Приводные механизмы переключающих устройств трансформаторов
Для управления переключающими устройствами ответвлений обмоток силовых трансформаторов применяются различные приводные механизмы. Для устройств РНТ применяются приводы МА и их модификации, быстродействующих отечественных устройств РНОА и РНТА — приводы ПДП-4у, болгарских устройств PC (Г) — привод МЗ и его модификации, устройств производства Германии SAV, SCV и SDV — привод ЕМ-1.
Несмотря на конструктивное отличие, все приводы должны удовлетворять одному общему требованию: обеспечивать надежное переключение ответвлений обмоток силового трансформатора на всем диапазоне регулирования. Схема управления приводом при отказе одного из пускателей электродвигателя не должна допускать рассогласования в действии приводов при их параллельной работе и групповом управлении, а по окончании цикла переключения должна исключить возможность срабатывания пускателя и вращения привода отказавшей фазы. При залипании пускателя одной из фаз двигатель этой фазы должен останавливаться во избежание повреждения и перегрева. При управлении от блока автоматического управления не должно быть рассогласования в работе привода.
В случае обесточения схемы или отказа одного из двигателей до конца цикла регулирования схема привода должна обеспечивать доводку устройства до конца положения. Электрическая блокировка обеспечивает отключение схемы после прохождения крайних (1-го или п-го) положений. В случае отказа электрической блокировки двигатели должны тормозиться механическими ограничителями—упорами. Электрическая схема привода должна обеспечивать блокировку работы приводов при рассогласовании переключающих устройств более чем на одну ступень, а также защиту электродвигателей от перегрузок, обеспечивая в то же время их нормальную работу при колебаниях напряжения питания в пределах от 0,85 до 1,1 номинального значения. 
Рис. 1. Схема управления приводом типа ПДП-4у (4УТ1):
К1-К4 — пускатели; F — автоматический выключатель; St. S2—кнопки управления; SKI. SK2 — конечные выключатели; — выключатель ручной блокировки: А’ — выключатель: КК1. КК2. КК7 — элементы доводки до положения: КК.4 — элемент включения реле КК8. КК9 — элементы блокировки промежуточных положений
Схема должна обеспечивать ручное, местное, дистанционное и автоматическое управления приводом.
Привод ПДП-4у и его наладка. Принципиальная электрическая схема управления приводом ПДП-4у при ведена на рис. 1. Для местного управления универсальный выключатель S устанавливают в положение «местное» и включают автоматический выключатель F. Схема подготовлена к работе. В зависимости от требуемого направления регулирования напряжения (в сторону 1-го или п-го положения) включают кнопки S1 или S2. В положении, указанном на схеме, включен концевой выключатель SK2, поэтому при нажатии кнопки S2 сработает сначала пускатель К2, затем К4, которые замкнут свои силовые контакты в цепи электродвигателя. Одновременно включение пускателей К2—К4 и К1—КЗ невозможно и исключается электрической блокировкой.
Электродвигатель при вращении поворачивает контроллер — выходной вал с кулачковыми шайбами, которые в определенном порядке замыкают и размыкают контактную систему КК1—КК9. Контакт КК2 обеспечивает работу электродвигателя после отключения кнопки S2, контакт КК4 затем запитывает пускатель КЗ, который своим вспомогательным контактом разрывает цепь [питания пускателя К2 даже при нажатой кнопке S2, и двигатель останавливается, обеспечивая останов привода на положении. В конце переключения разрывается цепь пускателя К4 и двигатель затормаживается закороченной контактами пускателя К4 статорной обмоткой. При нажатии кнопки S1 переключения происходят подобно, но электродвигатель пускателем К1 включается I в обратную сторону.
При обесточении в процессе переключения цепи двигателя кулачковый контакт КК7 после восстановления (напряжения замыкает цепь для доводки привода до ближайшего в сторону уменьшения положения.
