Высоковольтных трансформаторов

Чтобы предотвратить пробой изоляции при воздействии на обмотку коротких импульсов перенапряжений, в высоковольтных трансформаторах между обмотками дополнительно ставят жесткие бумажно-бакелитовые цилиндры или мягкие цилиндры из электрокартона (так называемую масляно-барьерную изоляцию). При этом (во избежание возможности электрического разряда по поверхности изоляционных цилиндров) они имеют по высоте большие размеры, чем обмотки ( 2.8). Обмотки ВН различных фаз изолируют междуфазной перегородкой.

3.6, б) — без чередования. Разделенные обмотки широко применяют в высоковольтных трансформаторах малой мощности. В галетных трансформаторах галеты можно располагать одну за другой вдоль стержня (

С целью уменьшения неравномерности рас-пределения напряжения между катушками обмотки в начальный момент необходимо скомпенсировать емкостные токи на землю. Для этого в мощных высоковольтных трансформаторах напряжением 35 кв и более обмотку высокого напряжения окружают особыми емкостными экранами, находящимися под напряжением линии передачи ( IV.28, а). Емкости этих экранов Сэ ( IV.28,6) подбирают с таким расчетом, чтобы все токи, проходящие по емкостям С„, были бы приблизительно одинаковыми. При полной компенсации емкостей С3 распределение напряжений в начальный момент и в установившемся режиме будет одинаковым и, следовательно, переход к установившемуся режиму пройдет без резонансных колебаний. Такой трансформатор называют грозоупорным или нерезонирующим. В ряде случаев емкостные экраны защищают только часть катушек в начале обмотки. Иногда у начала обмотки устанавливаются соединенные с ее началом экранирующие кольца, представляющие собой картонные металлизированные диски, разрезанные по радиусу для избежания короткозамкнутых витков.

Дисковые катушечные обмотки состоят из ряда одинарных или двойных катушек ( 2.28). Число витков в одной катушке достигает 20—25, число параллельных проводников в витке-до 8. Витки катушки намотаны один на другой по спирали в радиальном направлении. Намотанные катушки собирают на шаблоне и соединяют пайкой. Осевые и радиальные каналы образуются П-образным!* замковыми прокладками. Такие обмотки широко применяются в высоковольтных трансформаторах в качестве входных катушек,

При соединении обмоток в звезду 3-й гармоники намагничивающего тока по обмоткам трансформатора замыкаться не могут. Поэтому потоки в однофазных трансформаторах будут несинусоидальными и, следовательно, ЭДС и фазные напряжения будут несинусоидальными ( 2.53). Наличие в потоке и ЭДС высших гармоник приводит к увеличению амплитудного значения фазного напряжения. Это является нежелательным, особенно в высоковольтных трансформаторах, так как приводит при проектировании трансформаторов к увеличению тол-

В высоковольтных трансформаторах желательно применять соединение обмоток в звезду, так как при этом фазные напряжения, на которые рассчитывается изоляция обмоток трансформатора, в К"3 меньше, чем при соединении в треугольник. В трехобмо-точных трансформаторах широко применяется соединение Y/Yo/Д. Обмотка, соединенная в треугольник, обычно рассчитывается на часть мощности обмоток, соединенных в звезду. В этом случае ее называют компенсационной обмоткой. При несимметрии нагрузки токи нулевой последовательности протекают в компенсационной обмотке и в обмотке, соединенной по схеме YO, и поток нулевой последовательности в трансформаторе отсутствует.

мотках значительных резонансных колебаний практически устранена J. В трехфазных высоковольтных трансформаторах, работающих с изолированной нейтрально или с нейтралью, заземленной через реактор, могут возникнуть значительные пе-

Как правило, в сечении обмотки имеется значительная неравномерность плотности МДС. Эту неравномерность принято связывать с отключением части витков одной из обморок трансформа юра в процессе регулирования напряжения. Непостоянство плотности МДС возможно и при неотключенных регулировочных витках, например в мощных высоковольтных трансформаторах, у которых для получения рациональной конструкции изоляции обмоток высшего напряжения предусматривается неравномерное распределение витков вдоль высоты.

В общем случае, особенно в мощных высоковольтных трансформаторах, имеется значительная неравномерность плотности МДС. В этих условиях определение интегральных сил не дает полного представления о действительных напряжениях, возникающих в наиболее нагруженных частях обмоток, анализ которых оказывается возможным на основе более сложных расчетов картины поперечного поля рассеяния Вх по уравнениям (6.16).

В связи с ростом потребности отечественной энергетики в мощных высоковольтных трансформаторах в Москве был создан трансформаторный завод, который в 1929 г. начал выпускать продукцию. В 1933 г. завод изготовил для линии электропередачи Свирь — Ленинград 14 однофазных трансформаторов мощностью по 20 тыс. ква на напряжение 220 кв, а в 1937 г.— группу однофазных трансформаторов для линии электропередачи Днепр — Донбасс мощностью 120 тыс. ква. Общий выпуск силовых трансформаторов в 1940 г. составил 3,5 млн. кет [9].

