Различное оборудование, потребляющее электрический ток и подключаемое через трансформатор, требует индивидуальных параметров напряжения. Рассмотрим понятие РПН трансформатора, особенности его конструкции и регулировки, прочие сопутствующие вопросы.
Что такое РПН
РПН называют устройство регулирования напряжения под нагрузкой. Данный блок позволяет изменять характеристики напряжения агрегата без отключения трансформатора.
Иногда характеристики сети требуется изменить в процессе эксплуатации, не отключая агрегат, или параметры варьируются в ходе подачи тока. Чтобы обеспечить надлежащий режим подачи напряжения в трансформаторах применяется РПН.
В зависимости от напряжения и мощностных характеристик трансформатора, РПН может изменять коэффициент трансформации от 10 до 16 процентов.
Особенности конструкции, принцип действия
РПН, не смотря на характер действия и выполняемую функцию, не следует относить к реле. Но данное устройство отличается простым принципом действия.
На каждой из фаз трансформатора устанавливаются по два подвижных контакта. Один из них прижат к витку катушки, обеспечивающему заданную величину напряжения. При переводе, второй контакт прижимается к витку, изменяющему указанное значение. Включение может производиться вручную или с использованием привода.
Конструкция устройства отличается, в зависимости от его типа. Но основной принцип предполагает изменение количества работающих витков на первичной катушке трансформатора.
Классификация
Различают несколько типов РПН, отличающихся следующими характеристиками:
- разновидностью токоограничивающего элемента – с реакторами или резисторами,
- наличием или отсутствием контактора,
- количеством фаз – однофазные и трёхфазные,
- типом токовой коммутации.
В зависимости от способа коммутации тока, существуют следующие разновидности устройств:
- дуга разрывается в объёме, заполненном трансформаторным маслом – устройство предполагает использование дугогасительных контактов, не требующих применения специальных элементов для гашения дуги,
- дуга разрывается в разреженном пространстве – предполагают использование вакуумных дугогасительных камер, производимых промышленным способом,
- отключение производится посредством тиристоров, бездуговым способом,
- комбинированные способы – с сочетанием различных типов коммутации.
Чтобы обеспечить безопасность и функциональность РПН, они снабжаются автоматическими контролирующими элементами и регуляторами напряжения.
Кроме указанных устройств, для изменения характеристик напряжения в мощных агрегатах могут применяться специальные вольтодобавочные трансформаторы. Данное оборудование подключается последовательно и используется вместе с основным агрегатом в качестве вспомогательного. Но указанный способ не получил широкого применения в связи с дороговизной и высокой сложностью схемы.
Защита РПН
Для обеспечения штатной работы устройства применяется газовая защита. Выполняется дополнительная ёмкость (расширитель), соединённая с основной масляной средой трансформатора специальным каналом, в котором установлено реле и сигнальный элемент.
При незначительном газообразовании сигнальный элемент указывает на снижение уровня масла. В случае выброса, расширившееся масло вытесняется в расширитель. Если интенсивность выброса достигает установленного значения, срабатывает реле, отключая трансформатор. Таким способом предохраняется от разрушения контакторы РПН.
Преимущества и недостатки регулирования посредством РПН
Преимущества регулирования без отключения нагрузки в возможности поддержания параметров сети на выходе трансформатора на заданном уровне при изменении характеристик подаваемого напряжения. Также это устройство позволяет регулировать параметры, с учётом необходимой величины. Выполнение указанных функций достигается без отключения агрегата.
Недостатки связаны с необходимостью усложнения конструкции трансформатора, связанной с использованием дополнительных элементов. Одновременно снижается надёжность работы агрегата, увеличивается его масса и габаритные размеры.
Как проводится регулировка
Рассмотрим процесс регулировки напряжения на схеме реакторного РПН.
Устройство работает следующим образом:
- в начальном положении оба избирательных контакта И1 и И2 подключены к одному витку катушки,
- если необходимо перейти на другую ступень, размыкается К2 (без отключения напряжения) с прохождением тока по реакторной ветви (И1 – К1),
- производится перевод контакта И2 на другой виток, с замыканием контактора К2,
- происходит разделение рабочего тока между реакторными ветвями, значение уравнительного тока ограничивает реактор,
- затем после размыкания К1, И1 переводится на другую ветвь с последующим замыканием контакта.
Последующие переключения производятся в аналогичном порядке.
Применение РПН значительно расширяет вариативные возможности трансформаторов и обеспечивает изменение характеристик напряжения, подаваемого на потребляющие устройства без отключения подачи тока.
Регулирование напряжения без нагрузки: Переключение без возбуждения ПБВ
Более подробное описание РПН можно найти здесь: Читать подробнее