Трансформатора генератора

К. п. д. трансформатора достигает максимального значения, когда Рпш Рк ~ Р\> т- е- когда постоянные потери в стали (Ях = const) становятся равными переменным потерям в меди (Рэ = $такРк).

шаются магнитные потери. Однако эти благоприятные характеристики проявляются только в том случае, когда направление магнитных линий в листах совпадает с направлением их проката. Поэтому конструкция трансформаторов с сердечниками из холоднокатаной стали имеет существенные особенности. Сердечники изготовляют из лент этой стали, нарезанных вдоль проката. Ленты можно свивать в кольцо прямоугольного сечения ( 13.20,о и б), после чего производят отжиг без доступа воздуха с целью снять механические напряжения в материале. Такой отжиг существенно повышает магнитную проницаемость и тем самым способствует уменьшению тока холостого хода трансформатора. Обмогки навивают на специальных станках непосредственно на сердечник. Однако такая технология изготовления обмоток оказывается сложной, особенно в тех случаях, когда мощность трансформатора достигает нескольких сотен ватт. Поэтому чаще применяют разрезные ленточные сердечники ( 13.20,е и г). После навивки сердечник разрезают, что позволяет изготовлять обмотки отдельно и затем собирать трансформатор из готовых частей.

Исследуя полученную функцию Ti=F(p) на максимум, можно выяснить, что к. п. д. трансформатора достигает наибольшего значения при равенстве потерь в обмотках и потерь в стали: р2Рк.н=Ро. Для силовых трансформаторов соотношение потерь РО: Рк.н=0,25ч-0,5, что определяет максимальный к. п. д. при 3 = р 0 =0,5-^-0,7, при нагрузке S= (0,5-=-0,7)SH: При такой

т. е. как раз та цифра, которой определяется среднее по сопротивлению допускаемое превышение температур обмотки согласно табл. 7-1. Отсюда можно сделать весьма важный для эксплуатации трансформатора вывод, что для обеспечения нормального срока службы, 17—20 лет, определяемого по тепловому износу изоляции, мы должны поставить трансформатор в такие условия работы, чтобы среднее по сопротивлению превышение температуры обмотки _ трансформатора не превосходило 70° С независимо от температуры окружающего воздуха. При этом в жаркое время года температура обмотки трансформатора достигает или даже превзойдет 105° С, в соответствии с чем будет иметь место усиленный износ изоляции, но он будет скомпенсирован меньшим износом изоляции в зимнее время.

Таким образом, к. п. д. трансформатора достигает максимального значения при такой нагрузке, когда потери в стали равны электрическим потерям в проводниках обмоток, т. е. при условии равенства постоянных и переменных потерь: Рс = Рэ.

Так как при заданном cos cpa единственной переменной величиной в формуле (18-14) является коэффициент нагрузки km, то можно определить, при каком значении этого коэффициента к. п. д. трансформатора достигает максимума. Для этого достаточно взять пер-

К. п. д. трансформатора достигает максимального значения, когда

сложной, особенно в тех случаях, когда мощность трансформатора достигает нескольких сотен ватт. Поэтому чаще применяются разрезные ленточные сердечники ( 12.20, в и г). После навивки сердечник разрезается, что позволяет изготовлять обмотки отдельно и затем собирать трансформатор из готовых частей.

Когда температура обмоток трансформатора достигает 85... 100 "С,

7. ТН можно использовать как силовой трансформатор. Предельная мощность указана в каталожных данных. При предельной мощности температура трансформатора достигает предельного значения.

Питание группы печей электрической энергией осуществляется, как правило, от одного печного трансформатора, который работает непрерывно, а отдельные печи —-^ периодически. Печные трансформаторы (часто вместе со встроенными регулировочными устройствами), либо с дополнительной установкой предвключенного автотрансформатора позволяют получать на токоподводящиХ электродах регулируемое напряжение. При этом максимальная сила тока печного трансформатора достигает 20, 40, 80 кА и больше, а напряжение на вторичной обмотке — нескольких десятков вольт. Поминальная мощность больших печных трансформаторов составляет 1000; 2000; 5000; 8000 кВ А. В начале графитации сопротивление цепи печи высокое и работа печи осуществляется на более высоких напряжениях (при малом электрическом токе), чем в середине процесса графитации, когда работают на более низких напряжениях (так как при этом сопротивление цепи резко уменьшается) при значительно больших токах.

