Гост 24126-80 (ст сэв 634-88) устройства регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой. общие технические условия (с изменениями n 1, 2)

Газовая защита рпн трансформатора на струйном реле

Газовая защита РПН трансформатора выполнена на струйном реле и действует на отключение трансформатора при интенсивном движении потока масла из бака РПН в сторону расширителя.

Контакторы переключателя РПН находятся в отделенном от бака трансформатора отсеке. Поскольку при переключении контакторов дуга горит в масле, то масло постепенно разлагается с выделением газа и других компонентов. Это масло не смешивается с остальным маслом в баке и не ухудшает его качество. Бак РПН так же соединяется с расширителем (отдельный отсек) и в соединительной трубе устанавливается специальное реле, например, ти­па URF-25.

Струйное реле URF 25, URF 25/10

Это реле называется струйным и работает только при выбросе масла. После срабатывания струйное реле остается в сработанном положении и должно возвращаться в исходное положение нажатием кнопки на реле. Реле снабжено также кнопкой опробования, нажав на которую можно отключить трансформатор.

Струйное реле URF 25/10 устанавливается в трубопровод между головкой ступенчатого переключателя и расширителем. Установка реле позволяет контролировать поток масла. Если скорость течения масла превышает порог реагирования клапанного затвора (0,9-4,0 м/с ±15%, в зависимости от клапанного затвора), включается переключающий контакт и трансформатор выключаются.

Видео: Контроль изоляции цепей газовой защиты

В видео рассказывается об особенностях организации газовой защиты и принципах работы реле контроля изоляции Флокс. Кроме того, презентация будет полезна всем, кто начинает свое знакомство с темой релейной защиты трансформатора.

АТДЦТН-125000/220 характеристики

2.1. Автотрансформатор это статическое электромагнитное устройство, имеющее две гальванически связанные  обмотки  и одну индуктивно связанную обмотку и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной системы переменного тока (напряжение и ток)  в две других системы переменного тока.

2.2. Технические характеристики трансформатора приведены в  таблице 1.

Тип и заводской номер

АТДЦТН, 129208

Номинальное напряжение, кВ

230/121/10,54

Номинальная мощность кВА  ВН-СН

                                                          НН

125000

63000

Вид переключения ответвлений

РПН

Способ охлаждения

ДЦ

Схема и группа соединения обмоток

Yо авто / Д-0-11

Напряжение короткого замыкания                                  ВН-СН                                         UКЗ.%               ВН-НН

СН-НН

10,7

41,7

26,7

Потери короткого замыкания

 ВН-СН

 ВН-НН         Р кзкВт

 СН-НН

305

280

270

Потери холостого хода,             Р хх. кВт

65

Номинальный ток обмотки ВН, А

314

Уровень изоляции,  кВ                

обмотки ВН

обмотки СН

нейтрали

325

200

85

Полный вес,  т

156

Вес масла, т

47

Вес активной части, т

82

Транспортный вес, т

137

Вес съемной части, т

8,38

Год изготовления

1986

Год ввода.

1986

3. Устройство и принцип работы трансформатора 

Требования безопасности и охрана окружающей среды

Общие технические условия для силовых трансформаторов приведены в []. ГОСТ включает в себя технические требования, требования безопасности, включая требования пожарной безопасности, требования охраны окружающей среды, указания по эксплуатации, транспортирование и хранение. Требования безопасности, должны так же соответствовать . По стандарту [] выполняется заземление баков трансформаторов.

Степень защиты трансформаторов определяет стандарт []. В нем говорится, что все трансформаторы, кроме встроенных, должны выполняться с 1 или 2 классом защиты и иметь степень защиты не ниже IP20. Стационарные трансформаторы, в свою очередь, допускается изготовлять со степенью защиты IP00. Система стандартов [] приводит требования по утилизации трансформатора. В нем описан следующий ряд действий:

  • трансформаторное масло следует слить и отправить на регенерацию;
  • металлические составляющие трансформатора необходимо сдать на переработку;
  • фарфоровые изоляторы, электрокартон, резиновые уплотнения нужно отправить на полигон твердых бытовых отходов.

Ссылки и литература

. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. — М.: Энергоатомиздат, 1987. – 315 с.. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Учебник для вузов. 2-изд. — М.: Энергоатомиздат, 1986.-310 с.. Правила технической эксплуатации электроустановок. Утвержден приказом Минтопэнерго Украины от 25.07.2006 г.. ГОСТ Р 52719–2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. – М.: Издательство стандартов, 2007. – 45 с.. ГОСТ 12.2.007.0–75. Система стандартов безопасности труда. Издание электротехническое. Общие требования безопасности. – М.: Издательство стандартов, 1975. – 12 с.. ГОСТ 12.2.007.2–75. Система стандартов безопасности труда. Трансформаторы силовые и реакторы электрические. Требования безопасности. – М.: Издательство стандартов, 1975. – 5 с.

