Способы диагностики РПН трансформаторов. Рпн в трансформатореУстройство рпн автотрансформатораУстройство РПН автотрансформатора расположено в линейном конце обмотки среднего напряжения (рис. 18.4). При таком расположении устройства РПН изменяется коэффициент трансформации между обмотками высшего и среднего напряжений. Коэффициент трансформации между обмотками высшего и низшего напряжения не изменяется. Сначала устройство РПН автотрансформаторов выполнялось встроенным в нейтраль, как у трансформаторов. При регулировании изменялся коэффициент трансформации между всеми обмотками. При таком выполнении трудно было согласовать требования по регулированию напряжения у потребителей на сторонах низкого и среднего напряжений. При расположении устройства РПН в линейном конце обмотки среднего напряжения обмотка низшего напряжения оказывается нерегулируемой. Если возникает необходимость регулирования обмотки низшего напряжения автотрансформатора, последовательно с обмоткой низшего напряжения включают линейный регулятор. С экономической точки зрения такое решение оказывается более целесообразным, чем выполнение автотрансформатора с двумя устройствами РПН. Выполнение ответвлений со стороны нейтрали позволяет облегчить изоляцию устройства РПН и рассчитать его на разность токов обмоток высшего и среднего напряжений (IВ–IС). Но регулирование будет связанным. Выполнение ответвлений в линейном конце обмотки среднего напряжения устройство должно рассчитываться на полный номинальный ток, а его изоляция на напряжение обмотки среднего напряженияUС. Но регулирование будет независимым. Согласно рисунка, рабочий ток протекает через замкнутый контакт 1 и вспомогательный контакт 2. Переключение происходит в следующем порядке. При переходе со ступениа на степеньвсначала размыкается рабочий контакт 1, затем вспомогательный контакт 2. Ток нагрузки протекает через сопротивлениеR.Замыкается дугогасительный контакт 3’. Образуется мост – уравнительный ток протекает через оба активных сопротивленияR и R’. Размыкается дугогасительный контакт 3 и переводит ток нагрузки на правое плечо. Замыкаются контакты 2’и 1’. Создается новое рабочее положение. studfiles.net Учёт РПН трансформаторов при расчётах токов КЗПрактически все современные трансформаторы имеют ответвления от обмоток для регулирования напряжения. Учет всего диапазона регулирования приводит к значительной разнице токов в крайних положениях переключателя. Например для трансформаторов мощностью 25 МВА токи отличаются в крайних положениях почти в два раза: 833 – 480 А, при средней величине тока – 578 А. Из-за такой разницы токов, для обеспечения необходимой чувствительности вынужденно применяют блокировку по напряжению для максимальных токовых защит трансформатора. Реальный диапазон положений переключателя значительно меньше, однако, для защиты мощных трансформаторов учитывают наихудший режим. Заводом-изготовителем обычно даются 3 величины напряжений короткого замыкания (Uк.мин., Uк.ср., Uк.макс.) для среднего и обоих крайних положений. Величина напряжения Uк. для какого-либо промежуточного положения РПН определяется методом линейной интерполяции, т.е. изменение величины uк. пропорционально отклонению напряжению от среднего положения переключателя. Для трансформаторов с регулированием типов ПБВ или РПН с достаточной для практики точностью сопротивление трансформаторов для любого положения переключателя ответвлений Zт можно определить по формуле: ∆N – количество ответвлений; (изменение напряжения при переводе переключателя в одно следующее положение), ОЕ. В соответствии с ГОСТом для трансформаторов распределительных сетей предусматриваются два основных предела регулирования: для регулирования типа ПБВ ±2х2,5%; для регулирования типа РПН у трансформаторов мощностью 25…630 кВ·А при высшем напряжении 6…35кВ ±6х1,67%=±10%. Для трансформаторов большой мощности и более высоких напряжений пределы регулирования доводят до ±16 %: Сопротивление трансформаторов, имеющих пределы регулирования типа ПБВ ±2х2,5%, определенное по выражению (3.36), будет изменяться в пределах: Для трансформаторов с регулированием РПН в пределах ±16% применяется автоматическое регулирование напряжения. Вопрос об учете изменения сопротивления трансформаторов решается в зависимости от местных условий, в основном от пределов действительного колебания напряжения. При регулировании напряжения переключателем РПН изменяется не только коэффициент трансформации, но и реактивное сопротивление трансформатора. Кроме того, энергосистема, питающая трансформатор, так же изменяет свое реактивное сопротивление в зависимости от режима работы (максимальный или минимальный режимы). В этой связи в расчетной точке (на шинах НН или СН подстанции) необходимо определять значения как максимальных, так и минимальных токов КЗ для корректного выбора уставок защит. При определении сопротивления короткого замыкания (реактанса) в расчетной точке, т.е. на выводах НН трансформатора рекомендуется пользоваться следующими выражениями, справедливыми для любого типа трансформатора:
