Трансформаторов специального

Если напряжение генераторов отличается от 6 кВ, то используются трансформаторы. На крупных электростанциях типа КЭС и АЭС ограничение токов КЗ выполняется ТСН с расщепленными обмотками НН, если требуемая номинальная мощность рабочих или резервных трансформаторов составляет 25 MB-А и более. Увеличением напряжения КЗ ТСН обеспечивается дальнейшее снижение уровней токов КЗ, но при этом ухудшаются условия обеспечения успешного самозапуска электродвигателей механизмов с. н. электростанции. Для устранения этого противоречия целесообразно применение управляемых токоограничивающих устройств [31 ], которые в нормальном режиме работы и в режиме самозапуска имеют минимальное индуктивное сопротивление (д:р-»0), а в режиме КЗ в системе с. н. сопротивление устройства возрастает до требуемого значения.

ление хк в 3—15 раз больше активного сопротивления гк. В зависимости от величины коэффициента мощности нагрузки потеря напряжения для силовых трансформаторов составляет 1—6%.

ствии с ГОСТ 7746-78Е вторичный номинальный ток /2ном может быть 1; 2; 2,5; 5А при значениях /1ном в пределах от 0,8 до 40000 А. В трансформаторах напряжения первичное напряжение U\ больше вторичного (/2, поэтому у них Wi>w2. Обе обмотки выполняются из относительно тонкого провода (первичная — из более тонкого, чем вторичная). Вторичное номинальное напряжение (/2ном у стационарных трансформаторов составляет 100 и_100/Т' 3 В при первичном

опережает вектор Uv В зависимости от величины допускаемых погрешностей стационарные трансформаторы напряжения подразделяют на три класса точности: 0,5; 1 и 3; а лабораторные — на четыре класса точности: 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Обозначение класса соответствует величине относительной погрешности Auo/0 при номинальном напряжении. Угловая погрешность этих трансформаторов составляет 20— 40 угл. мин.

нусного поворотного трансформатора). Для ее определения на обмотки В и /С статора (попеременно) подают питание, после чего находят углы, при которых ЭДС равны нулю (или минимальны). Максимальное отклонение этих углов от углов, кратных 90°, дает ошибку асимметрии, которая для выпускаемых промышленностью поворотных трансформаторов составляет от 0,16 до 8 угл. мин;

Пример 2.23. На понижающей подстанции 110/10 кВ установлены два трансформатора типа ТРДН-32000/110 с пределами регулирования коэффициента трансформации Н5±9Х!.78 %/10,5. Исходя из требований встречного регулирования напряжения, оценим достаточность регулировочного диапазона путем расчета требуемых значений напряжений регулировочных ответвлений для режимов максимальной и минимальной нагрузок подстанции, равных: 5нб = 38,6+/18,3 MB-А и SHM=16,5+/6,3 MB-А. Напряжения на стороне ВН подстанции (1Л) в указанных режимах равны: ?/1нб=ЮЗ кВ и ?Лнм= 108,5 кВ. Сопротивление схемы замещения двух параллельно включенных трансформаторов составляет 2т=0,94+/21,7 Ом.

Реактивное сопротивление печных трансформаторов составляет 6—10%; для малых печей сопротивление короткой сети равно 5—'10%. Между тем общее реактивное сопротивление установки должно составлять 30—40%, для того чтобы обеспечить устойчивость дуги и ограничить толчки тока при эксплуатационных к. з. до значений 2,5—3 номинального тока. Поэтому со стороны высшего напряжения включают дополнительную индуктивность — дроссель (реактор с сердечником и масляным охлаждением), имеющий относительное реактивное сопротивление около 15— 25%. Так как индуктивность реактора не должна зависеть от тока, его сердечник работает в режиме, далеком от насыщения.

В трансформаторах напряжения первичное напряжение Ut больше вторичного U2, поэтому в них wt > wz. Обе обмотки выполняются из относительно тонкого проводника. По нормам вторичное номинальное напряжение [/2„ у стандартных трансформаторов составляет 100 и 100/1^3 В при различном значении первичного номинального напряжения Ula.

