Принцип действия РПН силового трансформатора

В электрических сетях напряжение зависит от нагрузок, при этом значительная часть потребителей энергии заинтересована в том, чтобы питание постоянно пребывало в определенных значениях – не выше и не ниже допустимых границ. Для этого нужны регулировщики сетевого напряжения. Самый удобный способ – менять коэффициент трансформации с помощью снижения/увеличения количества витков в обмотке.

Почти все современные трансформаторные установки оснащены оборудованием, которое позволяет регулировать трансформирующий коэффициент, то есть увеличивать либо уменьшать число витков. Разобраться в нюансах работы таких устройств нам помогли специалисты компании «Лидер-Энерго», ведущего российского предприятия по производству и поставке комплектующих к силовым трансформаторам.

Что такое РПН

Аббревиатура означает регулировка под нагрузкой. При этом отключения приборов от сети не происходит. Принцип работы довольно прост. На выходе фазы у трансформатора есть пара мобильных контактов. Из них один касается витка обмотки, который соответствует определенному показателю напряжения. При переводе второй контакт прижимается к следующему витку, в котором напряжение выше или ниже. Первый контакт размыкается. Так происходит переключение контактов без размыкания цепи. Такая регулировка выполняется ручными или автоматическим способом при помощи электропривода.

С целью повышения безопасности персонала ручное переключение выполняется при выключенном оборудовании. Электропривод управляется дистанционно, часто автоматически. Регулирование под нагрузкой практикуется на мощных трансформаторах.

Помимо РПВ, может выполнятся переключение без возбуждения (напряжения), то есть ПБВ. Такой способ практикуется редко, не чаще пары раз в год при сезонных регулировках выключенного оборудования.

Способы регулировки и защиты устройств

Регулирование под напряжением выполняется примерно также, как при выключенном трансформаторе, однако количество витков обмотки в случае работы под нагрузкой больше, а диапазон изменений шире. Существуют различные ГОСТы для разных серий трансформаторов. Эти стандарты предписывают допустимые изменения напряжения с помощью регуляторов.

Есть несколько схем работы регулировочных устройств – модели выбирают в зависимости от особенностей и потребностей конкретной подстанции. Наиболее востребованы переключатели с токоограничивающим реактором.

Силовое оборудование 110 кВт оснащено встроенными регулирующими элементами. Они располагаются в особом отсеке трансформатора отдельно от бака с обмоткой. Для защиты такого оборудования используется струйное реле. Привод может выйти из строя по нескольким причинам – туда может попасть влага или пыль при нарушении герметичности, может возникнуть люфт в соединительных валах. Эти дефекты необходимо устранять – убрать излишки влаги и масла, подрегулировать валы.

Реле струйное типа RS2001

Для обеспечения бесперебойной работы РПН применяется также газовая защита. Устанавливают расширитель – емкость, совмещенную с помощью канала с масляной средой. Если газообразование незначительное, датчик указывает на низкий уровень масла. При выбросах масло попадает в расширитель, в результате чего срабатывает реле отключения оборудования.

Плюсы и минусы РПН

Регулировка под нагрузкой обеспечивает работу трансформатора в заданном диапазоне напряжения без его отключения при изменениях параметров. Также эти элементы позволяют регулировать показатели в определенных значениях.

Есть и минусы – конструкция трансформатора усложняется, а чем больше составных частей в рабочей схеме, тем выше вероятность выхода из строя того или иного узла. При этом надежность работы оборудования снижается, а масса и габариты увеличиваются.