


Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения

(
Энергия
)
.

5.


Трансформаторы силовые. Термины и определения

(Альвис).

6.


Трансформаторы силовые масляные. Нормы расхода материалов для
ремонта

(Альвис)
.

7.


Трансформаторы напряжения. Методика проверки

(Энергия).

8.


Расчет трансформаторов

(П.М. Тихомиров).

9.


Ремонт и модернизация трансформаторов

(С.А. Фарбман).

10.


Расчет трансформаторов

(А.В. Трамбицкий ).

11.


Трансформаторы напряжения. Методика проверки

(Энергия).



89


Приложение 1.



Рис. П.1.1 Принципиальная схема переключателя ответвлений с реверсором.





90



Рис
. П.1.2. Принципиальная схема переключателя ответвлений с грубым
предызбирателем.




91



Рис. П.1.3 Общий вид переключающего устройства РС


4.



92



Рис. П.1.4 Защитное реле
RS



1000
.


Приложенные файлы

  • pdf 26352361
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий