Б) Конструкции трансформаторов напряжения

По конструкции различают трехфазные и однофазные транс­форматоры. Трехфазные трансформаторы напряжения применя­ются при напряжении до 18 кВ, однофазные — на любые напря­жения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.

Обмотки сухих трансформаторов выполняются про­водом ПЭЛ, а изоляцией между обмотками служит электрокар­тон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5 — трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).

Трансформаторы напряжения с масляной изоляци­ей применяются на напряжение 6 - 1150 кВ в закрытых и откры­тых распределительных устройствах. В этих трансформаторах об­мотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изо­ляции и охлаждения.

Рис. 4.61. Трансформаторы напряжения однофазные масляные:

^а — типа НОМ-35; б — типа ЗНОМ-35; 1 — ввод высокого напряжения; 2 коробка вводов НН; 3 — бак

Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформато­ры НОМ-6, НОМ-10 (рис.15-7), НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Рис. 15-7. Однофазный трансформатор на­пряжения типа НОМ-10 прежнего выпуска.

Схема обмоток первых показана на рис. 4.61, а. Такие транс­форматоры имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соеди­нить по схемам открытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов второго типа (рис. 4.61, б) один конец обмот­ки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН — на боковой стенке бака. Такие трансформаторы назы­ваются заземляемыми и соединяются по схеме, показанной на рис. 4.60, в.

Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 уста­навливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов. Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитной стали. На рис. 4.62 показана установка такого трансформатора в ком­плектном токопроводе. Трансформатор с помощью ножевого кон­такта 3, расположенного на вводе ВН, присоединяется к пружи­нящим контактам, закрепленным на токопроводе 1, закрытом экраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 при­креплена крышка трансформатора. Таким образом, ввод ВН транс­форматора находится в закрытом отростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бака и закры­ваются отдельным кожухом.

Рис. 4.62. Установка трансформато­ра напряжения ЗНОМ-20 в комп­лектном токопроводе:

/ — токопровод; 2 — экран; 3 — нож^евой контакт; 4 — смотровой лючок,

5 — патрубок; 6 — крепежные болты

Все шире применяются тран­сформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения серии 3HOJI.06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10, 15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них лен­точный, разрезной, С-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют не­большую массу, могут устанавливать­ся в любом положении, пожаробезо- пасны. Трансформаторы ЗНОЛ. 06 предназначены для установки в КРУ и комплектных токопроводах вместо масляных трансформато­ров НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ. 08 — для заме­ны НОМ-6 и НОМ-10.

В установках 110 кВ и выше применяются трансформато­ры напряжения каскадного типа НКФ (К - каскадный, Ф-фарфорофый). В этих транс­форматорах обмотка ВН равномерно распределяется по несколь­ким магнитопроводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис. 4.63) имеет двухстержневой маг­нитопровод, на каждом стержне которого расположена обмот­ка ВН, рассчитанная на Uф/2. Так как общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, то он по отношению к земле находится под потенциалом Uф/2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также на Uф/2. Обмотки НН (основная и до­полнительная) намотаны на нижнем стержне магнитопровода. Для равномерного распределения нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнито­провода и обмоток, помещается в фарфоровую рубашку и за­ливается маслом.

Рис. 4.63. Трансформатор напряжения НКФ-110:

а— схема; 6 — конструкция: / — ввод высокого напряжения; 2 — маслорасширитель; 3 — фарфоровая рубашка; 4 — основание; 5 — коробка вводов НН.

Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков, установленных один над другим, т.е. имеют два магнито­провода и четыре ступени каскадной обмотки ВН с изоляцией на Uф/2 . Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соот­ветственно имеют три и четыре блока, т.е. шесть и восемь ступе­ней обмотки ВН. Недостатком каскадных трансформаторов напряжения является несколько большие их погрешности, увеличивающиеся с увеличени­ем числа элементов, и поэтому трансформаторы НКФ- 330 и НКФ- 500 выпускают только на класс точности 1 и 3.

Также в н.в. на высоких напряжениях от 500 кВ используются емкостные трансформаторы напряжения НДЕ с классом точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяются трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150.

Комбинированные трансформаторы напряжения и тока.

В настоящее время на подстанци­ях применяются измерительные трансформаторы тока и напряжения в отдельных ячейках российского и зарубежного производства.

Возможно объединить в одном кожухе однофаз­ный трансформатор напряжения и трансформатор тока, как схематически показано на рис. 20-7,а. Ввод и вывод одной фазы для подключения первичной обмотки транс­форматора тока / легко осуществляется в одном про­ходном изоляторе, так как изоляция токоведущих стержней должна быть выполнена на сравнительно не­большое напряжение. Второй проходной изолятор необ­ходим для присоединения первичной обмотки трансфор­матора напряжения ко второй фазе или для соединения в звезду первичных обмоток трех таких трансформа­торов напряжения.

В сетях с глухо заземленными нейтралями и при применении фарфорового корпуса отпадает необходи­мость в громоздких проходных изоляторах (рис. 20-7,6).

а) б)

Рис. 20-7. Принципиальные схемы совмещенных транс­форматоров тока и напряжения.

а - в металлическом кожухе; б —в фарфоровом кожухе для систем с глухо заземленными нейтралями.