где Uнн – номинальное напряжение трансформатора стороны НН, кВ; в зависимости от типа трансформатора может иметь значение 6,6; 6,3; 11 кВ; Uном.вн, Uср.вн, Umax.вн – значения соответственно номинального, среднего и максимального напряжений питающей энергосистемы, равные 110, 115, 126 кВ или 35, 37, 40,5 кВ; DU – относительный диапазон регулирования напряжения переключателем РПН, равный 0,16 или 0,1 соответственно при пределах регулирования ±16 % и ±10 %; Sн.тр – номинальная мощность трансформатора, МВА; для 2-х обмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой принимается значение 0,533 Sн.тр; хс.max, хс.min – сопротивления системы в максимальном и минимальном режимах на шинах 110 (35) кВ данной подстанции, Ом, причем хс.max < хс.min; Uк.min, Uк.max – значения напряжения короткого замыкания на крайних ответвлениях регулируемой обмотки ВН трансформатора, %; определяются из паспорта на данный трансформатор или по табл.П1.8, П1.9 (Прилож.1) Для трехобмоточного трансформатора в (3.37) подставляют следующие значения: · если рассчитывается хнн на шинах 6(10) кВ, то Uк = Uк.вн-нн, т.е. принимается значение Uк.min(max) между обмотками высокого и низкого напряжения; · если рассчитывается реактанс хсн на шинах среднего напряжения 35 кВ, то вместо Uнн принимается номинальное напряжение трансформатора стороны СН, равное 38,5 кВ, а вместо Uк = Uк.вн-сн, то есть принимается значение uк.min(max) между обмотками высокого и среднего напряжения. Токи трехфазного КЗ на шинах НН (СН) подстанции определяются по выражению:
Приведение указанных токов КЗ к стороне ВН трансформатора производится с учетом изменения коэффициента трансформации по следующим выражениям:
Похожие статьи:poznayka.org Способы диагностики РПН трансформаторов
До относительно недавнего времени, не смотря на то, что в энергосистемах часть силовых трансформаторов изначально была оборудована устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), предприятия электроэнергетики неохотно их применяли в оперативном режиме. В случае значительного изменения напряжения (например, из-за сезонного изменения нагрузки) эти трансформаторы выводили из работы, выполняли необходимые переключения, после чего вводили вновь. Во многом это связано с относительно низкой (по отношению к трансформатору в целом) надежностью переключающих устройств, отсутствием оборудования для диагностики состояния этих устройств, сложностью проведения измерений требуемых параметров. С появлением более жестких требований к качеству электроэнергии (и, в частности, к уровню электрического напряжения сети) предприятия электроэнергетики вынуждены все чаще использовать РПН по их прямому назначению (регулирование напряжения под нагрузкой). Это породило спрос на соответствующее диагностическое оборудование и, как следствие, появилось множество различных приборов и методов контроля РПН. Чтобы разобраться в представленном на рынке большом количестве приборов российского и зарубежного производства, рассмотрим отдельно каждый метод диагностики состояния РПН. Полный перечень необходимых испытаний приведен в РД 34.45-51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования», методические указания по оценке состояния и продлению срока службы трансформаторов приведены в РД ЭО 0410-02, а методические указания по наладке устройств переключения ответвлений обмоток под нагрузкой (производства НРБ и ГДР) трансформаторов РПН приведены в СО 34.46.606. Важно отметить, что проведение ремонтных работ на «старых» трансформаторах без надлежащей диагностики и уточнения технологии восстановления РПН, может оказаться не просто бесполезной тратой денег, но даже вредной процедурой, приводящей к снижению надежности трансформатора. Например, широко распространенные РПН типа РС-3 и РС-4 повреждаются в основном по причине конструктивных недостатков. По количеству повреждений элементы устройств этого типа располагаются в такой последовательности: контактор, предизбиратель-избиратель и далее отдельные повреждения. Наиболее часты дефекты контактора, сопровождающиеся выходом контактора из «замка»; этому содействует само-отвинчивание крепежных гаек, что приводит к значительному подгару контактов и разрегулировке элементов кинематики; имеет место выход из строя токоограничивающих резисторов. Кроме перечисленных наиболее частых повреждений в устройствах РПН типов РС-3 и РС-4 встречаются и другие недостатки: негерметичность между баком трансформатора и баком контактора, задержка переключения из-за появления старения металла («усталости») переключающей пружины, повреждение защитной мембраны, повреждения изоляционного вала избирателя, разрегулировка кинематики контактора. Частыми дефектами избирателя и предизбирателя являются несоосность контактов избирателя, подгар контактов из-за ослабления контактного нажатия, недостаточная чистота поверхности обработки контактов.