При дистанционном или автоматическом управлении переключатель устанавливается в положении соответственно «дистанционное» или «автоматическое». Питание обмоток пускателей осуществляется от ключа управления на щите управления при дистанционном управлении. На положении «автоматическое» обмотки пускателей запитываются через автоматический регулятор коэффициента трансформации АРКТ, при этом переключение продолжается до тех пор, пока стабилизированное напряжение не будет соответствовать уставке регулятора АРКТ.
Следует иметь в виду, что привод ПДП-4у часто доставляется на монтажную площадку отдельно от трансформатора, как комплектующий узел. Поэтому до начала монтажа следует убедиться в целостности пломб, отсутствии механических повреждений снаружи и внутри шкафа привода его отдельных узлов, их комплектности. После монтажа привода следует убедиться в правильности его установки на силовом трансформаторе путем сравнения положения указателей на приводе и устройстве переключения: положения указателей должны быть одинаковыми.
Наладку привода типа ПДП-4у начинают с проверки работы привода с помощью рукоятки. Для этого оттягивают за кольцо валик ручной блокировки на себя и поворачивают его на 90° против часовой стрелки. Вставляют рукоятку, вращая которую производят переключение устройства на всем диапазоне регулирования в сторону 1 -го и в сторону п-го положений и проверяют работу механических конечных упоров. При правильной установке привода угол перекрытия от крайних положений (1 и п) до механических упоров должен быть с обеих сторон приблизительно одинаков—10—20°.
После этого рукояткой устанавливают привод в одно из средних положений, вынимают рукоятку, ставят валик ручной блокировки на место и собирают схему питания для электрического управления приводом. На схему подают питание и при местном управлении производят несколько переключений регулирующего устройства в обоих направлениях. При переключениях проверяют правильность работы схемы: независимо от длительности подачи сигнала от кнопок привод должен переключать ответвления обмоток силового трансформатора только на одно положение, при этом «выбег» по лимбу, закрепленному на крышке шкафа привода, не должен превышать 10°, электрические конечные выключатели должны работать четко, не допускать движения привода за крайние положения и отключать питание привода при повороте на 7° за крайние положения, но всегда раньше механических конечных упоров. Электрическая блокировка промежуточных положений не должна допускать останова привода в промежуточных положениях.
При наличии группового управления время запуска и останова параллельно работающих приводов должно быть практически одинаковым, и при рассогласовании на одно положение не должно происходить переключения — рассогласование сигнализируется лампой.
При отключенной блокировке ручного управления привод не должен работать — это означает, что при вставленной рукоятке цепь управления приводом разрывается.
Наладка схемы управления привода ПДП-4у включает также проверку четкости работы механизма привода в различных «аварийных» режимах: при отказе или залипании одного из пускателей и других. Во всех режимах приводы всех фаз должны работать синхронно, надежно, согласованно.
Привод МЗ-4 и его наладка. Для переключающих устройств серии PC (Г) производства Болгарии применяются приводы МЗ разной модификации: МЗ-2 для устройств рС(Г)-2 и РС(Г)-3, МЗ-4 для устройств РС-4 и др. (Привод обеспечивает переключение ответвлений обмоток силового трансформатора на всем диапазоне регулирования. Привод допускает местное, дистанционное и автоматическое управления. Для проверки и наладки предусмотрено ручное управление.
Привод оборудован трехфазным электродвигателем 380 В промышленной частоты, который обеспечивает переключение на одну ступень в течение 4,5 с. Привод МЗ-4 имеет блокировки электродвигателя при ручном управлении, от неправильной фазировки подводимого напряжения, автоматическую доводку до конца положения при кратковременном прекращении подачи напряжения питания после его возобновления. Элементы механической части привода смонтированы в закрытой наполненной смазкой коробке, что гарантирует долгий срок службы привода, и доступны для обслуживания.