/—трансформатор тока; 2— трансформатор напряжения; ,? — вы­воды от трансформатора тока; 4 — вывод от трансформатора напряжения; 5 —двухстержневой проходной изолятор; 6 — сталь­ной кожух; 7— фарфоровый кожух; 8—расширитель; 9— изо­лированный вывод; 10— вывод, электрически соединенный с расширителем; // — изолятор; 12 — тележка или металлический цоколь.

Применение комбинирован­ного трансформатора, в ко­тором трансформаторы тока и напряжения находятся в общем корпусе, позволяет решить три важные проблемы:

1. правильный учет электроэнергии для каждого присоединения на подстанции

2. уменьшение площади подстанции за счет уменьшения количества ячеек с измерительными трансформаторами.

3. Стоимость комбинированного трансформатора на 30% меньше по сравнению с суммарной стоимостью трансформатора тока и напряжения.

В европейских странах применение комбинированных трансформато­ров очень распространено. Их осо­бенность в том, что трансформатор тока и трансформатор напряжения изготавливаются как единый блок с общим фарфоровым или полимер­ным изолятором, вследствие этого получается одна конструкция. Вы­пускаются трансформаторы как с бу­мажно-масляной, так и с элегазовой изоляцией.

5.5. Выбор электрических аппаратов и проводников

Выбор и проверка отдельных видов аппаратов и проводников имеют некоторую специфику и особенности, отразим это в виде табл. 10.11.

Таблица 10.11

Условия выбора и проверки электрических аппаратов и проводников

Электрический аппарат или проводник	Условия выбора и проверки
Выключатель	(при допустимой перегрузке выключателя) пτ аτ Для установки, у которой аτ, допускается выполнение условия: пτ+i аτ. Далее проверяется
Разъединитель
Отделитель Короткозамыкатель
Предохранитель	Соответствие времятоковой характеристики предохранителя расчетным условиям защищаемой цепи
Выключатель нагрузки	раб τ В отдельных случаях Iоткл.ном > Iном (соотношение ука­зывается изготовителем в эксплуатационных доку­ментах). Соответствие времятоковой характеристики предохранителя расчетным условиям защищаемой цепи (при установке выключателя нагрузки после­довательно с предохранителем)
Разрядник
Трансформатор тока	(в необходимом классе точности)
Трансформатор напряжения	(в необходимом классе точности) (в режиме наибольшей отдаваемой мощности)
Опорный изолятор	(для одиночных изоляторов) (для спаренных изоляторов)
Проходной изолятор
Реактор	Хр > Хр расч (определяется по условиям необходимо­го ограничения токов КЗ и предельно допустимой потере напряжения в реакторе в нормальном режи­ме работы
Автоматический выключатель (автомат)	пτ ож
Контактор
Магнитный пускатель
Рубильник	Iоткл.номIрабτ (случае, если рубильник имеет дугогасительные камеры или разрывные контакты)
Шина, провод Неизолированный	(за исключением сборных шин электроустановок напряжением до 1 кВ при
	Ти6 < 5000 ч, сетей временных сооружений и ответвлений к электроприемникам напряжением до 1 кВ, резисторам, реакторам и т.п.). Сечение проводников воздушных линий 330— 1150 кВ выбирается по экономическим интервалам.
Кабель, провод изолированный
Закрытый шинный токопровод

Примечания:

1. В правых частях неравенств величины I_п0, I_уд, В_к, I_пτ, Iаτ,,UВ, I_п0ож, I_пτ ож, υк должны быть представлены расчетными значениями, т.е. наибольшими в условиях установки или цепи.

2. В таблице приняты следующие обозначения: I_п0ож — действующее значение периодической составляющей ожидаемого тока КЗ в начальный момент; I_пτож — то же в момент начала расхождения дугогасительных контактов аппарата; IРАБ.τ — рабо­чий ток цепи в момент начала расхождения дугогасительных контактов аппарата; Uпроб — импульсное пробивное напряжение разрядника; и_ост.н6 — наибольшее остаю­щееся напряжение на разряднике при прохождении через него тока; UДОП.РАСЧ — допу­стимое расчетное напряжение на изоляции элементов электроустановки, защища­емых данным разрядником; iсопр.расч - предельно допустимое значение сопровождающего тока, который разрядник может оборвать; - соответственно допустимая и расчетная мощности электродвигателей, подключаемых к сети данным электрическим аппаратом;

T_h6 — время использования наибольшей нагрузки; I_пг — ток перегрузки; к„._р — кратность тока термической стойкости; k_mH — кратность тока динамической стойкости.

Контрольные вопросы

1.Какие способы гашения применяются в аппаратах до 1 кВ и выше?

2.Какую форму имеет плавкая вставка в предохранителях разного типа?

3.Назначение контакторов и пускателей?

4. Почему разъединителями не допускается отключать ток нагрузки?

5. Каково назначение отделителей и короткозамыкателей?

6.Как осуществляется гашение дуги в масляных выключателях?

7.Чем осуществляется гашение дуги в воздушных и элегазовых выключателях?

8. В чем основные достоинства вакуумных выключателей по сравнению

с масляными выключателями?

9.Какие типы проводников применяются в основных цепяз электроустановок?

10. от чего зависит погрешность измерительных трансформаторов?