Особенности конструкции и кинематическая схема
Устройство типа РНОА состоит из контактора, избирателя и привода, изготавливаемых в виде отдельных узлов (рисунок 1). Промышленностью выпускаются два типоисполнения контактора (на токи 1250 и 2000 А) и несколько типоисполнений избирателя, отличающихся между собой по номинальному току (1250 и 2000 А), классу напряжения, количеству ступеней регулирования и наличию предыизбирателя. Конструкция сочленения узлов контактора и избирателя унифицирована, что дает возможность получить широкий диапазон изменения технических данных устройства, сочленяя различные типоисполнения контакторов и избирателей.
1 — избиратель; 2 — контактор; 3 — переходный фланец крышки; 4 — бакелитовая труба маслосливного устройства; 5 — поворотный редуктор; 6 — вал; 7 — угловой редуктор; 8 — вал; 9 — домкратный винт; 10 — дискретный датчик указателя положений; 11 — датчик ДТК.; 12 —привод; 13 — транспортная крышка; 14 — рабочая крышка; 15 — мембрана; 16 — смотровое стекло указателя; 17 — указатель положения; 18 — крышка; 19 — палец; 20 — пробка выпуска воздуха; 21 — маслоуказатель; 22 — защитное реле; 23 — сливной патрубок
Рисунок 1 - Переключающее устройство типа РНОА
Основным узлом контактора является выемная часть, которая размещена в герметичном корпусе. Выемная часть состоит из смонтированных в бакелитовом цилиндре механизма переключения типа КНОА, токоограничввающих сопротивлений и деталей передачи движения.
Корпус контактора состоит из бакелитового цилиндра, на котором размещены втычные электрические контакты, металлической крышки, верхнего и нижнего фланцев.
На верхнем фланце расположены поворотный конический редуктор, который служит для сочленения механизма устройства с приводом, а также патрубки для слива масла из емкости контактора и соединения ее с расширителем. Сливной патрубок подсоединен к трубке, конец которой находятся на дне корпуса контактора.
В некоторых конструкциях РПН на верхнем фланце предусмотрены домкратные винты, позволяющие опустить и закрепить устройство на активной части при демонтаже «колокола» бака. На боковой стенке верхнего фланца имеются стеклянный указатель наличия масла и пробка для выпуска воздуха при заполнении контактора маслом.
В крышку контактора вмонтирована предохранительная мембрана, которая разрушается при недопустимом повышении давления в корпусе контактора. На время транспортировки стеклянный маслоуказатель и мембрана закрывают защитными транспортными крышками, а механизм переключения фиксируют от проворачивания стопорным пальцем, который устанавливают через отверстие в крышке корпуса контактора и закрывают заглушкой. На крышке также расположено смотровое стекло указателя положения устройства, закрытое защитной крышкой.
Конструкция контактора позволяет вынимать для осмотра или ревизии расположенную внутри корпуса выемную часть без слива масла из трансформатора.
Подвижная система механизма переключения контактора представляет собой шарнирный четырехзвенник с тремя подвижными звеньями (рисунок 2). Подвижные электрические контакты контактора закреплены на крайних подвижных звеньях, а неподвижные контакты — на вертикальных стойках. Для быстрого переключения контактов контактора применяется пружинный механизм, состоящий из двух тарированных пружин, закрепленных одним концом к приводному механизму (каретке), а другим — к среднему звену четырехзвенника. В рабочем положении устройства падежное нажатие подвижных контактов на неподвижные обеспечивается благодаря устойчивому положению четырехзвенника. Такое положение механизма переключения в практике называют «замок». В процессе переключения при возвратно-поступательном движении каретки, обеспечиваемом кинематикой устройства, происходит вначале взвод пружины и вывод механизма переключения из замка, а затем быстрое переключение подвижных контактов.
К1, И1 — нечетное плечо соответственно контактора и избирателя; К2, И2 — четное плечо соответственно контактора и избирателя; П — предызбиратель; 1 — рычажный четырехзвенник контактора; 2 — стойка неподвижных контактов контактора; 3 — пружинный механизм; 4 — каретка; 5 — нониусная муфта; 6 — токосъемное кольцо; 7 — контактодержатель с контактами; 8 — поводок; 9 — муфта свободного хода; 10 — привод; 11 — приводной вал избирателя для четных контактов; 12 — приводной вал избирателя для нечетных контактов; 13 — шпонка; 14 — контактодержатель; 15 — ламель; 16 — регулировочная пружина; 17— неподвижный контакт
Рисунок 2 - Кинематическая и электрическая схема устройства типа РНОА
Контакторы на номинальный ток 1250 А имеют один механизм переключения, контакторы на ток 2000 А — два спаренных механизма переключения. Одновременность переключения спаренных механизмов обеспечивается синхронизирующими связями, а равномерность распределенных токов между контактами механизмов — при помощи делителей тока. Контактная система спаренных механизмов в рабочем положении шунтируется контактами шунтирующего ножа. Возвратно-поступательное движение шунтирующего ножа осуществляется при помощи отдельной каретки.