Силовая часть схемы питания электродвигателя включает защитный автоматический выключатель F1, вспомогательный выключатель Q3, пускатели К1 и К2, контактор КЗ для торможения электродвигателя при его останове. Пускатель К1 обеспечивает поворот двигателя в направлении к 1-му положению («понижение»), -пускатель К2 — к п-му положению («повышение»). L Питание цепей управления привода осуществляется .напряжением 220 В по схеме фаза — нуль от зажимов 1.5 и 1.6. Привод запускается кратковременным импульсом до 2,5 с с местного управления от кнопок S1 или S2, дистанционно — от кнопок S3 или S4 и автоматически от регулятора (зажимы 2,5; 4.3 и 4.4). Электрическая схема привода приведена на рис. 2. Схема позволяет осуществлять переключение устройства регулирования напряжения в направлениях «понижение» или «повышение», автоматическое завершение операции переключения при обрыве цепи питания двигателя и прохождение средних положений; ограничение переключения на одно положение; защиту двигателей и цепей управления; Блокировки:
от переключения при неправильном направлении Вращения двигателя;
от переключения вне крайних положений; I от одновременного включения пускателей двигателя в разных направлениях; 
Рис. 2 Схема управления приводом типа МЗ-4:
FI — защитный автоматический выключатель; F2 — предохранители: KI, К2 — контакторы «понижение» /«повышение»; КЗ — контактор «понижение»/«повышение»; Q3 — вспомогательный выключатель при Г 11 кнопки управления: S3, S4 — дистанционные кнопки управления; SS — G2 — розетка; HI—Hi — сигнальные лампы; S11—S13 — контроллер; 
Источник
Переключающие устройства трансформаторов для регулирования напряжения без возбуждения
Существуют различные типы переключателей ответвлений, но у каждого главными элементами являются система неподвижных контактов, соединяемая с соответствующими ответвлениями обмоток, и система подвижных контактов, замыкающих те или иные пары неподвижных контактов. Переключатели устанавливают на крышке или на активной части трансформатора.
На рисунке 1 показаны три схемы контактных систем переключателей. Схема, изображенная на рисунке 1, а, соответствует трехфазному переключателю; схема, показанная на рисунке 1, б, — трёхфазному переключателю при расположении ответвлений в конце или в середине обмотки. Такие переключатели называют еще нулевыми, потому что их подвижные контакты замыкают одноименные ответвления обмоток разных фаз, образуя общую нейтраль. Соединение в звезду у них получается непосредственно в переключателе.
a — трехфазного встроенного, б — трехфазного нулевого, в — однофазного
Рисунок 1 — Схемы контактных систем переключающих устройств.
И, наконец, по схеме, изображенной на рисунке 1, в, работает однофазный переключатель, который применяют во всех тех случаях, когда невозможно использовать трехфазный переключатель из-за большого тока в обмотках.
Контакты переключателя переводят с одной ступени на другую поворотом его рукоятки или головки привода, расположенной на крышке трансформатора.
Рассмотрим устройство нескольких типов переключающих устройств, наиболее часто встречающихся в силовых трансформаторах I—III габаритов.
Переключающее устройство 3-50/35
На рисунке 2 показано переключающее устройство 3-50/35, применяемое в трансформаторах мощностью до 1000 кВА и напряжением до 35 кВ. Переключающее устройство работает по схеме, показанной на рисунке 2, и состоит как и любой переключатель, из привода и системы контактов, связанных бумажно-бакелитовой трубкой. Верхнюю часть переключающего устройства устанавливают над крышкой трансформатора; в крышке 1 переключателя проходит стальной вал 2, на верхнем конце которого крепят рукоятку 3 для переключения. Вал проходит внутри бумажно-бакелитовой трубки 4 и связан с вращающимся держателем 6.
1 — крышка переключателя, 2 — вал, 3 — рукоятка, 4 — бумажно-бакелитовая трубка, 5 — подвижный контакт, 6 — держатель, 7 — медная лента, 8 — диск, 9 — неподвижный контакт
Рисунок 2 — Трехфазное переключающее устройство 3-50/35
В держателе укреплены три подвижных контакта 5, перемещающихся вместе с ним. Под действием спиральных пружин контакты могут также перемещаться на 3—4 мм вдоль своей оси; пружины прижимают подвижные контакты к нижним торцам неподвижных контактов 9. Контакты 9 проходят через отверстия в пластмассовом диске 8, в котором они закреплены. К верхней части каждого неподвижного контакта (их девять) подсоединяют ответвления обмоток, снизу пружины прижимают к ним подвижные контакты, которые соединены друг с другом медной лентой 7. Переключают контакты на другое рабочее положение попоротом рукоятки на 30°. Каждое положение переключателя фиксируется специальным фиксатором.
