電力變壓器分接開關(guān)的電氣控制技術(shù)

1變壓器的檔位操作

筆者曾在某廠熱處理車間工作多年，其車間有兩臺用于淬火的鹽浴爐。鹽浴爐要求在低電壓、大電流下工作，因此必須用變壓器來改變電壓電流。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，該變壓器有三個檔位，分別對應(yīng)鹽浴的三種工作狀態(tài)：山東變壓器廠家1檔用于爐子升溫；2檔用于爐子保溫；3檔用于工件淬火。而1檔、2檔、3檔的定位是通過一只機(jī)械式分接開關(guān)去改變鹽浴爐變壓器的原邊繞組接線端來實現(xiàn)的，并且換檔操作由操作工人來完成。其主電路和控制電路如圖1所示，其中1T是電子電位差計，用于爐溫的設(shè)定與控制。

2機(jī)械式分接開關(guān)存在的問題

2.1開關(guān)使用壽命短

由于熱處理車間溫度較高，加上鹽浴爐產(chǎn)生的腐蝕性氣體，使變壓器周圍的工作環(huán)境比較惡劣，而機(jī)械式分接開關(guān)是膠木結(jié)構(gòu)、機(jī)械觸點，又是人工換檔方式。因此，開關(guān)在使用過程中，膠木圈受熱易老化引起變形甚至開裂。在生產(chǎn)高峰，有時一只分接開關(guān)的使用壽命不到一個月，每年不能修復(fù)的分接開關(guān)價值達(dá)數(shù)千元，車間的設(shè)備維修費用也因此提高。

 

2.2人工換檔存在定位不準(zhǔn)、觸點不到位等問題

此機(jī)械式分接開關(guān)是用于改變變壓器原邊繞組接線的，由于是三相變壓器，因此要求分接開關(guān)上的三個觸點同時對準(zhǔn)變壓器相應(yīng)檔位上的三個出線端。由于分接開關(guān)就安裝在變壓器上，離鹽浴爐距離很近，其觸點因經(jīng)常受腐蝕會造成接觸不良；分接開關(guān)的觸點接在變壓器的主電路中，流過的電流較大，觸點容易損壞。另外，人工換檔存在定位不準(zhǔn)、觸點不到位等現(xiàn)象，而且操作者換檔時必須站在變壓器上，既費力又受到鹽浴高溫氣體的熏灼，人身安全和健康都受到影響。

綜上所述，機(jī)械式分接開關(guān)存在容易損壞、操作不便、維修工作量很大等問題，由此還會造成工件淬火質(zhì)量達(dá)不到工藝要求以及鹽浴凍結(jié)需重新升溫等，給生產(chǎn)和工廠帶來了很大的損失。

3改進(jìn)方法

針對上述問題，我們對變壓器的分接開關(guān)進(jìn)行了電氣改造，用電氣控制來代替機(jī)械操作。

首先對原主電路進(jìn)行電氣改造。在斷電情況下，用機(jī)械式分接開關(guān)定位在1檔、2檔、3檔，分別找出各檔所對應(yīng)的變壓器原邊繞組的接線端，做好標(biāo)記，以便接觸器主電路的接線。其中用KMl控制1檔、KM2控制2檔、KM3控制3檔，主電路接線如圖2a所示。

其次對控制電路進(jìn)行設(shè)計改造。因原電路更換檔位由人工操作分接開關(guān)完成，現(xiàn)在主電路中取消了分接開關(guān)，改用了電氣控制，因此控制電路必須設(shè)計成1檔、2檔、3檔分別控制，這里我們考慮用一只十字開關(guān)來預(yù)選所需檔位，當(dāng)然也可以采有三只按鈕操作。各檔之間采用電氣互鎖，保證主電路中只有一個檔位的接觸器吸合。改造后的控制電路接線如圖2b所示。

 

為了便于操作者觀察和正確操作，我們還設(shè)計了各檔位工作時的指示電路，如圖3所示，使操作者隨時了解鹽浴爐目前的工作狀態(tài)。這里選用方形指示燈，把檔位標(biāo)號貼于玻璃罩內(nèi)側(cè)，醒目又直觀。

接線完成后，為考慮人身和設(shè)備的安全，可以在不接通電源接觸器KM的情況下(只須將電子電位差計的電源斷開)，進(jìn)行檔位操作，觀察主電路中各接觸器吸合情況是否符合要求。然后把電子電位差計的電源接上，看各檔定溫后能否準(zhǔn)確控溫：即到設(shè)定溫度，斷開選定檔位的接觸器；低于設(shè)定溫度，選定檔位的接觸器自動吸合進(jìn)行升溫。

4使用效果

鹽浴爐變壓器的三個檔位的操作由機(jī)械式分接開關(guān)換檔變成電氣控制，把接在變壓器原邊電路中的分接開關(guān)去掉，改成允許頻繁操作的三個接觸器，在控制電路中使用十字開關(guān)預(yù)選所需檔位，增加三個中間繼電器，主要是為顯示鹽浴爐工作狀態(tài)考慮。加上電氣柜的改裝，整個電路的改造費用在500元左右，而一只機(jī)械式分接開關(guān)的價格是400元左右，該車間的兩臺鹽浴爐每年平均更換分接開關(guān)不少于10只。

檔位操作使用電氣控制后，避免了人工操作不到位、觸點受腐蝕等問題，該裝置投入使用后，受到了工人師傅的歡迎和好評，操作方便直觀，維修工作量也大大減少，為工廠節(jié)約了大量的維修資金。在此基礎(chǔ)上，我們又成功改造了第二臺變壓器的分接開關(guān)。幾年使用下來，只偶爾更換過一些易損元件(如指示燈、中間繼電器的觸點等)，效果確實不錯。