Вопрос №1 (ПК-24, ПК-25) Задачи, методы и способы регулирования напряжения. Трансформаторы с регулированием под нагрузкой

Отклонения фактической величины напряжения не должны превышать установленной для данного приемника нормы. Такие нормы определяются, например, ГОСТ 13109—67 и «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). 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.

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.

Колебания напряжения являются в принципе неизбежными, поэтому для поддержания уровня напряжения постоянным требуется постоянное его регулирование.

Различают два способа регулирования напряжения: местное и централизованное.

Под местным регулированием понимают регулирование напряжения непосредственно на месте потребления, т. е. его стабилизацию на заданном уровне у каждого отдельного потребителя или сразу для группы потребителей.

Регулирование напряжения может быть автоматическим, без отключения трансформатора от сети. Такое регулирование напряжения называют регулированием под нагрузкой (РПН). Однако РПН требует применения сложных и дорогих переключающих устройств. Поэтому для трансформаторов небольшой мощности часто применяют регулирование напряжения без возбуждения, т. е. после отключения всех их обмоток от сети. Этот способ регулирования сокращенно называют ПБВ (переключение без возбуждения). После переключения трансформатор вновь включается в работу.

Под централизованным регулированием понимают регулирование напряжения непосредственно на шинах генераторов электростанций при помощи изменения их возбуждения. Централизованное регулирование осуществляют обычно как «встречное», т. е. таким образом, чтобы оно заранее «встречало» колебания напряжения, вызванные нагрузкой. Так, в период наибольших нагрузок у генераторов поднимают напряжение выше номинального, чтобы компенсировать повышенные потери напряжения в сети и поддержать его у потребителя близким к поминальному. И наоборот, когда нагрузка снижается, уменьшают возбуждение у генераторов и соответственно напряжение в сети.

Устройство переключения ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой (РПН) предназначено для изменения соединения ответвлений обмоток в условиях, когда трансформатор нагружен или возбужден. Устройство РПН состоит из следующих основных частей: избиратель ответвлений, контактор, токоограничивающее сопротивление, приводной механизм (привод устройства).

В зависимости от применяемых токоограничивающих сопротивлений устройства РПН имеют два основных конструктивных исполнения: с токоограничивающим реактором; с активным токоограничивающим сопротивлением. Назначение основных частей устройства РПН следующее.

Избиратель ответвлений служит для выбора нужного ответвления обмотки трансформатора и предназначен для длительного пропускания тока. Контактор служит для отключения тока в цепях переключающего устройства при выборе избирателем нужного ответвления обмотки. Токоограничивающее сопротивление включается между работающим и вводимым в работу ответвлениями с целью ограничения тока в переключаемой части обмотки. Одновременно токоограничивающее сопротивление обеспечивает перевод нагрузки с одного ответвления на другое без перерыва тока нагрузки трансформатора или существенного его изменения. Приводной механизм служит для приведения в действие всего устройства переключения.

Обычно избиратель и реактор устанавливают в баке с активной частью трансформатора, а контактор — в отдельном баке с маслом, не сообщающимся с остальным маслом трансформатора. Эта мера предосторожности принимается для предотвращения загрязнения и разложения масла, в которое погружена активная часть.

Основными элементами переключающего устройства являются верхний несущий фланец, закрепляемый на крышке бака; командный вал, связанный с системой шестеренчатых и мальтийских передач, передающих движение на валы избирателя и контактора; корпус контактора, представляющий собой герметически закрытый изоляционный цилиндр, в который встроены механизм переключения, контактор и активные сопротивления; верхний фланец, в котором размещен блок зубчатых и мальтийских передач избирателя.

Избиратель представляет собой цилиндрическую клетку, состоящую из гетинаксовых реек, на которых закреплены медные контакты. На каждый ряд неподвижных контактов приходится один подвижной контакт. Подвижные контакты приводятся в движение от двух изоляционных валов и перемещаются вокруг центральной трубы; ток с них отводится на контактные диски, а с них — на контактор. Концы изоляционных планок закреплены между нижним и верхним фланцами.

Вопрос №2 (ПК-24, ПК-25) Контроль изоляции. Электробезопасность.