Переключающее устройство ТПСУ-9-120/10
В трансформаторах мощностью 100-1000 кВА и напряжением до 10 кВ применяют трехфазный переключатель ТПСУ-9-120/10 на номинальный ток 120 А (рисунок 3). Стальной вал 1 привода проходит через фланец 14 и связан вверху с колпаком 17 привода, а внизу с бумажно-бакелитовой трубкой 8. В нижнем конце трубки закреплен коленчатый вал 7 с латунными контактными сегментами 6. Нижний конец коленчатого вала центрирован в гетинаксовой пластине 2. Коленчатый вал с контактными сегментами 6 закрыт снаружи бумажно-бакелитовым цилиндром 10, который болтами 11 укреплен на чугунном фланце 9.
1 — вал привода, 2 — центрирующая пластина, 3 — неподвижный контакт, 4 — контактный болт, 5, 11 — болты для крепления цилиндра, 6 — контактный сегмент, 7 — коленчатый нал, 8 — бумажно-бакелитовая трубка, 9 — фланец цилиндра, 10 — бумажно-бакелитовый цилиндр, 12 — резиновое уплотнение, 13 — крышка трансформатора, 14 — фланец колпака, 15 — стопорный болт, 16 — дощечка, 17 — колпак привода
Рисунок 3 — Трехфазное переключающее устройство ТПСУ-9-120/10
На нижнем торце цилиндра на равных расстояниях друг от друга расположены девять неподвижных латунных контактов 3, внутренняя поверхность которых имеет цилиндрическую форму. Снаружи к каждому контакту 3 подводят соответствующие ответвления обмоток, а внутри по ним скользят контактные сегменты, замыкая в каждом рабочем положении три неподвижных контакта. Для переключения необходимо вывернуть стопорный болт 15 и повернуть головку привода на 120°.
Устройство с переключателем барабанного типа
Для трансформаторов III габарита и более мощных применяют однофазные переключатели барабанного типа (рисунок 4). Переключатель состоит из двух гетинаксовых дисков 2 с вставленными в них контактными стержнями (трубами) 4, выполняющими роль неподвижных контактов. В качестве подвижных контактов служат кольца 5, укрепленные на пружинах на коленчатом валу 3. Контактные стержни и регулировочные ответвления обмоток соединяют гибким кабелем, один конец которого припаивают к ответвлению, а другой впаивают сразу в стержень или в наконечник, который затем ввинчивают в стержень.
1 — втулка для соединения штанги привода с коленчатым валом переключателя, 2 — диски, 3 — коленчатый вал, 4 — контактный стержень, 5 —контактные кольца, 6 — кабель
Рисунок 4 — Однофазный переключатель барабанного типа
Переключатель барабанного типа устанавливают только на активной части трансформатора (рисунок 5), всегда в вертикальном положении. Переключатель помещают внутрь бумажно-бакелитовых цилиндров 5, 6 и 15, которые закрепляют на опорных деревянных планках 7 и 8. Управляют переключателем вручную, причем привод устанавливают на крышке бака и прикрепляют к фланцу 13. Вал привода соединяют со штангой 10, связанной с коленчатым валом переключателя. Таким образом, вращая колпак 14 привода, приводят во вращение коленчатый вал, а вместе с ним перемещают и подвижные контакты переключателя.
1 — кабель, 2 — контактные кольца, 3 — контактный стержень, 4 — гетинаксовый диск, 5, 6, 15 — бумажно-бакелитовые цилиндры, 7,8 — деревянные планки, 9 — ярмовая балка, 10 — штанга привода, 11 — вал привода, 12 — крышка бака, 13 — фланец, 14 — колпак привода
Рисунок 5 — Однофазное переключающее устройство барабанного типа на активной части трансформатора.
Источник
