Устройство переключения витков обмотки трансформатора 6(10)/0,4 кВ
DEVICE FOR SWITCHING COILS OF WINDING OF TRANSFORMER 6(10)/0.4 kV

Техническое предложение относится к области электротехники, в частности регуляторам напряжения, путем переключения витков обмотки, в силовом трансформаторе 6(10)/0,4 кВ.
Известно [1] устройство переключения витков обмотки трансформатора, под (или без) рабочим напряжением предусматривается для регулирования выводного напряжения со вторичной обмотки. Выводное напряжение вторичной обмотки трансформатора 6(10)/0,4 кВ регулируется путем изменения коэффициента трансформации за счет изменения количества рабочих витков в обмотках [1 и 2]. Как правило, при наличии рабочего тока на обмотке с низким по величине рабочим током, используется устройство АРПН (автоматическое регулирование переключения напряжения), а при отсутствии, т.е. при отключенном рабочем напряжении с трансформатора, с помощью предусмотренного на обмотке низкого напряжения переключателя числа витков (ан цапфа) устройством ПБВ (переключение без возбуждения).
Для трансформаторов рабочим напряжением высоковольтной обмотки 110 кВ и выше используется автоматическое регулирование рабочего напряжения на выводе низковольтной обмотке при наличии рабочего напряжения с помощью устройства АРПН [2;3]. Для трансформаторов рабочим напряжением высоковольтной обмотки 10 кВ используется ручное регулирование рабочего напряжения на выводе низковольтной обмотке при отсутствии рабочего напряжения с помощью устройства ПБВ [1;2]. Сущность регулирования устройством ПБВ, ступенчатого переключения, состоит в том, что трансформатор предварительно выводят из работы. Не проходит рабочий ток в обмотке трансформатора, введение или выведения части обмоток из рабочего режима изменяет коэффициент трансформации, и тем самым меняется рабочее напряжение на выводах вторичной обмотки, т.е. происходит регулирование величины рабочего напряжения.
Недостатком для трансформаторов рабочим напряжением высоковольтной обмотки 10 кВ является использование ручного регулирования рабочего напряжения на выводе низковольтной обмотке при отсутствии рабочего напряжения с помощью устройства ПБВ [1;2]. Использования устройства АРПН [2;3] на трансформаторе напряжением 6(10)/0,4 кВ технически и экономически не эффективно.
Целью предлагаемого технического решения является автоматическое регулирование рабочего напряжения на выводе низковольтной обмотке при наличии рабочего напряжения на трансформаторе 6(10)/0,4 кВ без контактным переключением числа рабочих витков высоковольтной обмотки.
Цель достигается тем, что в устройство переключения витков обмотки трансформатора 6(10)/0,4 кВ, содержащее отводы от обмотки для ручного переключения числа витков, на каждой обмотке фазы предусмотрены дополнительные по две токоограничивающие обмотки. Первой и второй, токоограничивающие обмотки, последовательно соединенные, но встречно по полярности, а общая точка соединения подключена к нейтралу фазных обмоток. При этом к каждому отводу обмотки трансформатора подключена общая точка пары соединения двух (первого и второго) дополнительно предусмотренных симисторов, причем первый свободным концом подключен к свободному концу первой токоограничивающей обмотки, а второй симистор свободным концом подключен к свободному концу второй токоограничивающей обмотке; при этом на верхней крышке корпуса силового трансформатора предусмотрен узел разъемов соединения выводов управляющих полюсов всех симисторов, по крайней мере из 10 единиц, а с внешней стороны корпуса силового трансформатора предусмотрен блок управления всех симисторов подключенного гибким контролем кабелем с упомянутым узлом разъемов, а также задачиком (задает параметры) регулирования искомого выходного напряжения силового трансформатора с помощью уставок реле напряжений.
Работа предлагаемого технического решения иллюстрируется на фигурах 1, 2, 3.
На фиг. 1 показаны:
- симисторы 1…10, при этом их управляющие выводы с полюсами условно не показаны;
- токоограничивающие обмотки: первая 11; вторая 12;
- нейтраль 13 фазной обмотки силового трансформатора;
- фрагмент (условно показана волнообразной линией) фазной обмотки 14 в области нейтрали силового трансформатора;
На фиг. 2 показаны (вид сверху на крышке силового трансформатора):
- узел разъемов 15;
- С, В, А - высоковольтные выводы трансформатора;
- с, в, а, 0 - низковольтные выводы трансформатора.
На фиг. 3 показаны:
- датчики 16 напряжения на сборных шинах 1с и 2с;
- АЦП - 17 (аналого-цифровой преобразователь) сигналов величины напряжений, поступающих с 16;
- блок обработки информации 18 и выдачи команд симисторам.
Устройство переключения витков обмотки трансформатора 6(10)/0,4 кВ работает следующим образом: номинальное между фазное и фазное напряжение на выводах обмотки трансформатора 6 (10)/0,4 кВ соответственно равны 380 и 220 вольт. При увеличении или уменьшении электрической нагрузки соответственно величина напряжения на выводах обмотки будет уменьшаться или увеличиваться. В этих случаях устройство автоматически увеличит или соответственно уменьшит число рабочих витков высоковольтной обмотки. Аналоговая информация о величине рабочего напряжения на сборных шинах Ic и IIc (фиг. 3) от датчиков 16 преобразуется в АЦП 17 и за счет электронного программного обеспечения производится сравнение с заданной задатчиком уставкой величины напряжения и выполняется команда на увеличение или уменьшения числа витков (фиг. 1). Сигнал команда с блока 18 с помощью контрольного кабеля поступает в узел 15 (фиг. 2) и с разъема в 15 импульс также контрольным кабелем попадает в управляющий полюс соответствующего симистора. По заданной задатчику электронной программе вначале включается нечетный симистор (1,3,5,7,9) после чего отключается симистор четный (на единицу больший 2,4,6,8,10), тем самым разрыв рабочего тока нагрузки через обмотку трансформатора исключается. При кратковременном шунтировании части рабочей обмотки 14 увеличение тока переходного режима ограничивается за счет токоограничивающих 11, 12 обмоток, первой и второй, встречно по полярности, последовательно соединенных, чем увеличивает надежность работы симисторов в этом режиме. Этой электронной коммутацией увеличивается или уменьшается число рабочих витков во всех фазных обмотках одновременно, поскольку 16, 17 и 18 для них общий.
Использованные источники
1. Системы мониторинга. СТО 56947007-29.200.10.011-2008. Системы мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Общие технические требования. [Текст]. ОАО «ФСК ЕЭС», 2008.
2. Иванов - Смоленский А.В. Электрические машины [Текст]: Учебник для вузов / А.В. Иванов - Смоленский. - М.: Энергия, 1980. - 928 с., ил.
3. АО «УЭТМ». Высоковольтное оборудование. Силовые трансформаторы. Рекламный проспект завода УЭТМ (уралэлектотяжмаш);