Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Вследствие плохой теплоотдачи распределение температуры в сухом трансформаторе может быть весьма неравномерным. Кроме того, низкая электрическая прочность воздуха (2,1 МВ/м) ухудшает условия изоляции в сухом трансформаторе; приходится считаться и с тем, что пыль, оседая на обмотках, сугцестненно ухудшает их изоляци1а. Но зтнм причинам воздушное охлаждение применяется преимущественна в трансформаторах малой мощности и низкого напряжения зэя Основное значение в настоягдее время имеют масляные трансформаторьь у которых магннтопровод с обмотками помещен в стальной бак, наполненный тщательно очищенным минеральным маслом. Последнее, нагреваясь, циркулирует в баке и, омывая обмотки н магнитопровод, охлаждает их (конвекция). Электрическая прочность масла и несколько раз вьш2е, чем воздуха (см. табл, 2.2), что позволяет зна.
чнтельно уменьшить расстояния от обмоток до магнитопровода. В трансформаторах мощностью до 20-30 кВ . А достаточную поверхность охлаждения дает гладкий бак, С увеличением мощности трансформаторов до 15 — 20 тыс, кВ А применяются трубчатые (см, рис. 9.3) или радиаторные баки с естественным или принудительным воздушным охлаждением их поверхности. Для трансформаторов больших мощностей (примерно от 90 МВ . А) применяются принудительные циркуляция масла и воздушное охлаждение радиаторов, Объем масла в баке трансформатора во время работы значительно изменяется при нагревании и охлаждении.
Когда масло схотмается, внутрь бака проникает влажный воздух и отдает влагу весьма гигроскопичному маслу. В резульите на дне бака собирается слой воды, а электрическая прочность масла резко уменьшается. Кроме того, кислород воздуха вызывает процессы окисления в масле, также снижающие его злектрическую прочность. Чтобы защитить масло от соприкосновения с воздухом, баки трансформаторов большой мощности на. полняют маслом доверху, а резервуаром для избытка нагретого масла служит расширитель (см. рис.
9.3) — цилиндр из листовой стали. Он укрепляется на крьппке «рансформатора и соединяется с баком трубопроводом, который заканчивается в расшнпителе несколько выше его дна. Объем расширителя составляет примерно 10% объема бака. Влага воздуха и осадки в большей части оседают на дне расширителя, откуда периодически удаляются через спусковой краи. Поверхность соприкосновения масла с воздухом в расширителе зна. чительно меньше, чем в баке без расширителя; кроме того, масло здесь более низкой температуры и меньше окисляется. Недостатком масляного охлаждения является горючесть масла (температура возгорания кисла около 160 'С), оно пожаро- и взрьюоопасно.
Газы, образующиеся при возгорании масла, могут сорвать крышку трансформатора, и масло будет выброшено из бака. Для предупреждения деформации бака при образовании ~азов трансформаторы мощностью 1000 кВ А и больше имеют выхлопную трубу (см. рис. 9.3), которая закрьвается стеклянной пластинкой — мембраной, При образовании большого обьема газов они вьщавливают мембрану и выходят в атмосферу. Для особо ответственных установок применяются трансформаторы, баки которых заполняются кристаллическим кварцевым песком илн негорючей синтетической жидкостью (совтолом); эта жидкость и ее пары ядовиты. 229 Применение жидких хладагентов существенно осложняв~ зксплуатацию трансформаторов, так как необходимы постоянный надзор за состоянием этих охладителей и периодическая их очистка или замена. в,тт. твансфовматовы напвяжвния и тока Трансформаторы напряжения и тока применяются, во-первых, для изоляции измерительных приборов и аппаратов автоматической защиты от цепи высокого напряжения, чем достигается безопасность измерения, и, во.вторых, для расширения пределов измерения измерительных приборов, Трансформаторы напряжения применяются для включения вольтметров и цепей напряжения измерительных приборов (ваттметров, счетчиков.
фазометров) и реле, трансформаторы тока для включения амперметров и цепей тока измерительных приборов и реле. А, Трансформатор напряжения. Принципиальная схема трансформатора напряжения 1ТН) показана на рис. 9.31,а, а его условное обозначение — на рис.
9.31, б. Такой трансформатор подобен силовому трансформатору небольшой мошности. Его первичная обмотка — обмотка ВН с большим числом випсов ю, — включается в цепь, напряжение Ц которой нужно измерить, а ко вторичной обмотке со значительно меньшим числом витков из — обмотке НН Уз — присоединяются параллельно друг другу вольтметр и цепи напряжения других приборов.
Обычно обмотки ю, и ю, концентрические — обмотка ВН окружает обмотку НН, как н в силовых трансформаторах (см. рис. 9.31, а, для наглядности обмотки помещены разделыш). Один вывод вторичной обмотки и корпус трансформатора заземляются. Это делается на слу- в 1 1 1 Рнс Ч 3! 2 30 чай повреждения изоляции, а также для того, чтобы замкнуть на землю цепь тока, показанную на рис.