Избиратель располагается в нижней части устройства и механически соединен с корпусом контактора. Он имеет две расположенные друг над другом системы электрических контактов четного и нечетного плеч устройства (рисунок 2). Контактная система состоит из подвижных и неподвижных контактов ламельного типа.
Неподвижные контакты смонтированы на изоляционных стойках, которые прикреплены к верхнему и нижнему фланцам избирателя, подвижные контакты при помощи контактодержателя закреплены на валу избирателя.
Для увеличения диапазона регулирования большинство устройств типа РНОА имеют предызбиратели, которые расположены сбоку от избирателя. Неподвижные контакты предызбирателя крепят на изоляционных стойках, а подвижные ламельного типа — к валу предызбирателя.
Рисунок 2 поясняет работу устройства типа РНОА.
Вращательное движение выходного вала привода через систему конических и цилиндрических шестеренчатых передач передается на кривошипный поводок каретки, вызывая ее возвратно-поступательное движение, которое обеспечивает условия для переключения контактов контактора. Одновременно это движение передается на поводки четных и нечетных положений избирателя, которые, заходя в зацепление и поворачивая соответствующие мальтийские шестерни, вызывают перемещение подвижных контактов избирателя. Движение на поводки передается через муфту свободного хода, которая обеспечивает переход устройства в обратное положение без переключения контактов избирателя. На одном валу с мальтийской шестерней нечетных положений укреплен поводок предызбирателя. Необходимая последовательность работы привода, контактора и избирателя в процессе переключения обеспечивается путем правильного сочленения узлов кинематической схемы.
Погружные РПН устанавливают на баке трансформатора и закрепляют фланцем корпуса контактора непосредственно или через переходный фланец. Избиратель и изоляционная часть корпуса контактора расположены внутри трансформатора. Контактор заливают маслом, которое благодаря герметичности корпуса не сообщается с маслом трансформатора. На баке трансформатора предусмотрены люки для осмотра избирателя при слитом масле. Переключение устройства осуществляют от приводного механизма типа ПДП-4У, который закрепляют на стенке бака трансформатора.
Монтаж устройств РПН
По прибытии трансформаторов с погружными резисторными устройствами РПН на место назначения проверяют отсутствие повреждений, следов утечки масла на корпусе контактора и состояние заводской пломбировки. Особое внимание следует обратить на состояние уплотнения переходного фланца, которым устройство крепится к баку, так как появление неплотности в этом месте может вызвать увлажнение изоляции трансформатора.
Для оценки состояния изоляции после прибытия проверяют уровень влагосодержания и пробивное напряжение масла в корпусе контактора. Уровень масла должен находиться в пределах стекла маслоуказателя. Если в стекле масло не просматривается, необходимо снять крышку корпуса контактора и проверить действительный его уровень. Отбор пробы масла для анализа осуществляют через сливной патрубок. Пробивное напряжение масла должно быть не менее 45 кВ. При меньшем значении пробивного напряжения масло необходимо заменить.
Влагосодержание масла должно быть не более 25 г/т. При большем значении влагосодержания необходимо сменить масло и провести подсушку изоляции, а при обнаружении внутри сконденсированной влаги контактор необходимо высушить.
При длительном хранении трансформатора полость контактора соединяют с расширителем и заполняют сухим трансформаторным маслом до уровня маслоуказателя расширителя. Расширитель контактора соединяют с окружающей средой через воздухоосушитель с сухим силикагелем. В период хранения контролируют уровень масла в расширителе устройства и пробивное напряжение масла в контакторе.
Демонтированные узлы и детали устройства РПН, транспортируемые отдельно, должны храниться в закрытых отапливаемых помещениях при положительной температуре и влажности не более 80%. В процессе монтажа трансформаторов производятся расконсервация и подготовка устройств РПН к работе.
