明奔電源TDJA&TSJA感應調壓器使用說明書
注:感應調壓器在接負載之前一定要將感應調壓器的輸出電壓調至零位!
本使用說明書適用于油浸式及油浸感應調壓器系列(以下簡稱為調壓器);調壓器分為電動、手動兩用式和手動式二種。
一、 基本原理與用途
1. 調壓器的結構類似一般繞線式異步電動機、但由于它經常處于制動狀態下工作著,因此其作用原理實際上又與變壓器作用原理相似。調壓器上裝有蝸輪傳動機構,借以使轉子產生角位移;或使轉子制動。當轉子的相對角位置改變后,對于單相調壓器來說,改變了定子繞組與轉子繞組間的交鏈磁通,使次級繞組感應電勢改變;對于三相調壓器來說,改變定子繞組與轉子繞組上的感應電勢相位,并借自耦式線路聯接而使輸出電壓同樣獲得平滑無級的變化。
2. 以下是調壓器的外形及組件說明;
(1) 三相調壓器的一次繞組可以放置在定子中,也可放置在轉子中,由設計決定。一次繞組與二次繞組間的聯接常由圖1(a)所示:
圖中:U1——輸入電壓;
E2——二次繞組的感應電勢;
U20——空載輸出電壓;
β——兩繞組的相對角位移。
當三相外施電壓加在一次繞組上后,則一次繞組內的三相磁化電流在氣隙中產生了均勻的旋轉磁場,它以相同的頻率切割二次繞組。當轉子與定子繞組間的相對軸線位置改變后,感應電勢的大小雖然不變但二個繞組間感應電勢的相位發生了變化。空載輸出電壓乃為一次電壓與二次感應電勢的矢量和,它的大小按下式不同的角位移 (180°-β)而平滑地改變:
U20=[U12+E22+2U1E2Cos(180°-β)]1/2
U20的變化軌跡如圖1(b)中虛線所示。
除了圖1(a)所示的接法外,三相調壓器還有按圖2(a)方式聯接。
(2) 單相調壓器的一次繞組也可以放置在定子或轉子中,由設計決定。單相調壓器的工作原理與三相調壓器不同。單相調壓器一次繞組內的磁化電流在氣隙中產生的磁場的脈動的,非旋轉的,并且也不是均勻分布的。當轉子與定子繞組間的軸線位置改變化,二次繞組上的感應電勢隨著磁鏈的不同而改變,但感應電勢的相位并不由于軸線的相對位置改變產生位移。
當繞組的聯接如圖3 (a)所示時,空載輸出電壓的大小隨著角位移(180°-β)的余弦而平滑地改變,其值可用下式表達:
U20=U1+E2Cos(180°-β)
式中:E2是指二次繞組上的感應電勢。
E2的變化軌跡如圖3(b)中虛線所示。與一次繞組排列在一起的尚有補償繞組(又稱短路繞組),用來補償當0<β<180°之間時,由于負載電流產生的磁勢,從而減少調壓器在負載下的較大電壓降。
除了圖3(a)所示的接法外,單相調壓器尚可按圖4(a)方式聯接。
當單相調壓器為低電壓,大電流時可按圖5(a)雙圈式聯接。調壓器空載輸出電壓U2的大小隨著角位移(90°-β)的余弦而平滑地改變,其值可用下式表達:
U2=E2Cos(90°-β)
式中:E2是指二次繞組上的感應電勢。
E2的變化軌跡如圖5(b)中虛線所示。
3. 調壓器的輸出電壓特性如圖6所示。
圖中:f(β)——空載輸出電壓特性曲線;
f2(β)——額定負載阻抗下輸出電壓特性曲線;
U20max——空載輸出電壓高值;
U2——輸出電壓的額定值。
4. 調壓器主要用于工業設備中或實驗室當輸入電壓為恒定時,可無級而平滑地調節負載電壓。
5. 調壓器的輸出容量規定按下式計算:
KVA=mI2U2 /1000
式中:KVA——輸出容量(千伏安);
m——相數;
I2——額定負載的大相電流(安培);
U2——當負載功率因數為額定時,額定負載相電壓(伏)。
二、使用范圍與工作條件
1. 調壓器使用環境、工作條件:
(1) 海拔高度不超過1000米;
(2) 周圍介質溫度不高于+40℃不低于-25℃;
(3) 空氣相對濕度不超過85%;
(4) 不含有化學腐蝕性氣體及蒸汽環境中;
(5) 無爆炸性危險的氣體中;
(6) 不受雨水侵入的場合下;
(7) 不能作并聯使用。