9.31, б штриховой линией, через емкость между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Наличие этого тока в цепи приборов снижает точность измерения. Сопротивление вольтметра и цепей напряжения измерительных приборов относительно велико (порядка тысяч ом), т. е. ТН работает в условиях, близких к режиму холостого хода силового трансформатора. Поэтому падения напряжения на первичной гче,/, и вторичной г /, обмотках ТН весьма малы, что позволяе~ очи~ать (I м Е; (Г =Е 1 '!х' 2 'эк и так как аналогично (9,13) Е 1Е = и'~/тгэ = лгг, где л,, — коэффициент трансформации, то и,=л,,иэ, (9.28) т. е.
вторичное напряжение связано с первичным постоянным соотноше. нием. Следовательно, измерив низкое напряжение (Гэ, можно определить первичное высокое напряжение Ц . При выбранных положительных направлениях напряжений (рис. 9.31), одинаковых относительно одноименных выводов трансфор. матора, фазы вторичного и первичного напряжений должны совпадать.
Следовательно, соединение обмоток ТН выполняется согласно группе 0 (з 9.11), вьюоды обмоток имеют разметку А — Х, а — х. Равенство фаэ напряжений ТН и цепей измерительных приборов достигается соот. ветствуюшим соединением выводов вторичной обмотки и выводов приборов. Г'равильная передача фазы важна, конечно, не для вольтметра, а лля ваттметра и счетчика.
Вторичное номинальное напряжение большинства ТН имеет одно и то же стандартное значение 100 В, Отношение первишого напряжения к вторичному было бы строго постоянным, если бы падения напряжения на обмотках ТН бьши равны нулю. В действительности эти падения напряжения вызывают неточности в измерении напряжений — погрешность напряжения — и в передаче фазы — угловую погрешность Погрешность напряжения, выражаемая в процентах, есть погрешность в измерении первичного напряжения, отнесенная к действительному значению этого напряжения; где (/ и Ц вЂ” измеренное и действительное первичные напряжения.
гяэм Угловая погрешность определяется как угол б между векторами И вторичного и первичного напряжений на векторной диаграмме 231 Рис. 9.32 Рис. 9 33 (рис. 9.32), подобной диаграмме на рис. 9.!2. Она измеряется в минутах и считается положительной, если вектор вторичного напряжения опережает вектор первичного напряжения. Для напряжений до 6 кВ П! изготовляются сухими с естественным воздушным охлаждением, для напряжений от 6 кВ и вьппе применяются масляные ТН, Трзнсформзторы напряжения часто изготовляются и трехфазными.
На рис 9 ЗЗ приведен общий вид трехфазного ТН. Б, Трансформатор тока, Трансформатор токо (ТТ) со стороны первичной обмотки включается как амперметр, т, е. последовательно с контролируемым объектом (рис. 9.34, а), а его вторичная обмотка замыкается непосредственно через амперметр и цепи тока других измерительных приборов. При отключении измерительных приборов вторичную обмотку ТТ необходимо замкнуть ключом К (рис. 9.34, б). Суммарное сопротивление амперснстрз и цепей тока измерительных приборов мало (обычно меньше 2 Ом), поэтому ТТ рабогает в условиях, близких к режиму короткого замыкания трансформатора.
Напряжение вторичной обмотки ТТ определяется падением напряжения на относительно малом сопротивлении цепей измерительных и соединительных проводов !обычно ! — !2 В). Чалому напряжению втори пюй обмотки соптветствует мююе значение ЭДС Г,, а следовательно, и малое анас!е3сие магнитного потокз в магнитопроводе ТТ: (9.29) Ет = 4,44Уи'гфи,. 232 Для возбуждения такого магнитного потока нужна незначительная МДС ж,1, поэтому в уравнении !х' (~ж, =lтжз + У ж, 1» (9,30) этой величиной можно пренебречь и считать ~1 3~! ~2 3" 2 /, = (юэ/3г, )1т = лэ 3(з.
(9.31) Следовательно, первичный ток может быль определен умножением вторичного тока на постоянный коэффициент трансформации лт,. Таким образом, включение ТТ дает возможность определить ток в цепях ВН на основании измерения небольнюго тока с соблюдением мер б зопасности. Кроме того, ТТ часто применяется для измерения больших токов в установках с напряжением ниже 1000 В, При правильном соединении выводов ТТ и выводов цепей измерительных приборов ток в измерительных приборах и ток в первичной обмотке ТТ совпадают по фазе.
Если амперметр предназначен для постоянной работы с определенным ТТ, то на его шкале наносятся непосредственно значения первичного тока Вторичный номинальный ток у всех ТТ имеет одно и то же стандартное значение 5 А (в некоторых специальных случаях 1 А). Рис 9 34 333 Отношение токов ТТ нс стра!о постоянно из-за влияния МЛС 1 и,, !х которая выше не у атывзлзсь. Это влияние приводит к неточности в измерении тока — и! грсшпосгп гока / — и неточ н>стн в передаче ! фазы — угловой погрешности 6 .. Обе зти величины определяются ана/ логично погрешностям ТН.
Первичньа ток ТТ в больцпшстве случаев во много раз больше вторичного, поэтому число витков первичной обмоткч и, невелико во много раз меньше чисэ!з витков вторичной обмо ки и!. При измерении больших токов первичная обмотка выполняется в вице провода, продетого в окно магнитопроводз, Наряжение нз первичной об. мотке ТТ во много раз меньше вторичного напряжения (н, < из), которое равно нескольким вольтзм, следовательно, напряжение на первичной обмотке части равно сопим долям вольта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