Регулирование напряжения на понижающих подстанциях

Для регулирования напряжения трансформаторами подстанций предусмотрена возможность изменять коэффициент трансформации в пределах 10 – 20 %. По конструктивному исполнению различают два типа переключающих устройств:

  • с регулированием без возбуждения (ПБВ), то есть для изменения коэффициента трансформации трансформатор отключают от сети;

  • с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).

Устройство РПН дороже устройства ПБВ. Стоимость устройства мало зависит от мощности трансформатора. Поэтому относительное удорожание трансформатора с РПН будет значительно большим для трансформаторов меньшей мощности. В связи с этим трансформаторы напряжением 6 – 20 кВ большей частью выполняются с ПБВ, а трансформаторы напряжением выше 35 кВ с РПН.

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

  • на стороне высшего напряжения меньшие токи, поэтому устройство имеет меньшие габариты;

  • обмотка высшего напряжения имеет большее количество витков, поэтому точность регулирования выше;

  • по конструктивному исполнению обмотка высшего напряжения является наружной (магнитопровод – обмотка низшего напряжения – обмотка высшего напряжения). Поэтому ревизию устройства РПН выполнять проще;

  • устройство РПН располагают в нейтрали высшей обмотки. Обмотки высшего напряжения соединяются в звезду, а обмотки низшего напряжения соединяются в треугольник. Трехфазное регулирование проще выполнить на обмотках, соединенных в звезду.

READ  Определение активной мощности в трехфазной сети. пример расчета

У трансформаторов напряжением 110 кВ мощностью 2,5 МВА и напряжением 150 кВ мощностью 4 МВА устройство РПН расположено на обмотке низшего напряжения.

Трансформаторы имеют разное количество ответвлений и разные ступени регулирования устройства РПН. У трансформаторов с ПБВ дополнительных ответвлений всегда 4 — .

Устройства РПН и управляющие ими системы автоматического регулирования характеризуются:

  • величиной напряжения ступени регулирования;

  • зоной нечувствительности;

  • выдержкой времени срабатывания;

  • точностью регулирования.

Ступенью регулированияназывается напряжение между соседними ответвлениями. Его выражают в процентах к номинальному напряжению той обмотки, которая имеет регулировочные ответвления.Зоной нечувствительностиназывается некоторый диапазон изменения напряжения, при котором не происходит срабатывание регулирующей аппаратуры. Зона нечувствительности регулятора должна быть несколько больше ступени регулирования: иначе регулятор будет работать неустойчиво.Выдержка временирегулятора служит для предотвращения его работы при кратковременных изменениях напряжения. Зона нечувствительности и выдержка времени регулятора определяютточность регулирования.

РПН трансформатора

При выполнении регулировочных работ в трансформаторах, применяются РПН. Они позволяют регулировать напряжение на обмотках, не останавливая работу прибора. Таким образом, РПН трансформатора — это возможность регулирования под нагрузкой, не отключая питания и не оставляя потребителей без электроснабжения.

Принцип действия РПН трансформатора

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

Один из них прижимается к витку обмотки, соответствующему данному значению напряжения. Во время перевода, происходит прижатие второго свободного контакта к последующему витку, где напряжение отличается. После этого, происходит отрыв первого прижатого контакта от витка. Таким образом, происходит переподключение вывода к другому витку, не разрывая цепь.

Регулирование под нагрузкой может выполняться вручную или с помощью электрического привода. Чтобы обеспечить безопасные условия для персонала, ручной привод используется при выключенном трансформаторе. Управляется электрический привод дистанционно, нередко, в автоматическом режиме. Регулировка под нагрузкой осуществляется на трансформаторах с большой мощностью.

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

Устройство РПН

Если регулировка напряжения осуществляется путем переключения отходящих обмоток, то в этом случае, производится изменение их коэффициентов трансформации. При этом, учитывается количество обмоток высокого и низкого напряжения, находящихся в работе. Определенный участок обмотки, где имеются ответвления, исполняет функции регулировочной обмотки. Таким образом, РПН трансформатора это устройство, которое позволяет производить регулировки в широком диапазоне.

Диапазон регулировки под нагрузкой может быть расширен за счет специальных схем, предполагающих использование реверсирования. Это позволяет не увеличивать количество отводов. Включение РПН, чаще всего, производится со стороны нейтрали, что позволяет измерять напряжение при пониженной изоляции.