三、結構特征
1. 調壓器的結構可分為主體、冷卻油箱及傳動控制三個部分組成。
(1) 它的主體像線繞式異步電動機一樣,由定子、線繞式轉子和面板、底座組成,并是立式安裝。調壓器的繞組一般是:三相為雙層短節距疊繞組;單相為單層同心式繞組。
(2) 傳動控制分為兩種:電動或手動式。手動式只限于10千伏安以下。并明顯地標志有“升壓”、“降壓”轉動方向的指示牌。
(3) 電動、手動兩用式傳動裝置是由二對蝸輪、蝸桿、離合器(平齒輪)、手輪、傳動電動機(伺服電動機,是采用標準型三相異步電動機)、行程開關(限制器)及限位器等組成。第一對蝸桿、蝸輪借彈性聯軸器與傳動電動機相連接,用來減低電動機轉速并傳動第二對蝸輪、蝸桿。電動傳動一般的通過遙控設備的按鈕,來控制調壓器上的電動機作正、反向轉動,從而使調壓器的負載電壓獲得改變。手輪傳動則借平齒輪與長鍵導向同第二對蝸桿連接。手輪傳動常是用作細調節電壓或在傳動電動機發生故障時,仍然保證調壓器正常調節電壓之用。從手輪傳動轉變為電動傳動或相反時,可將離合器(平齒輪)推入耦合機構來實現。行程開關是用來限制調壓器的負載電壓在高、低兩個位置時自動切斷電動機電源,限位器則是限制轉子按規定的機械角度內轉動。為防止負載端的過載或短路時,傳動控制機構易被損壞起見,設有保險螺栓,如遇過載或短路時則被切斷。
(4) 手動式傳動裝置是由蝸輪、蝸桿、手輪及限位器等組成。若需調節調壓器的負載電壓時,則轉動手輪來傳動蝸桿、蝸輪從而達到調壓的目的。限位器僅是用來限制轉子在規定的機械角度內轉動。
(5) 調壓器的冷卻油箱結構與一般電力變壓器相仿。
(6) 面板上裝有注油器、測溫裝置等。
2. 調壓器的輸入端裝有A、B、C(三相)或A、X(單相)等字樣的標牌;輸出端裝有a、b、c(三相)或a、x(單相)等字樣的標牌,以便于安裝接線。
四、安裝與使用維護
1. 調壓器當安裝時或長期不用;在投入運行之前必須檢查絕緣性能可用500伏兆歐表在溫度不低于+10℃時測量繞組對地、繞組間(雙圈式)的絕緣電阻R的值不得小于工廠測定值的70%(換算到調壓器出廠溫度):
絕緣電阻換算系數
1.2 1.5 1.8 2.3 2.8 3.4 4.7
溫差℃(t2-t1)
5 10 15 20 25 30 35
注:表中t1為測定時溫度,t2為出廠試驗數據對應之溫度,當溫差為負值時取上數換算系數之倒數。
才可安全使用,否則應進行熱烘處理。熱烘處理一般可用帶電烘燥法或吊出芯體送入烘房烘燥。
2. 檢查線路電壓,應符合調壓器名牌上可規定之數值。
3. 調壓器的機座必須接地。以保證安全,接地時必須良好。
4. 檢查調壓器的傳動系統。傳動裝置應該靈活,轉動轉子在 180°內或90°內“正”、“反”方向應保持輕重均勻。
5. 進行空載運行檢查傳動電動機運轉方向應與調壓器“升壓”、“降壓”和指示標志一致。輸出電壓高、低極限值時,行程開關應保證切斷電動機電源,而停止運轉。
6. 調壓器的四周應留適當空間,以利通風散熱,并便于隨時檢查。
7. 調壓器在帶負載調節時,應使它的輸出電壓從低值逐漸升高到需要值,盡量減少由高值逐漸下降到需要值,以避免產生瞬時過電流。
8. 使用時應經常注意負載電流不超過額定值,如超過時間較長,易使調壓器燒毀或壽命降低。
9. 當調壓器使用時因過載或短路而使保險螺栓切斷后,應立即查明原因,并換上同樣尺寸和同樣材料螺栓。然后再行使用。
10. 對調壓器補充加注入的冷卻油必須與該調壓器油箱上標注的冷卻油牌號相同并經過處理。對冷卻油還需作定期的過濾和干燥處理。
11. 經常須檢查調壓器傳動裝置的發熱情況并定期補充蝸桿的潤滑油。
12. 調壓器除傳動機構與控制機構外,其他部分的使用與維護保養均與一般電力變壓器相仿。
五、成套性
1. 隨同調壓器產品供應的附有:
(1) 產品合格證明書;
(2) 使用說明書。
2. 調壓器控制線路見附圖7所示: