Регулирование напряжения на выходе трансформатора

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора ТМ 6/0,4 при холостом ходе составляет 400 В, когда на первичную обмотку подано 6000 В. При подключении нагрузки потери напряжения в трансформаторе и питающей линии составят 5% (20 В) и напряжение на зажимах электроприемника будет равно номинальному значению 380 В. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора ТМ 35/6,3 при холостом ходе составляет 6300 В, когда на первичную обмотку подано 35000 В.

В питающей линии от трансформатора ТМ 35/6,3 до трансформатора ТМ 6/0,4 и в самом трансформаторе ТМ 35/6,3 потери напряжения составляют 5% (300 В) и на первичную обмотку трансформатора ТМ 6/0,4 поступит напряжение 6000 В (рис. 2.67).

 

 

Рис. 2.67. Схема питания трансформатора ТМ 6/0,4 и электроприемника

 

Если подстанция ТМ 35/6,3 расположена близко к подстанции 6/0,4, то потери напряжения в питающей линии будут минимальные и на первичную обмотку трансформатора ТМ 6/0,4 будет поступать напряжение больше номинального, равного 6000 В, например, 6300 В.

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора ТМ 6/0,4 будет больше 400 В на 5%, т.е. 420 В. На зажимах электроприемника напряжение будет больше номинального, равного 380 В и составит 400 В. Перенапряжение на зажимах электроприемника, например, лампах накаливания приводит к быстрому выходу из строя (перегорают).

Если подстанция 35/6,3 расположена далеко от подстанции 6/0,4, то потери напряжения в питающей линии будут максимальные и на первичную обмотку трансформатора ТМ 6/0,4 будет поступать напряжение меньше номинального, равного 6000 В, например, 5700 В (что на 5% меньше 6000 В). Напряжении е на вторичной обмотке трансформатора ТМ 6/0,4 будет меньше 400 В на 5%, т.е. 380 В. Напряжение на зажимах электроприемника будет меньше номинального 380 В и составит 360 В. Пониженное напряжение на зажимах асинхронных электродвигателей ведет к снижению вращающего момента и повышенному нагреву. Необходимо сделать так, чтобы когда напряжение на первичной обмотке трансформатора ТМ 6/0,4 больше номинального, или когда оно меньше номинального напряжения на вторичной обмотке, оно было равно 400 В. С этой целью в трансформаторе ТМ 6/0,4 на стороне ВН первичной обмотки имеется основная и дополнительные отпайки.

Основная отпайка соответствует номинальному напряжению 6000 В и номинальному коэффициенту трансформации (рис. 2.68).

Рис. 2.68. Ответвления от первичной обмотки трансформатора

Если =6000 В, переключатель П находится в среднем положении на основной отпайке и напряжение =400 В при холостом ходе.

Коэффициент трансформации .

,

где – число витков первичной обмотки; – число витков вторичной обмотки.

Если =6,300 В, то необходимо увеличить коэффициент К.

Из соотношения необходимо увеличить число витков . Переключатель П устанавливается в положение +5%.

Если =5700 В, то необходимо уменьшить коэффициент К, т.е. уменьшить число витков . Переключатель П устанавливается в положение -5% и вторичное напряжение, равное станет равно 400 В.

Переключение ответвлений производится только после отключения трансформатора от сети и называется «переключение ответвлений обмоток без возбуждения (ПБВ)».

Более совершенным является регулирование под нагрузкой (РПН), осуществляемое без разрыва цепи. Переключатель помещается в общем баке трансформатора над магнитопроводом и приводится в действие электродвигателем. В комплект РПН входят переключающее устройство и блок автоматического управления приводом.

В табл. 2.18 представлены данные мощностей силовых трансформаторов.

 

Таблица 2.18

Шкала номинальных мощностей силовых трансформаторов

Номинальные мощности, кВ·А	Габариты
					I
					II
					III
					IV

 

Отношения мощностей: 16/10=1,6; 25/16=1,6; 40/25=1,6; 63/40=1,6.

 

Приключательные пункты

 

Приключательный пункт представляет собой высоковольтную ячейку, предназначенную для подключения питания и защиты электрооборудования экскаваторов, драг и других технологических машин открытых горных работ в электрических сетях напряжением 6 и 10 кВ. Внутри ячейки установлены высоковольтные аппараты: разъединитель, вакуумный выключатель, трансформатор тока, измерительный трансформатор напряжения, предохранители. Напряжение 6 кВ от ВЛ-6 через проходные изоляторы в крыше подается на неподвижные контакты разъединителя РВЗ (рис. 2.69, 2.70).

 

Рис. 2.69. Схема включения защит в ЯКНО:

Р – разъединитель; В – выключатель; ТТА, ТТС – трансформаторы тока в фазах

А и С; НОМ-6 – трансформатор напряжения однофазный; 1 – пружина выключателя; 2 – защелка; 3 – катушка напряжения 100 В; 4 – катушка токовая, запитана от ТТ

фазы С; 5 – катушка токовая, запитана от ТТ фазы А; 6 – пружина катушки

напряжения; 7 – контакт реле земляной защиты

 

С 1975 г. изготавливались приключательные пункты с масляными выключателями типа ЯКНО-6(10) (ячейка комплектная наружная одиночная), позднее, с 2000 г. с вакуумным выключателем типа КРУПЭ (комплектное распределительное устройство передвижное экскаваторное).