При замкнутом магнитопроводе и номинальной нагрузке трансформатора МДС первичной обмотки при холостом ходе iow\ составляет 0,5—3% от МДС первичной i\w\ и вторичной i2w2 обмоток, что позволяет, не делая заметной ошибки, положить i0Wi = Q. При этом допущении iiWi + i2w2^fO, т. е. при нагрузках, близких к номинальной, токи i\ и 12 сдвинуты между собой на угол примерно 180° и в магнитном отношении МДС первичной и вторичной обмоток трансформатора уравновешивают друг друга в той мере, в какой это небходимо для сохранения магнитного потока Ф. Допущение ioWi — Q позволяет также сделать вывод, что в трансформаторе токи, протекающие в первичной и вторичной обмотках, обратно пропорциональны отношению чисел их витков: ii/i2=w2/Wi. Отметим также, что, поскольку коэффициент полезного действия современных трансформаторов составляет 0,97—0,99, без большой погрешности можно допустить равенство мощностей первичной и вторичной обмоток, т. е. I\u\ = i2u2, откуда i\ji2=u2lu\ и, следовательно, токи при трансформировании изменяются обратно пропорционально напряжениям.

Для трансформаторов (автотрансформаторов) очень большой мощности защита в настоящее время считается несовершенной потоку срабатывания, минимальное значение которого для трансформаторов составляет ;^1,5 /„„„. т.

Надежность трансформаторов зависит от качества конструкции, технологии изготовления и условий эксплуатации. Обмотки трансформатора особенно с малыми сечениями проводов в большей мере определяют надежность. Многие отказы трансформаторов с такими обмотками происходят за счет обрывов в соединениях с выводами, коррозии или механических напряжений (при больших отрицательных температурах). Величина интенсивности отказов современных трансформаторов 'составляет примерно ЫО~7-=-1 • 10~4 1/ч. Трансформаторы с повышенными напряжениями обычно имеют большие значения интенсивности отказов.

Для трансформаторов специального применения используют схемы, обеспечивающие плавное регулирование напряжения под нагрузкой.

Уменьшение расхода электротехнической стали при стабильности допустимой индукции достигается в настоящее время за счет изменения конструкции магнитной системы, например путем перехода от плоских к пространственным магнитным системам. В значительной части серий и типов силовых трансформаторов общего назначения мощностью до 16000 кВ-А медь в обмотках заменена алюминием. Дальнейшее расширение применения алюминия в трансформаторах больших мощностей ограничивается требованиями механической прочности обмоток при коротком замыкании. Возможность замены меди алюминием в обмотках некоторых типов трансформаторов специального назначения еще не исчерпана.

Постоянное повышение верхнего предела номинальных мощностей и напряжений силовых трансформаторов сопровождается увеличением типовых мощностей, нарастающих по стандартизованной шкале с основным коэффициентом нарастания, равным 1,6 (в отдельных местах шкалы 1,25). Введены также новые стандартные напряжения для обмоток высшего и низшего напряжений, увеличивается выпуск трансформаторов специального назначения — для питания электрических печей, преобразовательных устройств, рудничных установок и других, а также трансформаторов для комплектных трансформаторных подстанций. Вследствие этого постоянно увеличивается номенклатура изделий трансформаторного производства и становится необходимым более четкое разделение выпуска трансформаторов по мощностям и классам напряжения между отдельными заводами, а также сосредоточения на отдельных заводах производства однотипных трансформаторов.

Стандарты, содержащие основные параметры и технические требования для трансформаторов специального назначения— рудничных, электропечных, преобразовательных и других.

Постоянное повышение верхнего предела номинальных мощностей и напряжений силовых трансформаторов сопровождается увеличением типовых мощностей, нарастающих по стандартизованной шкале с основным коэффициентом нарастания 1,6 (в отдельных местах шкалы 1,25). Увеличивается выпуск трансформаторов специального назначения — для питания электрических печей, преобразовательных устройств, рудничных установок и др., а также трансформаторов для комплектных трансформаторных подстанций. Вследствие этого постоянно увеличивается номенклатура изделий трансформаторного производства и становится необходимым более четкое разделение выпуска трансформаторов по мощностям, назначению и классам напряжения между отдельными заводами, а также сосредоточения на отдельных заводах производства однотипных трансформаторов.

3. Стандарты, содержащие основные параметры и технические требования для трансформаторов специального назначения — рудничных, электропечных, преобразовательных и др.

15-1. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

/15-1. Особенности трансформаторов специального назначения...... 140

Кроме силовых трансформаторов, изготовляется ряд трансформаторов специального назначения (автотрансформаторы, сварочные, измерительные и т. д.).

Таким образом, область применения трансформаторов чрезвычайно широка. Но во всех случаях основные процессы, определяющие работу трансформатора, а равно приемы изучения происходящих в трансформаторе явлений по существу одни и те же. Поэтому, говоря о трансформаторе, мы будем в дальнейшем иметь в виду его основной тип, а именно, одно- и трехфазный двухобмоточный силовой трансформатор. Описание трехобмоточных трансформаторов и других типов трансформаторов специального назначения — см. гл. 22.

В СССР выпускается много разнообразных силовых трансформаторов специального назначения, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.