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变压器机械式分接开关实际使用过程分析

话题调查中国仪表网2008年07月22日 10:19人气:750

    分析变压器机械式分接开关在实际使用过程中存在的主要问题出发,主要介绍了机械式分接开关如何改造成电气控制及相应的电气线路图的改进和设计。 

       1、变压器的档位操作
    笔者曾在某厂热处理车间工作多年,其车间有两台用于淬火的盐浴炉。盐浴炉要求在低电压、大电流下工作,因此必须用变压器来改变电压电流。根据生产工艺要求,该变压器有三个档位,分别对应盐浴的三种工作状态:1档用于炉子升温;2档用于炉子保温;3档用于工件淬火。而1档、2档、3档的定位是通过一只机械式分接开关去改变盐浴炉变压器的原边绕组接线端来实现的,并且换档操作由操作工人来完成。其主电路和控制电路如图1所示,其中1T是电子电位差计,用于炉温的设定与控制。

    2、机械式分接开关存在的问题

    2.1开关使用寿命短
    由于热处理车间温度较高,加上盐浴炉产生的腐蚀性气体,使变压器周围的工作环境比较恶劣,而机械式分接开关是胶木结构、机械触点,又是人工换档方式。因此,开关在使用过程中,胶木圈受热易老化引起变形甚至开裂。在生产高峰,有时一只分接开关的使用寿命不到一个月,每年不能修复的分接开关价值达数千元,车间的设备维修费用也因此提高。

    2.2人工换档存在定位不准、触点不到位等问题
    此机械式分接开关是用于改变变压器原边绕组接线的,由于是三相变压器,因此要求分接开关上的三个触点同时对准变压器相应档位上的三个出线端。由于分接开关就安装在变压器上,离盐浴炉距离很近,其触点因经常受腐蚀会造成接触不良;分接开关的触点接在变压器的主电路中,流过的电流较大,触点容易损坏。另外,人工换档存在定位不准、触点不到位等现象,而且操作者换档时必须站在变压器上,既费力又受到盐浴高温气体的熏灼,人身安全和健康都受到影响。综上所述,机械式分接开关存在容易损坏、操作不便、维修工作量很大等问题,由此还会造成工件淬火质量达不到工艺要求以及盐浴冻结需重新升温等,给生产和工厂带来了很大的损失。

    3、改进方法
    针对上述问题,我们对变压器的分接开关进行了电气改造,用电气控制来代替机械操作。首先对原主电路进行电气改造。在断电情况下,用机械式分接开关定位在1档、2档、3档,分别找出各档所对应的变压器原边绕组的接线端,做好标记,以便接触器主电路的接线。其中用KMl控制1档、KM2控制2档、KM3控制3档,主电路接线如图2a所示。

    其次对控制电路进行设计改造。因原电路更换档位由人工操作分接开关完成,现在主电路中取消了分接开关,改用了电气控制,因此控制电路必须设计成1档、2档、3档分别控制,这里我们考虑用一只十字开关来预选所需档位,当然也可以采有三只按钮操作。各档之间采用电气互锁,保证主电路中只有一个档位的接触器吸合。改造后的控制电路接线如图2b所示。

    为了便于操作者观察和正确操作,我们还设计了各档位工作时的指示电路,如图3所示,使操作者随时了解盐浴炉目前的工作状态。这里选用方形指示灯,把档位标号贴于玻璃罩内侧,醒目又直观。接线完成后,为考虑人身和设备的安全,可以在不接通电源接触器KM的情况下(只须将电子电位差计的电源断开),进行档位操作,观察主电路中各接触器吸合情况是否符合要求。然后把电子电位差计的电源接上,看各档定温后能否准确控温:即到设定温度,断开选定档位的接触器;低于设定温度,选定档位的接触器自动吸合进行升温。

    4、使用效果
    盐浴炉变压器的三个档位的操作由机械式分接开关换档变成电气控制,把接在变压器原边电路中的分接开关去掉,改成允许频繁操作的三个接触器,在控制电路中使用十字开关预选所需档位,增加三个中间继电器,主要是为显示盐浴炉工作状态考虑。加上电气柜的改装,整个电路的改造费用在500元左右,而一只机械式分接开关的价格是400元左右,该车间的两台盐浴炉每年平均更换分接开关不少于10只。

    档位操作使用电气控制后,避免了人工操作不到位、触点受腐蚀等问题,该装置投入使用后,受到了工人师傅的欢迎和好评,操作方便直观,维修工作量也大大减少,为工厂节约了大量的维修资金。在此基础上,我们又成功改造了第二台变压器的分接开关。几年使用下来,只偶尔更换过一些易损元件(如指示灯、中间继电器的触点等),效果确实不错。
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