В состав стандартного РПН входит контактор для замыкания и размыкания цепи, избиратель для замыкания и размыкания обесточенной сети, а также токоограничивающий реактор и приводной механизм.

https://youtube.com/watch?v=Z-ha_2vaQ3M

РПН и телемеханика: автоматизация корректировки напряжения

Переключение анцапфы трансформатора крайне важная процедура, особенно для подстанций от 110 кВ и выше. Как отмечалось ранее, процесс предполагает задействование РПН, переключение которого можно вывести на пульт диспетчера. Для этого используется телемеханика, которая по оптоволоконному кабелю способная отправить сигнал на повышение или понижение уровня напряжения.

Общая схема предполагает следующие элементы в цепочке:

  1. Наличие серверной, которая отправляет и получает сигнал на подстанцию, а также компьютера в диспетчерской. Передача информации предполагает применение проводника, где чаще всего используется оптоволокно. Здесь также распространены случаи витой пары, но скорость передачи информации значительно уступает.
  2. На подстанции в шкафу телемеханики происходит подключение кабеля в блок, который взаимодействует с РПН. На выходе появляется два вида команд повышение/понижение. После проведения операции отдается ответ на сервер, что проявляется в исполнении или неисполнении задачи.
  3. Чтобы определить уровень напряжения, на компьютер выводятся телеизмерения. При регулировке последние должны изменяться вверх или вниз в зависимости от посланного сигнала.

Автоматика и телемеханика обеспечивают существенный комфорт в ведении режимных указаний. Выстраивание системы во многом зависит от используемых технологий и технических средств. Следует отметить, что выстраивание автоматизированной системы работы – следующий шаг комфортного регулирования режима согласно графику.

Задачи и необходимость регулирования

Любой современный потребитель электрической энергии (промышленное предприятие, жилой дом) требует получения электроэнергии в достаточном количестве и хорошего качества. Под качеством электрической энергии понимается ее частота, симметрия и величина подводимого к потребителю трехфазного напряжения.

Для экономичной и безаварийной работы любого потребителя необходимо, чтобы отклонения фактической величины подводимого к нему напряжения были минимальными. Во всяком случае, эти отклонения не должны превышать установленной для данного приемника нормы. Такие нормы определяются, например, ГОСТ 13109—67 и «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) и не должны нарушаться. Так, для электродвигателей напряжение на зажимах не должно отличаться от номинального более чем в пределах от —5 до +10%. При снижении напряжения, например, на 10% уменьшится скорость вращения двигателя и возрастут токи ротора и статора, что приведет к перегреву обмоток двигателя и сокращению срока службы его изоляции.

READ  Что нужно знать про светильник с модулем аварийного питания?

Весьма чувствительны к отклонениям напряжения осветительные установки, для которых допустимое отклонение напряжения составляет ±5% для жилых помещений и от —2,5 до + 5% для общественных зданий и производственных помещений. При понижении напряжения резко ухудшается освещаемость, а при повышении, например, на 10% срок службы ламп сокращается примерно втрое.

Для некоторых дуговых электропечей снижение напряжения на 8% заставляет прекращать плавку стали, т. е. является аварийным.

Таким образом, колебания напряжения приводят к значительному ущербу и нужно стремиться сделать их минимальными. Однако выполнить это очень непросто, так как причинами колебаний напряжения являются неизбежные изменения (включения и отклонения) нагрузки и переменные режимы работы потребителей электроэнергии. Колебания напряжения являются в принципе неизбежными, поэтому для поддержания уровня напряжения постоянным требуется постоянное его регулирование.

2.1. Наладка приводного механизма МЗ-4

2.1.1.
Произвести осмотр ПМ в соответствии с п. .

2.1.2. Проверить наличие защитного заземления корпуса ПМ.

2.1.3. Проверить сопротивление изоляции
цепей управления, указателя положения и двигателя в соответствии с действующими
нормами .

2.1.4. Проверить наличие смазки в редукторе
ПМ, при необходимости произвести доливку согласно указаниям по ПМ.

2.1.5. Произвести прогонку ПМ во всех
положениях с помощью рукоятки. Увеличение вращающего момента на рукоятке
допускается только перед работой контактора при взводе пружин механизма
быстродействия и на время работы предызбирателя.

2.1.6. Проверить работоспособность счетчика
числа переключений и указателя положений в ПМ.

2.1.8. Проверить расцепление механизма
редуктора и выходного вала при выходе за крайние положения, через 4 — 6
оборотов выходного вала. При обратном движении должно происходить автоматическое
сочленение редуктора и вала.