На баке трансформатора закрепляют привод и угловой редуктор, устанавливают привод в положение, на котором находится механизм устройства, устанавливают и сочленяют горизонтальный и вертикальный валы. Перед сочленением необходимо проверить наличие смазки в редукторах, во фланцевых и телескопических соединениях валов. При сочленении допускается разворачивать поворотный редуктор путем ослабления затяжки крепящих его полуколец. После этого удаляют расположенный в корпусе палец стопорения механизма устройства.
Положение механизма устройства определяют по указателю положения. Если производились работы по расчленению механизмов контактора и избирателя, необходимо проверить соответствие положений указателя, контактов контактора и избирателя. При вакуумировании трансформатора полость контактора, а также полость между диафрагмой и транспортной крышкой должны быть соединены вакуумпроводами с баком трансформатора во избежание повреждений диафрагмы и нарушения уплотнений контактора от разности давлений.
После вакуумирования и заливки трансформатора маслом удаляют транспортные заглушки предохранительной мембраны указателя положения и указателя наличия масла и вместо них устанавливают защитные рабочие крышки.
Контактор соединен с расширителем маслопроводом, в котором установлено защитное реле РГЧЗ-66. Нижний элемент реле включен в цепи отключения. Заполнение контактора маслом производят через расширитель контактора. После заполнения уровень масла в контакторе и расширителе должен быть в пределах маслоуказателей. Под крышкой контактора образуется «подушка» сжатого воздуха, которая служит для компенсации давления в корпусе при разрыве контактором электрической дуги.
Проверка и наладка работы устройства РПН
После монтажа и заполнения маслом проверяют состояние и работу устройства РПН и выполняют следующие операции:
1) проверяют коэффициент трансформации и активное сопротивление регулируемых обмоток на всех положениях устройства;
2) проверяют работу устройства на всем диапазоне регулирования при переключении вручную рукояткой привода (при переключении указатели положения привода и устройства должны показывать одинаковые значения), при переходе за крайние положения переключение должно стопориться механическим упором на приводе. При срабатывании механизма контактора должен быть слышен четкий металлический звук переключения. Во избежание выхода механизма контактора из «замка» не следует производить его переключение без наличия масла в корпусе контактора;
3) определяют угол поворота выходного вала привода, при котором срабатывает контактор. Эта проверка определяет правильность сочленения устройства с приводом. В момент срабатывания контактора (определяемый по звуку) фиксируют угол поворота выходного вала по лимбу на приводе. Такую проверку производят для нескольких положений при переключении в одну и другую сторону. Полученные значения должны соответствовать нормированным для данного устройства значениям. При несоответствии регулируют сочленение нониусными муфтами;
4) измеряют наибольший крутящий момент на валу привода при переключении устройства РПН. Для этого динамометром измеряют усилие на ручке привода в момент, когда полностью взведены пружины контактора (перед срабатыванием механизма контактора). Значение крутящего момента при вращении рукоятки по часовой стрелке и обратно не должно быть больше нормированных для данного устройства РПН значений. Превышение нормированных значений крутящего момента свидетельствует о нарушениях в кинематической схеме устройства РПН: перекосе, поломках, заедании и др.
Ревизия устройства РПН
Ревизию устройства РПН производят при нарушении условий транспортировки и хранения РПН. В процессе ревизии осматривают избиратель и контактор, снимают круговую диаграмму работы устройства и осциллограмму работы контактора.
Для осмотра избирателя необходимы слив масла и разгерметизация трансформатора, поэтому слив масла обычно совмещают с установкой комплектующих узлов, требующих разгерметизации. При осмотре проверяют отсутствие смещений, перекосов, поломок, повышенного натяжения отводов от обмоток, течи масла из корпуса контактора, а также крепление и стопорение резьбовых соединений. Все обнаруженные неисправности должны быть устранены. Для проверки состояния узлов и деталей кинематической схемы передачи движения и работы электрических контактов избирателя производят не менее двух циклов переключения вручную, обращая особое внимание на качество образующихся электрических контактов.
Для ревизии контактора нужно вынуть выемную часть из корпуса. В период подъема выемной части ее детали не должны касаться неподвижных втычных контактов и деталей металлического корпуса. Если не требуется осмотр внутренней полости корпуса, масло из нее не сливают.
В процессе осмотра выемной части проверяют состояние электрических контактов механизма переключения, отсутствие механических повреждений, разбухания и расслоения изоляционных деталей, исправность токоограничивающих сопротивлений. Результаты измерений токоограничивающих сопротивлений на обоих плечах каждого механизма должны соответствовать паспортным данным.
