Трансформаторов напряжением

Напряжение синхронных генераторов электрических станций относительно невелико: 15000 — 24000 В, сечение проводов и потери мощности в проводах линии передачи при этом напряжении были бы слишком велики. Поэтому на электрических станциях с помощью трансформаторов напряжение повышают до 110000 — 750000 В и электроэнергию передают при таком напряжении к местам потребления. Энергия столь высокого напряжения не может быть непосредственно использована подавляющим числом потребителей, поскольку они рассчитаны по технико-экономическим соображениям и условиям безопасности для работы при относительно низком напряжении — порядка 220 — 380 — 500 В. Следует отметить, что имеется довольно широкая группа потребителей, работающих при напряжении 10 (6) кВ. Поэтому в местах потребления электрической энергии (в конце линии передачи) напряжение понижают до требуемых значений также с помощью трансформаторов. Это — одна из основных областей применения трансформаторов, где без них обойтись невозможно.

С увеличением высшего напряжения трансформаторов напряжение короткого замыкания несколько возрастает. Средние значения этсго параметра даны в табл. 5-2.

В трехобмоточном трансформаторе напряжение короткого замыкания определяется подобным же образом для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке. Поэтому трехобмоточный трансформатор имеет три, вообще говоря, различных напряжения короткого замыкания. Для всех трансформаторов напряжение короткого замыкания и его составляющие принято выражать в процентах номинального напряжения, а активную составляющую определять для средней эксплуатационной температуры обмоток 75°С для всех масляных и для сухих трансформаторов с изоляцией классов нагрево-стойкости А, Е, В. Для трансформаторов с изоляцией классов F, Н, С расчетная температура 115°С. Активная составляющая напряжения короткого замыкания, В, может быть записана так: Un = rKfu, где г„ — активное сопротивление короткого замыкания трансформатора, приведенное к одной из его обмоток, с учетом добавочных потерь в обмотках, потерь в отводах и в металлических конструкциях; /„ — номинальный ток обмотки, к числу витков которой приведено сопротивление гк=г1--л',.

С увеличением высшего напряжения трансформаторов напряжение короткого замыкания несколько возрастает. Средние значения этого параметра даны в табл. 5.2. '

В трехобмоточном трансформаторе напряжение короткого замыкания определяется подобным же образом для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке. Поэтому трехобмоточный трансформатор имеет три различных напряжения короткого замыкания. Для всех трансформаторов напряжение короткого замыкания и его составляющие принято выражать в процентах номинального напряжения, а активную составляющую определять для— средней эксплуатационной температуры обмоток 75 °С для всех масляных и сухих трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости А, Е, В. Для трансформаторов с изоляцией классов F, Н, С расчетная температура 115°С. Активная составляющая напряжения короткого замыкания, В, может быть записана так: ия — гк1ноы, где гк — активное сопротивление короткого замыкания трансформатора, приведенное к одной из его обмоток, с учетом добавочных потерь в обмотках, потерь в отводах и металлических конструкциях; /„ом — номинальный ток обмотки, к числу витков которой приведено сопротивление /"к —п+гг.

С увеличением высшего напряжения трансформаторов напряжение короткого замыкания несколько возрастает. Средние значения этого параметра даны в табл. 5.2.

Назначение трансформаторов напряжение, кВ роткого замыкания, %

Погрешности трансформатора напряжения зависят от размеров магнито-провода, магнитных свойств стали, конструкции обмотки, сечения проводов, а также от присоединенной нагрузки и первичного напряжения. Чтобы уменьшить погрешности трансформаторов напряжения, выбирают меньшую плотность тока в обмотках и меньшую магнитную индукцию в магнитопроводе по сравнению с соответствующими значениями для силовых трансформаторов. Магнитное рассеяние у трансформаторов напряжения значительно меньше, чем у силовых трансформаторов: напряжение КЗ составляет только 0,4 — 1,0%.

Погрешности однофазных трансформаторов напряжения могут быть определены аналитически из схемы замещения трансформатора ( 16.1). Сопротивления вторичной обмотки трансформаторов Х2 и R2, сопротивления внешней цепи X и R, вторичный ток 12 и вторичное напряжение U2 должны быть приведены к числу витков первичной обмотки согласно выражениям

Напряжение 660 В должно применяться на предприятиях нефтеперерабатывающей, нефтехимической, целлюлозно-бумажной промышленности и др., где имеется большое количество электродвигателей б диапазоне мощностей 200—800 кВт. Напряжение 660 В целесообразно сочетать с напряжением 10 кВ в сети выше 1 000 В для питания цеховых трансформаторов и двигателей мощностью 800 кВт и более.

Напряжение 380/220 В является основным в электроустановках напряжением до 1 000 В. Оно применяется для питания силовых и осветительных электроприемников от общих трансформаторов.