2.1.9. При
прогонке ПМ проверить надежное замыкание контактов контроллера S11 (S12) во время переключения
и срабатывание контроллера S13. По
окончании переключения ролики 3 должны быть в среднем положении и все контакты S11, S12 разомкнуты, как показано на рис. .

При
необходимости предусмотрена возможность регулирования шайбы контроллера S11, S12 ослаблением болтов 5.

Следует
иметь в виду, что по окончании регулирования необходимо снять неполную круговую
диаграмму ПУ (см. п. ).

В
результате регулирования, когда ПМ находится в «нормальном положении», должно
наблюдаться совпадение следующих элементов:

— ролики контроллеров S11, S12, S13 должна находиться в среднем положении
(все контакты S11, S12 разомкнуты);

— под контрольным окном на червячном
редукторе верхнего фланца ПУ должны совпадать риски;

— показания указателей положения ПМ и ПУ
должны совпадать.

2.1.10. Установить ПМ в положение 6 и
включить автоматический выключатель питания. После его включения должна
загореться сигнальная лампа НL2.

Проверить работоспособность ПМ от кнопок местного
управления. Отключение автоматического выключателя дистанционным расцепителем
после начала движения ПМ свидетельствует о неправильном чередовании фаз в цепях
питания.

Рис.
2.1. Контроллер приводного механизма МЗ-4:

1 — командная шайба контроллера S11, S12; 2 — командная шайба контроллера S13; 3
— ролик контроллера; 4 — контроллер; 5 — болты

В этом случае необходимо
поменять местами две фазы питания в ПМ.

При опробовании ПМ от
электрической схемы необходимо обращать внимание на четкость работы
контакторов. При наличии признаков залипания или затирания следует произвести
их полную ревизию

Особое внимание
обратить на надежность работы контактора однократности переключения К4, так как
отказ его в работе приводит к безостановочному переключению в одно из крайних
положений.

Во
время переключения в ПМ должна загораться сигнальная лампа HL1.

2.1.12. Проверить автоматическое
прохождение промежуточных положений (при их наличии).

2.1.13. Проверить доводку ПМ до нормального
положения, в сторону которого было начато переключение, при исчезновении
питания во время переключения с последующим его восстановлением. Для этого во
время движения ПМ отключить автоматический выключатель питания и затем включить
его снова.

2.1.14. Проверить действие электрических
блокировок в крайних положениях при управлении ПМ от кнопок и блокировок от
рассогласований трех однофазных ПУ при дистанционном управлении.

2.1.15. Убедиться в прохождении ПМ только
одного положения при длительной команде на переключение от кнопок управления.

2.1.16. Проверить возможность управления от
кнопок, расположенных на двери шкафа ПМ при закрытом ее положении.

2.1.17. Проверить исправность блока питания
дистанционного указателя положений, отсутствие обрывов в блоке сопротивлений и
работоспособность указателя во всем диапазоне.

2.1.18. Обеспечить питание схемы обогрева
независимо от времени года, так как ПМ оборудован термостатом. Включение
обогрева производится автоматически при понижении температуры в шкафу ПМ примерно
до +10 °С.

2.1.19. Проверить надежность работы ПМ при
напряжении питания 0,85Uном.

Устройство РПН: принцип работы

Как отмечалось выше, регулировка анцапфы трансформатора может выполнять через РПН. Особый тип переключений предполагает постоянную корректировку напряжения в зависимости от времени суток и нагрузки. Регулирование осуществляется в пределах от +/- 10 до 16%. В некоторых случаях устанавливается полностью автоматических механизм, который поддерживает нужный режим работ самостоятельно. Прочие варианты зависят от оперативного управления из диспетчерского пункта или ОПУ.

READ  Электрические автоматы. виды и работа. характеристики

Что касается принципа работы, то он выполнен следующим образом:

  1. Имеется анцапфа, которая путем выкручивания пружины меняет число обмоток. При обычных условиях 33 оборота предполагает изменение количества витков на 1 единицу. Мера регулирования во многом определяется отстройкой шага.
  2. Для автоматизации процесса подключается механический мотор, который отстроен для выполнения ровно одной операции. Из ОПУ подается сигнал на электродвигатель, после чего происходит регулирование.
  3. Для более быстрого реагирования необходимо задействовать телемеханику, которая обеспечивает процесс из диспетчерского пункта.

Газовое реле принцип действия

Газовая защита  (ГЗ) осуществляется с помощью специальных газовых реле. Газовое реле представляет собой металлический кожух, врезанный в маслопровод между баком трансформатора и расширителем. Реле заполнено маслом.

