Приводы к трансформаторам

Моторные приводы переключателей РПН силовых трансформаторов: стабильное регулирование напряжения под нагрузкой

Моторные приводы переключающих устройств регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой (приводы РПН серий МЗ-2, МЗ-4 и их современных аналогов) представляют собой прецизионные электромеханические исполнительные механизмы наружной установки. Приводы монтируются непосредственно на стенке бака масляных силовых трансформаторов 35, 110, 220 кВ и соединяются с внутренним избирателем и контактором РПН через вертикальные и горизонтальные карданные валы, промежуточные конические редукторы и защитные трубчатые тяги.

Основная задача моторного привода — точное, пошаговое перемещение контактов переключающего устройства для изменения коэффициента трансформации без разрыва цепи рабочего тока нагрузки. Надежность и кинематическая стабильность работы привода РПН напрямую определяют качество поставляемой электроэнергии в распределительных сетях, долговечность контакторов и безаварийность узловых подстанций при скачках энергопотребления в энергосистеме.

Расшифровка условного обозначения приводов трансформаторов

Маркировка моторных приводов РПН подчинена отраслевой стандартизации:

МЗ – 4 – У1

• М — моторный (электродвигательный) привод;

• З — закрытого типа (в защитном металлическом шкафу наружной установки);

• 4 (или 2, 5) — модификация механизма по крутящему моменту на выходном валу, числу ступеней и кинематической схеме передач;

• У1 — климатическое исполнение (У — для районов с умеренным климатом, ХЛ — для холодного климата) и категория размещения (1 — для монтажа на открытом воздухе).

Кинематика, состав узлов и электрическая схема привода

Привод серии МЗ размещается в жестком антивандальном металлическом шкафу с антикоррозийным полимерным покрытием, снабженном двухсторонним уплотнением дверей для защиты от пыли и осадков. Внутреннее устройство механизма объединяет сложную механическую и вторичную коммутационную часть:

• Электродвигатель и силовой редуктор: асинхронный трехфазный электродвигатель специального исполнения с высоким пусковым моментом передает вращение через систему червячных и цилиндрических шестерен на выходной вертикальный вал. Кинематика редуктора рассчитана на преодоление пиковых динамических нагрузок при переключении пружинных накопителей контактора РПН.

• Мальтийский механизм (механизм пошагового хода): преобразует непрерывное вращение моторного вала в строго дискретный поворот выходного вала ровно на один фиксированный шаг (одно положение регулирования). Это полностью исключает зависание контактов переключателя РПН в промежуточном положении при перебоях оперативного питания.

• Механический указатель положений (люнет): стрелочный циферблат и цифровой барабанный счетчик, наглядно отображающие текущую рабочую ступень трансформатора (например, от 1 до 19 ступеней) и общее суммарное число совершенных переключений с момента ввода в эксплуатацию.

• Сельсин-датчик и резистивный датчик положения: передают электрический телеметрический сигнал текущей ступени регулирования на щит дистанционного управления подстанции или в диспетчерские SCADA-комплексы по протоколам телемеханики.

• Система внутреннего микроклимата: шкаф оснащен блоком автоматического поддержания температуры с нагревательными элементами (ТЭНами) и регулируемым термостатом, исключающим образование конденсата на контактных группах и застывание смазки редуктора в зимний период.

Технические параметры приводов РПН

• Род питающего тока электродвигателя: трехфазный переменный ток частотой 50 Гц напряжением 380 В (или постоянный ток 220 В по спецзаказу)

• Мощность приводного электродвигателя: от 0,4 до 1,5 кВт

• Крутящий момент на выходном валу: от 40 до 120 Н·м

• Время совершения одного шага переключения: от 2,5 до 6 секунд

• Число фиксированных ступеней переключения: до 19, 27 или 35 положений

• Допустимое число переключений за весь срок службы: не менее 800 000 циклов без капитального ремонта редуктора

• Климатическое исполнение: У1, УХЛ1, ХЛ1 (температурный диапазон работы от -50 °C до +45 °C).

Безопасность и блокировочные узлы

Для исключения технологических аварий и травмирования оперативного персонала в конструкции приводов МЗ предусмотрены:

• Механические и электрические концевые выключатели, мгновенно разрывающие цепь питания двигателя при достижении крайних предельных положений (минимальной или максимальной ступени);

• Электрическая блокировка включения двигателя при вставленной рукоятке ручного взвода (для предотвращения травм рук электромонтера при внезапной подаче питания);

• Схема самоподрыва и электрического торможения для предотвращения инерционного перебега выходного вала.