-45 0,0 1 —0,02 Желтый 135—150 " 0, 1 1 —0,2 В высоковольтных трансформаторах и вводах

прочностью, мало изменяющейся при увлажнении и нагревании, высокой механической прочностью, малой влагопроницаемостью. Однако при температуре ПО. ..130°С для большинства эпоксидных компаундов наблюдается снижение электроизоляционных характеристик. Для заливки низко- и высоковольтных трансформаторов, выпрямителей, функциональных блоков применяют эпоксидные компаунды ЭЗК-6, ЭЗК-Ю, ЭЗК-13, ЭЗК-67-1; для линий задержки, импульсных трансформаторов и дросселей, магнитных матриц ЭВМ — эпоксиднотиоколовые компаунды 10-200, 12-200; для толстопленочных микросборок — эпоксидные компаунды на основе вязкомолекулярного каучука 30-317Д, 31-138ДФ.

Схемы выпрямления с умножением напряжения позволяют получить высокие значения выпрямленного напряжения без использования высоковольтных трансформаторов. Принцип действия таких схем заключается в зарядке каждого из последовательно соединенных конденсаторов через свою группу вентилей от низковольтной обмотки трансформатора. Выходное напряжение при этом равно сумме напряжений на всех конденсаторах и может в несколько раз превышать амплитуду напряжения обмотки трансформатора.

б) типа ПЛВ — для высоковольтных трансформаторов с потенциалом более 20 кВ, работающих на частоте до 1000 Гц включительно;

2.8. Конструкция главной изоляции высоковольтных трансформаторов напряжением 35 кВ:

частоте подаваемого на первичную обмотку напряжения, ток в трансформаторе может проходить также по емкостным связям. В качестве иллюстрации этого явления рассмотрим особенности процессов, возникающих при подаче на обмотку трансформатора кратковременного импульса напряжения. При эксплуатации трансформатор может подвергаться воздействию импульсных напряжений различной формы и частоты, значительно превосходящих номинальную величину. Перенапряжения возникают при включении и выключении мощных высоковольтных трансформаторов и при коротких замыканиях.

Сравнивая возможные амплитуды колебаний, определяемые расположением кривых / и 3 в случаях с изолированной (см. IV.27, б) и неизолированной (см. IV.2&, б) нейтралями, видим, что процесс при изолированной нейтрали является более тяжелым, так как в конце обмотки напряжение почти удваивается. Вследствие этого применение высоковольтных трансформаторов с неизолированной нейтралью нежелательно.

За годы пятилеток в СССР почти заново создана электротехническая промышленность. Было освоено производство мощных турбин и генераторов, сверхмощных высоковольтных трансформаторов, нормальных и специальных электродвигателей, освоено изготовление разнообразных проводов и кабелей, точных электроизмерительных приборов и аппаратов. Старые электромаши«остроительные заводы — «Динамо», «Электросила» и др. были реконструи-

действием внутренней ионизации. Вторая стадия в зависимости от ряда факторов, например размеры и количество пор, стойкость твердого диэлектрика, напряженность электрического поля, толщина изоляции, может быть продолжительной. У материалов, пористых в исходном состоянии, повысить напряженность начала ионизации можно пропиткой — замещением воздуха другим диэлектриком, например жидким. Это широко распространенный прием в изоляции высоковольтных трансформаторов и кабелей. Однако

Путем обработки бумаги в процессе ее производства некоторыми органическими соединениями повышают ее нагревостойкость при работе в нефтяном масле до класса Е. Такая стабилизированная бумага предназначена для вит-ковой изоляции масляных высоковольтных трансформаторов. Стоимость этой бумаги несколько выше, чем обычной. При обработке бумаги уксусной кислотой (процесс ацети-лирования) происходит частичная замена гидроксильных групп ацетильными неполярными группами СН3СОО. Аце-тилированная бумага, разработанная швейцарской фирмой

тех же гармонических в магнитном потоке. На 2-56 показана кривая фазной э. д. с., построенная по уравнению (2-86), соответствующая магнитному потоку, изображенному на 2-55. На 2-57 приведено построение кривой реактивной составляющей фазного намагничивающего тока по кривым магнитного потока и магнитной характеристики. В условиях эксплуатации высоковольтных трансформаторов следует избегать наличия третьей гармонической в фазной э. д. с., так как при этом повышается амплитудное значение фазной э. д. с. и при том же ее действующем значении возрастает напряженность электрического поля в изоляции обмоток. Кроме того, в случае заземления нулевой точки обмотки в установке могут возникнуть токи тройной частоты, создающие

Алексенко Г. В., Ашрят А. К. и Фрид Е. С. Испыта высоковольтных и мощных трансформ! ров и автотрансформаторов. Части I и М.—Л., Госэнергоиздат, 1962.