Когда температура обмоток трансформатора достигает 85... 100 °С,

(мощность, ток) элемента электрической установки — линии, трансформатора, генератора. Кривая, выражающая зависимость нагрузки от времени, носит название графика нагрузки. Существуют индивидуальные графики нагрузок — для отдельных приемников электроэнергии и групповые — для группы приемников. Для выбора площади сечений проводов сетей и мощности источников питания (трансформаторов, генераторов) на практике используется система расчетных коэффициентов, характеризующих основные параметры графиков ожидаемой нагрузки.

Результирующая нагрузка любого элемента электрической установки (линии, трансформатора, генератора), как правило, не равна сумме номинальных мощностей присоединенных электроприемников и не является величиной постоянной. Большей частью нагрузка непрерывно изменяется во времени от некоторого максимума до минимума в зависимости от режима нагрузки каждого из присоединенных элекцроприемников и степени совпадения их периодов включения.

Дифференциальная продольная защита ( 8.17). Она основана на принципе сравнения токов в начале и конце защищаемого участка, например в начале и конце обмоток силового трансформатора, генератора, двигателя. Так, участок между трансформаторами тока, установленными на высшей и низшей сторонах силового трансформатора, считается защищаемой зоной. Если характеристики трансформаторов тока одинаковы, то в нормальном режиме, а также при внешнем к. з. (точка /С, за трансформатором) токи во вторичных обмотках трансформаторов тока будут равны, их разность равна нулю, поэтому ток через обмотку токового Т и промежуточного /7 реле протекать не будет, а следовательно, защита при таких условиях действовать не будет.

Такие сети применяются на напряжение до 1 кВ для одновременного питания трехфазных и однофазных нагрузок, включаемых на фазные напряжения ( 1.22). В них нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформатор тока). Для фиксации фазного напряжения при наличии однофазных нагрузок применяют нулевой проводник, связанный с нейтралью трансформатора (генератора). Этот проводник служит для выполнения также и функции зануления, т. е. к нему преднамеренно присоединяют металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением. При наличии зануления пробой изоляции на корпус вызовет однофазное КЗ и срабатывание защиты с отключением установки от сети. При отсутствии зануления корпуса (второй двигатель на 1.22) повреждение изоляции вызовет опасный потенциал на корпусе. Целость нулевого проводника нужно контролировать, так как его случайный разрыв может вызвать перекос напряжений по фазам (снижение его на загруженных фазах и повышение на незагруженных). Может быть принято при необходимости раздельное выполнение нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.

с генераторной лампой. Для согласования нагрузки с генератором число витков первичной обмотки воздушного трансформатора генератора ЛЗ-13 следует уменьшить с 15 до 7—8, а емкость контура увеличить. При этом снижается волновое сопротивление контура р, уменьшается Roc и напряженность режима.

Сопротивление, через которое заземлена нейтраль трансформатора, генератора, двигателя, нагрузки, должно быть введено в схему нулевой последовательности утроенной величиной. Это обусловлено тем, что схему нулевой последовательности составляют для одной фазы, а через указанное сопротивление протекает сумма токов нулевой последовательности всех трех фаз.

( 8.23). Такая защита основана на принципе сравнения токов в начале и конце защищаемого участка, например в начале и конце обмоток силового трансформатора, генератора, двигателя. Так, участок между трансформаторами

Установка разъединителя в цепи нейтраль трансформатора (генератора или синхронного компенсатора) - дугогасящий реактор обусловливается необходимостью отключения и включения реактора для изменения настройки, производства ремонта, а также обеспечения возможности отключения ненагруженного транс формате---ра, к нейтрали которого подключен реактор, тогда как отключение ненагруженного трансформатора разъединителем без предварительного отключения дугогасящего реактора может привести к возникновению опасных перенапряжений в сети.

Заземленная нейтраль — нейтраль трансформатора (генератора), присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформатор тока).

Изолированная нейтраль ~ нейтраль трансформатора (генератора), не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения и защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

Для защиты мощных источников (генераторов и трансформаторов) и потребителей (синхронных двигателей, электропечных установок и др.) применяется кроме максимальной токовой защиты также дифференциальная защита, работающая на принципе сравнения токов в начале и конце защищаемого участка, например тока обмоток силового трансформатора, генератора, двигателя [29, 9.23].