газовое реле трансформатор

Кожух имеет смотровое стекло со шкалой, с помощью которой определяется объем скопившегося в реле газа. На крышке газового реле имеется краник для выпуска воздуха и взятия пробы газа для его анализа, а также расположены контакты для подключения кабеля.

Конструкции газовых реле различаются принципом исполнения реагирующих элементов в виде:

  1. поплавка;
  2. лопасти;
  3. чашки.

Поплавковые реле газовое реле

У поплавковых реле внутри кожуха укреплены на шарнирах два поплавка, представляющие собой полые металлические цилиндры. На поплавках укреплены ртутные контакты, соединенные гибкими проводами с выводными зажимами на крышке реле. Ртутный контакт представляет собой стеклянную колбочку с впаянными в ее вертикальную часть двумя контактами. Колбочки содержат небольшое количество ртути, которая в определенном положении колбочки замыкает между собой контакты, чем создается цепь через реле. При скорости движении потоков газа и масла порядка 0,5 м/с нижний поплавок, находящийся на пути потока опрокидывается и происходит замыкание его ртутных контактов в цепи отключения. Благодаря тому, что при КЗ (коротком замыкании) в трансформаторе сразу возникает бурное газообразование, ГЗ производит отключение с небольшим временем 0,1-0,3 сек. Отключающий элемент работает также при большом понижении уровня масла в корпусе реле.

Рис. 9.4 Поплавковое газовое реле, принцип действия

Лопастное реле газовое реле

Принцип действия газовой защиты, реле лопастного типа похож работу реле поплавкового типа, различается  в том, что его главный элемент состоит из поплавка и лопасти, они соединены с ртутным контактом, дающим команду на отключение.

Рис. 9.5 Лопастное газовое реле принцип работы

Чашечные реле

У чашечных реле вместо поплавков используется открытые металлические чашки и вместо ртутных контактов обычно открытые контакты, работающие непосредственно в масле. Нормально, когда корпус реле полностью заполнен маслом, при этом верхняя и нижняя чашки тоже заполнены маслом и удерживаются в исходном состоянии пружинами.

Чашечное газовое реле

Наиболее известно и широко распространено газового реле типа РГЧЗ-66, выпускавшегося Запорожским трансформаторным заводом.

В настоящее время выпускаются газовые и струйные реле защиты трансформаторов типа РГТ50, РГТ80, РСТ25, разработанные ОРГРЭС и ВНИИР. Данные реле имеют преимущества перед старыми конструкциями.

Особенности фазовращающих устройств

Особенностью фазосдвигающего трансформатора является возможность его использования только в промышленных целях, масштабы которых оправдывают затраты на изготовление такого агрегата. Для личных потребительских нужд (в частных хозяйствах, например) его применение неоправданно и совершенно бессмысленно.

К специфике этих устройств также относят:

  • Значительные габариты, сравнимые с размерами линейных трансформаторов питающих подстанций.
  • Низкий КПД, определяемый потерями в собственных электрических цепях.
  • Высокая стоимость изготовления и установки преобразовательного оборудования.

Стоимость фазоповоротных трансформаторов из-за сложности их схемы довольно велика. Однако затраченные на них средства с лихвой окупаются тем выигрышем, который удается получить за счет оптимизации работы нагрузочных цепей. Особую актуальность приобретает это обстоятельство при эксплуатации линий, в которых устанавливаются достаточно мощные потребительские нагрузки.

Автоматическое регулирование напряжения

Переключатель числа витков устанавливается для того, чтобы обеспечивать изменение напряжения в линиях, соединённых с трансформатором. Совсем необязательно, что целью всегда будет поддержание постоянного вторичного напряжения на трансформаторе. Чаще всего падения напряжения происходят во внешней сети — особенно это проявляется для дальних и мощных нагрузок.
Для поддержания номинального напряжения на дальних потребителях может потребоваться увеличение напряжения на вторичной обмотке трансформатора.
Система управления РПН относится к релейной защите и автоматике станции — переключатель числа витков всего лишь получает команды: повысить или понизить. Однако обычно функции согласования коэффициентов трансформации между различными трансформаторами внутри одной и той же станции относятся к системе РПН. При соединении трансформаторов в параллель их переключатели числа витков должны двигаться синхронно. Для этого один из трансформаторов выбирается ведущим, а другие — как ведомыми, их системы управления РПН следят за изменением коэффициента трансформатора ведущего трансформатора. Обычно синхронным переключением числа витков добиваются исключения токов циркуляции между обмотками параллельных трансформаторов (из-за разницы вторичных напряжений параллельных трансформаторов) хотя на практике в момент действия РПН циркуляционные токи всё же возникают из-за рассогласования при переключении, однако это допускается в определённых пределах.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: