Устройство  переключение под нагрузкой – РПН, согласно статистики различных электротехнических компаний, занимающихся эксплуатацией высоковольтных трансформаторов, является одним из основных узлов вызывающих внезапный аварийный выход  данного оборудования из работы, уступаю первое место только высоковольтным вводам.

Можно ли предотвратить внезапное аварийное отключение силового высоковольтного трансформатора по причине отказа РПН с помощью дополнительного диагностического обследования ?

Силовые трансформаторы по своей конструкции являются статическими аппаратами, то есть не имеют в основных элементах подвижных и вращающихся механизмов, а устройство РПН  содержит такие элементы:

• Электрический привод на базе электродвигателя, редуктора, вторичных цепей;
• Механизмы передачи крутящего момента от привода до исполнительных механизмов (вертикальные и горизонтальные валы, червячные и конические редукторы);
• Устройства непосредственного выбора ступени регулировочной обмотки – Избиратель (включают серию неподвижных контактов в зависимости от диапазона регулирования и двух подвижных плеч И1 и И2);
• Устройство непосредственно переключающие нагрузку – Контактор (состоит из серии основных и дополнительных подвижных/неподвижных контактов ). Основной цикл переключения контактора: четное положение÷нечетное положение. Для без разрывного переключения положений используются вспомогательные контакты контактора включающиеся в определенной последовательностью и подключенные как правило к токоограничивающим резисторам. Устройства избирателя и контактора могут быть объединены в некоторых конструкциях переключающихся устройств.

Основные причины выхода устройства РПН:

• Увлажнение и загрязнение масла в контакторе. Скорость деградация масла зависит от нагрузочных токов, влажности и правильности работы контактора (последовательность работы его контактов и временных интервалов участков);
• Рассинхронизация привода относительно устройства РПН. Данный дефект в основном может возникнуть при неправильном монтаже в процессе ремонта и неверной наладки. Так как устройства контактора содержат пружинные механизмы при разборе возможны смещения при расчленении элементов;
• Не правильна работа блокировок привода РПН при его оперировании в автоматическом режиме. Ухудшению свойств механизмов вторичных цепей приводит не герметичность привода, а также не работающие или не правильно настроенные устройства поддержания микроклимата.

В данной статье разберем оценку состояния механической части контактора с помощью разборной и не разборной диагностики.

Разборная диагностика РПН позволяет выявить все основные дефекты в контакторе ( обрыв токоограничивающих сопротивлений, шунтирование токоограничивающих сопротивлений, высокое сопротивление контактов, состояние пружинного механизма и д.р).

Рисунок-1. Подключение измерительного прибора к непосредственным контактам контактора	Рисунок-2 Результат осцилографирования работы контактора

Примечание: источник тока и блок коммутации не показан на рисунках.

Непосредственная диагностика с помощью осцилографирования предоставляет подробную информация по устройству контактора, но требует высокой квалификации персонала, очень трудозатратный процесс, подходит не для всех типов быстродействующих резистивных устройств, требуется вскрытие бака контактора.

Существует альтернативная методика диагностики устройства РПН - динамическое измерение сопротивления обмоток (DRM тест), который не требует вскрытие устройства контактора.

Для без разборной диагностики устройства РПН наилучшим образом подходит прибор серии Т-2000/3000 производителя ISA Altanova Group. Ниже приведен пример схемы подключения прибора Т-3000 к обмоткам силового трансформатора.

Рисунок 3 - Подключения прибора Т-3000 для DRM теста устройства РПН силового трансформатора.

В меню прибора Т-3000 (Т2000) настраивается необходимая развертка экрана по времени, устройство РПН устанавливается в нужное положение, настраивается тригерный запуск по уровню сопротивления обмотки, с помощью энкондера поднимается необходимый испытательный ток и производится переключение. Данная операция повторяется для необходимых положений РПН. Ниже приведены примеры осциллограмм DRM теста, открытых с помощью специализированного ПО приборов Т-2000 (Т-3000).

Рисунок 4 Результат осцилографирования DRM устройства РПН.

Рисунок 5 Результат осцилографирования DRM устройства РПН.

На мощных высоковольтных трансформаторах в следствии высокой индуктивности обмоток не всегда отчетливо просматривается последовательность работы контактора. Зависимость просматриваемой последовательности переключения контактора от соотношения L/R при неизменном испытательном токе показано на рисунке ниже.

Рисунок 6 - График DRM теста с разными отношениями L/R обмотки трансформатора при неизменном испытательном токе.

При анализе DRM теста необходимо учитывать индуктивность обмоток трансформатора и выбирать необходимый тестовый ток

Рисунок 7 - Результат DRM теста с дефектом переключающегося устройства РПН силового трансформатора

Приборы Т 2000/3000 ISA Altanova group позволяют производить без разборную диагностику РПН с минимальными трудозатратами, получать необходимую диагностическую информацию и тем самым повысить надежность электрооборудования.