Круговую диаграмму работы устройства снимают в следующей последовательности.
1. Собирают электрическую схему. Схемы, применяемые для снятия круговой диаграммы устройств, имеющих один или два спаренных механизма контактора, показаны на рисунках 3,а—в; 4,а, б. Для сборки электрической схемы используют токоведущие полые штанги, которые устанавливают в воронки, находящиеся под крышкой корпуса контактора, так чтобы их контактный штырь упирался во втычные контакты выемной части.
а — электрическая схема; б — монтажная схема; в — контактная штанга; К1, И1 — контакты соответственно контактора и избирателя нечетного плеча; К2, И2 — контакты соответственно контактора и избирателя четного плеча; R — токоограничивающий резистор; ЛС1, ЛС2 — сигнальные лампы; 1 — подсоединение к втычному контакту; 2 — втычной контакт; 3 — контактная штанга
Рисунок 3 - Снятие круговой диаграммы устройств типа РНОА с одним механизмом контактора
а — электрическая схема; б — контактная штанга; ЛС1, ЛC2 — сигнальные лампы; — втычные
контакты; В — выключатель питания; П — переключатель; Ш1, Ш2 — контакт шунтирующего ножа; Б — батарея 6—24 В
Рисунок 4 - Снятие круговой диаграммы устройств типа РНОА с двумя механизмами контактора
2. Вручную устанавливают устройство на исходное положение. Указатели положения устройства на баке контактора и привода должны иметь одинаковые значения, стрелка установленного на приводе лимба должна находиться против нулевого деления шкалы.
3. Подают питание на электрическую схему и, медленно вращая рукоятку привода, отмечают углы поворота выходного вала привода, при которых происходит срабатывание контактов контактора и избирателя. При этом момент срабатывания контактов контактора определяют по звуку, а контактов избирателя — при помощи сигнальных ламп. Момент срабатывания контактов шунтирующего ножа (в устройствах с двумя механизмами контактора) определяют при помощи милливольтметра, измеряющего изменение падения напряжения на участках I—II и II—III при их размыкании и замыкании (рисунок 4,а). При снятии момента срабатывания контактов шунтирующего ножа ток в схеме должен быть в пределах 30— 50 А. Результаты измерений оформляют в виде круговой диаграммы.
Для снятия осциллограммы собирают электрическую схему (рисунок 5,а), используя штанги для подсоединения к втычным контактам выемной части контактора. Моменты открытия и закрытия контактов определяют измерением изменения тока, протекающего в цепи при их переключении. Изменение тока контролируют осциллографом, который снабжен отметчиком времени, работающим на частоте не менее 500 Гц. Осциллограмму снимают при переключении механизма на одно положение в прямую и обратную сторону. Типовая осциллограмма работы контактов контактора приведена на рисунке 5,б.
а — электрическая схема для осциллографирования; б — осциллограмма; К1Г, К1В, К1Д — контакты нечетного плеча, соответственно главный, вспомогательный и дугогасительный; К2Г, К2В, К2Д — контакты четного плеча, соответственно главный, вспомогательный и дугогасительный; R — токоограничивающий резистор; Г — осциллограф
Рисунок 5 - Осциллографирование работы контактора устройств типа РНОА
По полученной осциллограмме проверяют:
1) отсутствие разрывов электрической цепи;
2) продолжительность работы дугогасительных контактов в положении «Мост» (участок БВ),
3) продолжительность переключения между моментами размыкания и замыкания вспомогательных и дугогасительных контактов различных плеч (участки АБ и ВГ), в течение которых происходит гашение электрической дуги;
4) отсутствие недопустимых вибраций подвижных дугогасительных контактов контактора. Показанные на осциллограмме вибрации возникают в результате ударения подвижных дугогасительных и вспомогательных, контактов контактора о неподвижные.
Количество вибраций и их амплитуда зависят от настройки механизма контактора. Количество вибраций может быть различно и не нормируется. Амплитуда вибраций определяется, как показано на рисунке 5,б. За начало вибрации (ослабление электрического контакта) принимают момент уменьшения тока контролируемой осциллографом цепи, за окончание вибрации — момент начала восстановления тока в цепи.
Следует отметить, что значительное окисление контактов контактора может исказить осциллограмму их работы. В таких случаях осциллограмму необходимо снимать несколько раз, увеличивая ток, протекающий через контакты так, чтобы разрушить образовавшуюся пленку.