Устройства РПН.

Регулирование напряжения в силовых трансформаторах осуществляют при помощи регуляторов напряжения, которые обеспечивают ступенчатое изменение коэффициента трансформации без разрыва нагрузочного тока.

В зависимости от предъявляемых требований к регулированию напряжения и особенностей конструкции трансформаторов в настоящее время применяют различные схемы регулирования и различные типы устройств РПН, отличающиеся между собой техническими характеристиками и конструктивным исполнением.

Обозначение устройств РПН состоит из буквенных и цифровых знаков. По порядку следования эти знаки указывают на следующие основные признаки устройства:

1. Наименование аппарата: РН — регулятор напряжения.
2. Число фаз: Т — для трехфазных устройств, О — для однофазных.
3. Вид токоограничивающего сопротивления: Р — устройство с индуктивным сопротивлением; А — с активным сопротивлением. Отсутствие буквы означает, что устройство не имеет токоограничивающего сопротивления.
4. Наличие межфазной изоляции трехфазного устройства, соединенного в звезду. Цифра 0 через тире указывает на отсутствие изоляции между фазами. Отсутствие нуля указывает на наличие изоляции
5. Далее через тире следует дробь, в числителе которой указывается номинальное напряжение, в знаменателе — номинальный ток устройства.
6. Способ коммутации разрывающего тока: А — разрыв дуги в воздухе; Г — в газе; В — вакууме; П — с применением полупроводников. Отсутствие букв означает гашение дуги в масле.
7. Цифра впереди буквенного обозначения указывает на количество устройств, соединенных одним приводом. В конце всех обозначений указывается через тире год утверждения технического проекта и номер стандарта.

Устройства РПН, имеющие индуктивное токоограничивающее сопротивление, называются реакторными устройствами, а имеющие активное токоограничивающее сопротивление — резисторными.

Устройства РПН имеют две параллельные токоведущие цепи (или два плеча), работающие либо параллельно, либо поочередно.

Контактор и избиратель имеют подвижные и (неподвижные контакты. Неподвижные контакты избирателя соединяются с соответствующими отпайками регулировочной обмотки, а подвижные — с неподвижными контактами контактора.

При помощи подвижных контактов контактора и избирателя, которые механически через изоляционные детали соединены с приводным механизмом, осуществляется последовательное переключение отпаек регулировочной обмотки.

Перечень необходимых испытаний РПН.

Полный перечень необходимых испытаний приведен в РД 34.45-51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования», методические указания по оценке состояния и продлению срока службы трансформаторов приведены в РД ЭО 0410-02, а методические указания по наладке устройств переключения ответвлений обмоток под нагрузкой трансформаторов РПН приведены в СО 34.46.606.

Диагностика устройств РПН приборами Vanguard TRM 20/40 и TRM 203/403.

Диагностическая функция динамического теста РПН реализована в линейке специализированных трансформаторных омметрах Vanguard TRM 20/40 и TRM 203/403.

TRM-403 40А, специализированный измеритель сопротивления обмоток трансформаторов.

Специализированный прибор TRM403 предназначен для быстрого и точного измерения активного сопротивления обмоток мощных трансформаторов током до 40А. Измерение проводится одновременно по всем 3 фазам (6 обмоток). Прибор обеспечивает возможность полностью автоматического измерения сопротивления шести обмоток, даже на трехфазных трансформаторах с переключателями ответвлений. Во время переключения ответвлений прибор непрерывно отслеживает правильность работы основных/дугогасящих контактов.

Измерение сопротивления обмоток трансформатора 500МВА менее чем за 3 минуты!

• Автоматически разряд цепи после проведения теста

• 4 измерительных канала - одновременное измерение по высокой и низкой стороне трехфазного трансформатора - измерение всех 6 обмоток одновременно!

• Тестирующий ток от 1А до 40А

• Диапазон измерения от 1мкОм до 500 Ом

«Функция динамического теста РПН идет «бесплатно» к прибору – измерителю сопротивления обмоток – получается ДВА прибора в ОДНОМ.»

Динамический тест РПН приборами Vanguard.

Динамический тест измерения сопротивлений в РПН разработан для безразборной диагностики состояния контактных соединений в РПН. Отличительной особенностью метода является возможность проведения эффективных диагностических работ без вскрытия бака РПН. Для проведения испытаний РПН трансформатор необходимо вывести из работы и расшиновать. 

