3 Трансформаторы.
На ТЭЦ и ПС устанавливаются силовые трехфазные трансформаторы различной номинальной мощности и напряжения. Силовые трансформаторы выпускаются в соответствии с рядом номинальных мощностей, установленным ГОСТ 9680-77 (табл. 1.1). Из табл. 1.1 шаг шкалы но минальных мощностей трансформаторов составляет ≈1,6.
Т а б л и ц а 1.1
Номинальная мощность трансформатора, кВ⋅А |
||||
10 |
16 |
25 |
40 |
63 |
100 |
160 |
250 |
400 |
630 |
1000 |
1600 |
2500 |
4000 |
6300 |
10000 |
16000 |
25000 |
40000 |
63000 |
Типовая конструкция силового трансформатора показана на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Общий вид масляного трансформатора.
Обмотки 1, наматываемые на магнитный сердечник 2, составляют активную часть. Обмотки изготавливаются из медных или алюминиевых изо лированных проводников. Магнитный сердечник набирается из листов электротехнической стали. Активная часть погружена в стальной бак 3, заполненный трансформаторным маслом 4. Вводы к обмоткам высшего и низшего напряжения выполняются через изоляторы 5 и 6. Охлаждение масла осуществляется с помощью радиаторов 7. В нижней части бака предусматривается кран 8 для слива масла.
Расширитель 9, связанный с баком, воспринимает изменение объема масла при изменении его температуры. По указателю 10 проверяют уровень масла. Воздухоосушитель 11, связывающий расширитель с окружающим воздухом, защищает масло от увлажнения. С помощью термосифонного фильтра 12 осуществляется постоянная регенерация масла. Устройство регулирования напряжения под нагрузкой РПН обозначено позицией 13.
Газовое реле 14, устанавливаемое в патрубке между баком и расширителем, защищает трансформатор от внутренних повреждений, сопровождающихся газовыделением, например, при витковых замыканиях в обмотке. Выхлопная труба 15 защищает бак от разрыва при очень интенсивном выделении газа во время крупных повреждений внутри трансформатора, например при междуфазном КЗ. В этом случае разрывается мембрана в верхней части трубы и происходит выброс масла из бака.
Для трансформаторов установлены буквенно-цифровые обозначения, в которых последовательно (слева направо) приводится следующая информация:
вид устройства (А − автотрансформатор, без обозначения − трансформатор);
число фаз (О − однофазный, Т − трехфазный);
наличие расщепленной обмотки низшего напряжения − Р;
С − охлаждение естественное воздушное (трансформатор сухой);
М − охлаждение естественное масляное;
Д − охлаждение естественное масляное с принудительной циркуляцией воздуха (с дутьем);
ДЦ − охлаждение с принудительной циркуляцией воздуха и принудительной циркуляцией масла.
число обмоток трансформатора (Т − трехобмоточный, без обозначения − двухобмоточный);
вид регулирования напряжения (Н − наличие устройства регулирования напряжения под нагрузкой РПН, без обозначения − наличие устройства регулирования напряжения при отключении трансформатора от сети − устройства переключения без возбуждения ПБВ).
-исполнение (З − защищенное, Г − герметичное);
-номинальная мощность, кВ*А;
-класс напряжения первичной обмотки высшего напряжения, кВ.
В конструкции трансформаторов защищенного и герметичного исполнения расширитель отсутствует. Изменение объема масла при изменении его температуры воспринимается азотной подушкой в надмасленном пространстве бака трансформаторов защищенного исполнения и гофрированным баком герметичных трансформаторов.
Обмотка трансформатора со стороны питания называется первичной, со стороны потребителя - вторичной.
Изменение напряжения в трансформаторе происходит в соответствии с его коэффициентом трансформации. Этот коэффициент равен отношению числа витков первичной w1 и вторичной w2 обмоток или отношению напряжений первичной и вторичной обмоток трансформатора без нагрузки (при холостом ходе):
kт = w1/ w2 = U1/U2. |
(1.3) |
Трехфазные трансформаторы имеют следующие схемы соединения обмоток: звезда Y; звезда с выведенной нейтралью ; треугольник Δ. Группой соединений обмоток трансформатора называется угловой сдвиг между одноименными векторами линейных напряжений первичной и вторичной обмоток трансформатора. Этот угловой сдвиг приводится к циферблату часов. Вектор напряжения обмотки высшего напряжения выполняет роль минутной стрелки и совмещается с цифрой 12 циферблата. Вектор напряжения обмотки низшего напряжения, выполняя роль часовой стрелки, указывает группу соединения обмоток, равную времени на условных часах. Наибольшее распространение в энергосистемах получили следующие схемы и группы соединений двухобмоточных трансформаторов:
звезда – звезда с выведенной нейтралью Y/ Y – 0;
звезда – треугольник Y/Δ – 11;
звезда с выведенной нейтралью – треугольник Y /Δ – 11.
Для трехобмоточных трансформаторов наиболее распространенной является схема и группа соединений обмоток Y /Y/Δ – 0, 11.
Группа 0 характеризует отсутствие углового сдвига между векторами линейных напряжений обмоток и Y, а группа 11– наличие углового сдвига на 30о между векторами линейных напряжений обмоток Y(Y) и Δ.
В электрических сетях энергосистем наряду с трансформаторами применяются автотрансформаторы. Автотрансформаторы отличаются от транс- форматоров наличием электрической связи между двумя обмотками. Вы- полняются автотрансформаторы, как правило, трехобмоточными, с электри- ческой связью между обмотками высшего и среднего напряжений. Связь обмоток высшего и среднего напряжений с обмоткой низшего напряжения электромагнитная.
Применение автотрансформаторов оказывается экономически целесообразным для связи двух систем близких номинальных напряжений, напри- мер 220 и 110 кВ. Электрически связанные обмотки высшего и среднего напряжения соединяются в звезду с выведенной нейтралью. Обмотка низшего напряжения соединяется в треугольник. Схема и группа соединений обмоток автотрансформаторов Y / Y /Δ – 0, 11.