Как видно из Таблицы 1 на сегодняшний день на рынке профессионального оборудования для диагностики РПН трансформаторов существует немало приборов как российских, так и зарубежных производителей, отличающихся как методами, так и удобством контроля нормируемых параметров РПН. Часть приборов напрямую (но на более современной элементной базе) воспроизводят методы контроля РПН, прописанные в их руководствах по эксплуатации, другие основаны на оригинальных разработках, не требующих подключение внешних резисторов или перемычек. Кроме того, есть приборы, в которых перед выполнением измерений требуется предварительный подбор настроек, в то время как в других приборах базовые настройки занесены в память оборудования, что значительно упрощает работу пользователей. Стоит также выделить отдельно приборы, включающие в себя несколько способов контроля РПН, как правило, приобретение такого рода оборудования позволит подойти комплексно к решению задач по диагностике РПН трансформаторов.  Не забывайте, что при выборе приборов следует обращать внимание на наличие методик выполнения измерений вашего РПН и наличие крепежных приспособленний для установки датчика угловых перемещений при снятии круговой диаграммы. В противном случае вам придется самим самостоятельно решать задачу, как производить измерения. Так как из-за конструктивных особенностей не всегда можно присоединить измерительные щупы к точкам, обозначенных на электрической схеме РПН. Отдел маркетинга ООО «СКБ электротехнического приборостроения» market.elec.ru РПН трансформатора - Каталог статей - Каталог статейТрансформатор позволяет преобразовывать переменное напряжение электрической цепи в целях обеспечения конечного источника необходимыми (фиксированными) параметрами энергопотребления. В то же время, часто возникают и такие проблемы (в частности, для поддержания необходимого уровня напряжения в сетях потребителей), когда необходимо его оперативное регулирование. Самый простой способ – изменение так называемого коэффициента трансформации, когда меняется число витков в первичной или вторичной обмотке. Современные силовые трансформаторы оборудованы специальными устройствами, позволяющими добавлять или отключать необходимое количество витков. Точная настройка предусматривается с помощью специального тумблера. Уровень сложности такого регулирования при использовании переключателя витков зависит частоты применения, а также от функциональных особенностей трансформатора и его габаритов. Согласно известным законам электротехники, при изменении нагрузки цепи происходит изменение и напряжения. И для того, чтобы потребители были обеспечены необходимым его уровнем в допустимых пределах, и применяются различные методы его регулирования. Как уже отмечалось выше, самый простой и действенный способ – изменение соотношения числа витков первичной и вторичной обмоток. Такие переключения возможны как под нагрузкой - РПН (регулирование под нагрузкой) или на холостом ходу – ПБВ (переключение без возбуждения). В любом из этих вариантов в силовом трансформаторе должны быть предусмотрены соответствующие ответвления от витков, позволяющие менять их задействованное в процессе электромагнитной индукции количество. Тем самым, соответственно, меняя и коэффициент трансформации. Испытания высоковольтных трансформаторов проводятся при новых включениях, после капитального ремонта или плановых ремонтов. • Переключение без возбуждения Такой вид переключений является сезонным – так как изначально предполагает невозможность отключения трансформатора от сети без возникновения проблем для потребителей. Схема регулирования позволяет варьировать коэффициентом трансформации в пределах плюс/минус 5 %, и использовать более простые и дешевые переключающие устройства. Главная проблема здесь – прекращение подачи электроэнергии в процессе коммутации, поэтому такой метод используют, в основном, для коррекции напряжения на выходе силовых понижающих трансформаторов, которое зависит от входного в соответствии с сезонными нагрузками.
• Регулирование под нагрузкой (РПН) Данный тип регулировки подразумевает уже динамическое отслеживание изменений нагрузки в сети. В зависимости от конкретной модели трансформатора, его конструкция позволяет менять коэффициент трансформации в режиме РПН в пределах от ±10 до ±16 %. Регулировка производится со стороны высоковольтной обмотки, так как там значительно меньше силы тока, что позволяет осуществлять процесс с меньшими затратами при высокой надежности. Управление может быть как ручным, так и автоматическим. Основные проблемы, которые возникают в процессе изменения числа витков в этом режиме, заключается в следующем: - невозможность простого размыкания цепи из-за возникновения электрической дуги; - необходимость многоступенчатого переключения, что опять же приводит к проблеме, указанной выше.
Чтобы уменьшить токи в короткозамкнутых обмотках, используют специальные токоограничительные сопротивления: • Индуктивности (реакторы) В этом случае каждую ступень РПН необходимо обеспечить двумя силовыми контакторами и одной индуктивностью с двумя обмотками. В процессе регулирования происходит переключение одного из контакторов на следующий контакт с автоматическим коротким замыканием части обмотки трансформатора – дополнительная индуктивность позволяет ограничить ток до необходимых пределов. Затем происходит замыкание со вторым контактором, что и обеспечивает необходимое регулирование без образования резких ингредиентов токов. • Резисторы Основной принцип этого метода, позволяющий существенно увеличить надежность переключателей витков силовых трансформаторов под нагрузкой, основан на изобретении триггерного контактора Янсона. Он предусматривает определенную нагруженность контактов жесткой пружиной, позволяющей контактам максимально сократить время переключения между витками с помощью специального токоограничивающего резистора. Также для регулировки коэффициента трансформации в некоторых случаях могут быть использованы и последовательно подключаемые специальные регулировочные (вольтодобавочные) трансформаторы, позволяющие менять как уровень напряжения в сетях, так и фазу. Их применение ограничено, прежде всего, высокой стоимостью и сложностью осуществления регулировочных работ. www.electromontag-pro.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
, (3.36)
.
.
; (3.37)
,
. (3.38)
; 
(3.39)
До 40% общих катастрофических аварий трансформаторов связано с повреждениями регуляторов под напряжением (РПН).
