Существуют различные типы переключателей ответвлений, но у каждого главными элементами являются система неподвижных контактов, соединяемая с соответствующими ответвлениями обмоток, и система подвижных контактов, замыкающих те или иные пары неподвижных контактов. Переключатели устанавливают на крышке или на активной части трансформатора.
На рисунке 1 показаны три схемы контактных систем переключателей. Схема, изображенная на рисунке 1, а, соответствует трехфазному переключателю; схема, показанная на рисунке 1, б, — трёхфазному переключателю при расположении ответвлений в конце или в середине обмотки. Такие переключатели называют еще нулевыми, потому что их подвижные контакты замыкают одноименные ответвления обмоток разных фаз, образуя общую нейтраль. Соединение в звезду у них получается непосредственно в переключателе.
a — трехфазного встроенного, б — трехфазного нулевого, в — однофазного
Рисунок 1 - Схемы контактных систем переключающих устройств.
И, наконец, по схеме, изображенной на рисунке 1, в, работает однофазный переключатель, который применяют во всех тех случаях, когда невозможно использовать трехфазный переключатель из-за большого тока в обмотках.
Контакты переключателя переводят с одной ступени на другую поворотом его рукоятки или головки привода, расположенной на крышке трансформатора.
Рассмотрим устройство нескольких типов переключающих устройств, наиболее часто встречающихся в силовых трансформаторах I—III габаритов.
Переключающее устройство 3-50/35
На рисунке 2 показано переключающее устройство 3-50/35, применяемое в трансформаторах мощностью до 1000 кВА и напряжением до 35 кВ. Переключающее устройство работает по схеме, показанной на рисунке 2, и состоит как и любой переключатель, из привода и системы контактов, связанных бумажно-бакелитовой трубкой. Верхнюю часть переключающего устройства устанавливают над крышкой трансформатора; в крышке 1 переключателя проходит стальной вал 2, на верхнем конце которого крепят рукоятку 3 для переключения. Вал проходит внутри бумажно-бакелитовой трубки 4 и связан с вращающимся держателем 6.
1 — крышка переключателя, 2 — вал, 3 — рукоятка, 4 — бумажно-бакелитовая трубка, 5 — подвижный контакт, 6 — держатель, 7 — медная лента, 8 - диск, 9 — неподвижный контакт
Рисунок 2 - Трехфазное переключающее устройство 3-50/35
В держателе укреплены три подвижных контакта 5, перемещающихся вместе с ним. Под действием спиральных пружин контакты могут также перемещаться на 3—4 мм вдоль своей оси; пружины прижимают подвижные контакты к нижним торцам неподвижных контактов 9. Контакты 9 проходят через отверстия в пластмассовом диске 8, в котором они закреплены. К верхней части каждого неподвижного контакта (их девять) подсоединяют ответвления обмоток, снизу пружины прижимают к ним подвижные контакты, которые соединены друг с другом медной лентой 7. Переключают контакты на другое рабочее положение попоротом рукоятки на 30°. Каждое положение переключателя фиксируется специальным фиксатором.
Переключающее устройство ТПСУ-9-120/10
В трансформаторах мощностью 100-1000 кВА и напряжением до 10 кВ применяют трехфазный переключатель ТПСУ-9-120/10 на номинальный ток 120 А (рисунок 3). Стальной вал 1 привода проходит через фланец 14 и связан вверху с колпаком 17 привода, а внизу с бумажно-бакелитовой трубкой 8. В нижнем конце трубки закреплен коленчатый вал 7 с латунными контактными сегментами 6. Нижний конец коленчатого вала центрирован в гетинаксовой пластине 2. Коленчатый вал с контактными сегментами 6 закрыт снаружи бумажно-бакелитовым цилиндром 10, который болтами 11 укреплен на чугунном фланце 9.
1 — вал привода, 2 — центрирующая пластина, 3 — неподвижный контакт, 4 — контактный болт, 5, 11 — болты для крепления цилиндра, 6 — контактный сегмент, 7 — коленчатый нал, 8 — бумажно-бакелитовая трубка, 9 — фланец цилиндра, 10 — бумажно-бакелитовый цилиндр, 12 — резиновое уплотнение, 13 — крышка трансформатора, 14 — фланец колпака, 15 — стопорный болт, 16 - дощечка, 17 — колпак привода
Рисунок 3 - Трехфазное переключающее устройство ТПСУ-9-120/10
На нижнем торце цилиндра на равных расстояниях друг от друга расположены девять неподвижных латунных контактов 3, внутренняя поверхность которых имеет цилиндрическую форму. Снаружи к каждому контакту 3 подводят соответствующие ответвления обмоток, а внутри по ним скользят контактные сегменты, замыкая в каждом рабочем положении три неподвижных контакта. Для переключения необходимо вывернуть стопорный болт 15 и повернуть головку привода на 120°.
Устройство с переключателем барабанного типа
Для трансформаторов III габарита и более мощных применяют однофазные переключатели барабанного типа (рисунок 4). Переключатель состоит из двух гетинаксовых дисков 2 с вставленными в них контактными стержнями (трубами) 4, выполняющими роль неподвижных контактов. В качестве подвижных контактов служат кольца 5, укрепленные на пружинах на коленчатом валу 3. Контактные стержни и регулировочные ответвления обмоток соединяют гибким кабелем, один конец которого припаивают к ответвлению, а другой впаивают сразу в стержень или в наконечник, который затем ввинчивают в стержень.
1 — втулка для соединения штанги привода с коленчатым валом переключателя, 2 — диски, 3 — коленчатый вал, 4 — контактный стержень, 5 —контактные кольца, 6 — кабель
Рисунок 4 - Однофазный переключатель барабанного типа
Переключатель барабанного типа устанавливают только на активной части трансформатора (рисунок 5), всегда в вертикальном положении. Переключатель помещают внутрь бумажно-бакелитовых цилиндров 5, 6 и 15, которые закрепляют на опорных деревянных планках 7 и 8. Управляют переключателем вручную, причем привод устанавливают на крышке бака и прикрепляют к фланцу 13. Вал привода соединяют со штангой 10, связанной с коленчатым валом переключателя. Таким образом, вращая колпак 14 привода, приводят во вращение коленчатый вал, а вместе с ним перемещают и подвижные контакты переключателя.
1 — кабель, 2 — контактные кольца, 3 — контактный стержень, 4 — гетинаксовый диск, 5, 6, 15 — бумажно-бакелитовые цилиндры, 7,8 — деревянные планки, 9 — ярмовая балка, 10 — штанга привода, 11 — вал привода, 12 - крышка бака, 13 — фланец, 14 — колпак привода
Рисунок 5 - Однофазное переключающее устройство барабанного типа на активной части трансформатора.