Изоляция нейтрали трансформаторов напряжением 110, 150, 220 кВ выполняется ослабленной и защищается от перенапряжений соответственно разрядниками (РВМ-35 + РВМ-20), РВС-60, РВС-110. Испытательное напряжение промышленной частоты трансформаторов 110 кВ с изоляцией нейтрали на 35 кВ составляет 85 или 100 кВ. В качестве допустимого напряжения на нейтрали трансформаторов при однофазных КЗ принимается напряжение 35 кВ с ВН трансформаторов НОкВ и напряжение НОкВ с ВН 220 кВ.

где S5T — суммарная мощность трансформаторов напряжением 6/0,4 кВ, кВ-А; /с 3 — кратность тока нагрузки 0,4 кВ при

Защита изоляции РУ от перенапряжений осуществляется трубчатыми и вентильными разрядниками. Трубчатые разрядники устанавливаются на ЛЭП, на подходах к РУ и используются для защиты ЛЭП, а также в качестве дополнительного средства защиты подстанционной изоляции. Вентильные разрядники предназначены для защиты изоляции РУ и устанавливаются на сборных шинах РУ, на выводах трансформаторов и автотрансформаторов, на отдельных линиях, если разрядники, устанавливаемые на шинах РУ, не обеспечивают надежной защиты электрооборудования, в нейтралях трансформаторов напряжением 110- 220 кВ, работающих с изолированной нейтралью 206

Предохранители для установок напряжением свыше 1000В разделяют на предохранители силовые и предохранители для трансформаторов напряжения. Предохранители выпускают для внутренней и наружной установок. Предохранители для внутренней установки изготовляют трубчатыми, с кварцевым заполнением, силовые типа ПК и для трансформаторов напряжением типа ПКТ. Их изготовляют на напряжение от 3 до 35 кВ.

В последних конструкциях трансформаторов напряжением 10 кВ широко применяется переключатель реечного типа ПТО-10/63-65. На 125 изображена схема этого переключателя.

В последних конструкциях трансформаторов напряжением 10 кВ применяется переключатель реечного типа ПТО-10/63-65, предназначенный для переключения ответвления обмоток в пределах ±2X2,5 % на трансформаторах I—III габаритов на напряжение до 10 кВ.

где /Ода - коэффициент изменения потерь, принимается равным 0,02 кВт/кВар для трансформаторов ГПП и 0,1 - 0,15-для трансформаторов напряжением 6 - 10/0,4кВ[12];

Аварийная перегрузка (при F<1) считается допустимой, если наибольшая температура наиболее нагретой точки обмотки не превышает 160°С для трансформаторов классов напряжения 110 кВ и ниже и 140°С для трансформаторов напряжением свыше 110 кВ, а температура масла по (П. 5.10) не превышает П5°С.

Трансформаторы ввиду большого веса устанавливались до сих пор ;на 'специальных заглубленных фундаментах. За последнее время успешно применяется установка трансформаторов напряжением до 35 и 110 кв мощностью в несколько десятков мегавольт-ампер на железобетонной плите, свободно лежащей на гравийной подушке, что уменьшает стоимость сооружения фундамента в .несколько раз. Во избежание вспучивания грунта при увлажнении и промерзании из-под гравийной подушки устраивается дренаж.

Еще более наглядно проверку Ки дополнительной обмотки можно провести, подавая на первичные обмотки ТН трехфазную симметричную систему напряжений ( 9.3, д) при закороченной на нулевой вывод одной из фаз. Измеренное напряжение на ад—хл в этом случае в 3 раза больше, чем при измерении по однофазной схеме, а фаза напряжения на ад—хя соответствует фазе первичного напряжения, присоединенного к нулевому выводу. Для трансформаторов напряжением 35 кВ и выше (все они являются однофазными) пользоваться методом прямого измерения коэффициента трансформации трудно, так как напряжение на вторичных обмотках получается незначительным и это существенно влияет на точность измерения. В таких случаях Ки проверяется сравнением напряжений на вторичных обмотках двух проверяемых однофазных ТН. Для этого первичные ТН соединяют параллельно ( 9.3, е) и на вторичную обмотку одного из них, как правило на основную а—х, подают напряжение от регулировочного устройства. При этой проверке не обязательно подавать номинальное напряжение 1001^3 В, достаточно подать напряжение 20— 30 В, чтобы было удобно произвести замер по вольтметру. При равенстве коэффициентов трансформации испытуемых ТН напряжения, измеренные на дополнительных обмотках ад—лгд, должны быть для ТН, используемых в сетях с изолированной нейтралью, в Y 3 раз меньше, чем поданное напряжение, для ТН 110 кВ и выше, используемых в сетях с заземленной нейтралью, напряжение на ад—хя должно быть в Y 3 выше. Напряжения на основных обмотках должны совпадать.

У трансформаторов напряжением 220 кВ и выше нейтрали заземляются всегда, так как класс изоляции нейтралей выпускаемых трансформаторов рассчитан на напряжение 35 кВ.