Динамический тест РПН позволяет проводить измерение сопротивления в то время, как устройство РПН переключает положения. Тест проводится в течение 240 секунд, что позволяет устройству РПН за это время переключить все возможные положения. Данные измерений постоянно записываются в памяти прибора в течение всего времени тестирования. Переключать положения РПН можно в любом направлении (прямом или обратном) , как в ручном (прямо с прибора) так и в автоматическом режимах.

Прибор идеально подходит для тестирования устройств РПН, т.к. он может быть включен в момент переключения коэффициента трансформации. Благодаря этому появляется возможность быстрого тестирования устройства РПН, т.к. пропадает необходимость выполнять зарядку и разрядку цепи при каждом переключении.

Положения устройств РПН могут быть изменены дистанционно (повышены или понижены), используя встроенный в прибор модуль управления РПН. Этим позволяется избежать ситуации ручного переключения положений устройства РПН трансформатора. 

Прибор имеет высокоточный динамический (быстродействующий) канал высокого разрешения для измерения и графического отображения сопротивления устройств РПН трансформаторов  прямо в процессе переключения. Измеренные значения сопротивления ложатся в основу построения графика зависимости сопротивления от времени , который может быть распечатан на встроенном принтере, и который позволяет быстро и наглядно определить в каком положении регулятор РПН имеет проблемы с контактами.

Расшифровка некоторых осциллограмм тестирования устройств РПН.

1) Исправное состояние
Измерения проведены по одной фазе трансформатора, по всем положениям РПН, при работе в прямом и обратном направлении движения избирателя. Все импульсы тока, возникающие в процессе коммутаций РПН, имеют примерно одинаковую амплитуду и форму, одинаковый временной сдвиг. Это говорит о нахождении контактных соединений РПН в нормальном состоянии.

2) Увеличенное сопротивление в некоторых контактах.

Импульсы коммутационного тока в некоторых положениях РПН, как при прямом, так и при обратном движении избирателя, имеют увеличенную амплитуду. Такая осциллограмма говорит о наличии ослабления в контактных соединениях в РПН. Так как каждое положение РПН (отвод от обмотки трансформатора) дважды участвует в последовательных коммутациях РПН, «четной» и «нечетной», то на осциллограмме можно дифференцировать таких дефектных соединений от двух до трех.

3) Дефекты в контактах предварительного избирателя

При динамическом тесте анализируется состояние контактов не только избирателя, но и предизбирателя, если он имеет место в данном контролируемом РПН.

Из такой осциллограммы видно, что после срабатывания предизбирателя, в крайних положениях, имеет место искажение формы импульсов. Такая форма импульсов может возникать из – за чрезмерной подвижности контактов предизбирателя, обычно при «сползании» контактов при коммутации в крайних положениях. РПН с таким видом осциллограммы нуждается в проведении регламентных работ.

4) Дефекты в ограничивающих резисторах

Большие скачки тока в момент коммутации во всех положениях РПН, достигающие нулевого значения, говорят о наличии обрывов в ограничивающих резисторах.

Такой дефект резисторов значительно ухудшает режим работы РПН во время коммутаций, и может 

быстро привести к выходу трансформатора из строя.

5) Сопротивления фаз различаются

При этом случае из рисунка осциллограммы видно, что токи в фазах трансформатора значительно различаются. При этом броски тока при переключении РПН имеют одинаковую амплитуду.

Осциллограмма соответствует нормальному состоянию РПН, но обмотки трансформатора имеют 

различное сопротивление.

6) Дефекты в присоединении одного отвода обмотки

Одно дефектное присоединение в РПН сказывается на двух рядом расположенных коммутациях.

7) Временные и амплитудные искажения.

Контролируемый РПН, в двух положениях, имеет дефекты по амплитуде импульсов, и по 

временной диаграмме срабатывания. Переходные процессы коммутации в двух положениях имеют сложную форму. 

Очень важно понимать - данная функция динамического теста является функцией ЭКСПРЕСС диагностики – т.е. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО без разборного анализа состояния ус-в РПН. Т.е. она дает первоначальную оценку. Но без разбора РПН.

Чтобы точно определить проблему и понимать когда отправлять трансформатор в сервис надо действовать по старинке - сливать масло из контактора и делать осциллографирование контактора напрямую БЕЗ УЧЕТА огромной индуктивности обмоток. Тогда все будет понятно.

Данные параметры довольно четко описаны и сделать вывод о состоянии РПН в данном случае легко, НО, для этого , надо сливать масло и добираться до контактора.

В приборе TRM как раз реализован самый инновационный метод ЭКСПРЕСС диагностики ус-в РПН под нагрузкой.