В настоящее время изготавливается ячейка высоковольтная приключательная типа ЯВП-6 УХЛ1, содержащая автогазовый выключатель нагрузки ВНПР-10/630-2бз с двумя комплектами заземляющих ножей, вакуумный выключатель ВБЭМ-10-12,5/800, трансформатор собственных нужд ОЛС-1,25/6, предохранитель токоограничивающий ПКТ-6-2, ограничитель перенапряжений ОПН-КС-6/4,7. Габаритные размеры 770 х 1425 х 2330 мм. (ширина х глубина х высота). Масса 580 кг. Степень защиты IP-55. Коммутационный ресурс вакуумного выключателя 50 тыс. циклов ВО при номинальном токе 800 А. Изготовитель ЯВП-6/300 компания «Объединенная энергия» г. Москва.

 

Защиты в ЯКНО-6(10)

В ЯКНО имеется 4 вида защит:

– нулевая;

– минимальная;

– максимальная токовая;

– земляная.

Работа нулевой защиты. При включении разъединителя Р измерительный трансформатор напряжения НОМ-6 выдает 100 В и катушка 3 втягивает свой сердечник, сжимая пружину 7 под сердечником. Пока есть напряжение в сети, эта пружина сжата. Если напряжение в сети исчезнет, то пружина выталкивает сердечник из катушки, который ударяет по защелке 2 и взведенная пружина 1 выключателя отключает выключатель В.

Зачем нужно отключать выключатель, когда исчезает напряжение в сети? Если этого не сделать, то при появлении напряжения 6 кВ и включенном выключателе сетевой двигатель начнет вращаться, на генераторах появится напряжение и механизмы подъема, тяги (напора), вращения начнут движение без машиниста, что приведет к их поломке. Такая защита установлена и на двигателях подъемных машин, компрессоров и других механизмов во всем мире.

Работа минимальной защиты. Если напряжение в сети понизится до 0,6 (0,6·6000 = 3600 В), то катушки напряжения 3 не в силах удержать сердечник и пружина его выталкивает, он ударяет по защелке и выключатель отключается.

Зачем нужна эта защита? При уменьшении напряжения в сети ток в обмотке статора сетевого двигателя увеличивается выше номинального значения и двигатель начнет перегреваться и может сгореть. Защита своевременно его отключит.

Работа максимальной токовой защиты. При нормальном режиме работы ток в фазах сети и кабеле равен номинальному и во вторичной обмотке трансформатора (не более 5 А). Токовые катушки слабо втягивают свои сердечники, и они остаются неподвижными. При коротком замыкании в кабеле и в сетевом двигателе ток увеличивается в десятки раз и более, во столько же раз увеличивается ток в токовой обмотке, сердечник резко втягивается, ударяет по защелке и выключатель отключает место короткого замыкания. Время отключения составляет порядка 1 секунды. Если не отключить ток быстро, то возможно загорание поврежденного кабеля.

Работа земляной защиты. От вторичных обмоток трехфазного измерительного трансформатора напряжения типа НТМИ-6 запитываются:

1. Катушка нулевой защиты напряжением 100 В.

2. Реле земляной защиты РЗЗ.

При нормальном режиме (нет обрыва ни одной фазы сети) напряжение на реле РЗЗ отсутствует. При замыкании какой-либо фазы на землю появляется напряжение на концах вторичной обмотки, соединенной в открытый треугольник, реле РЗЗ включается и размыкает свой контакт в цепи нулей катушки, которая, обесточившись, отключает выключатель.

 

2.13. Контрольные вопросы к главе 2

1. Назначение разъединителя. Почему нельзя отключать нагрузку разъединителем? Процесс образования «взрыва».

2. Конструкция разъединителя для внутренней установки. Основные детали, привод. Расшифруйте РВ-6/400.

3. Конструкция разъединителя для наружной установки. Основные детали, привод. Расшифруйте РЛН-10/600.

4. Конструкция разъединителя с заземляющими ножами. Порядок работы с ним. Блокировка. Условное обозначение разъединителя с заземляющими ножами. Расшифруйте РВЗ-6/600.

5. Условное обозначение трехфазного разъединителя в трехлинейном и однолинейном изображениях с заземляющими ножами и без них.

6. Порядок отключения электроустановки для ремонта.

7. Устройство, принцип действия, назначение и условное обозначение выключателя нагрузки. Расшифровка ВНА-10/630.

8. Устройство и принцип действия масляного выключателя ВМБ-10. Масляные выключатели горшкового типа ВМП-10/630.

9. Устройство и принцип действия воздушных и электромагнитных выключателей.

10. Устройство и принцип действия элегазовых выключателей.

11. Устройство и принцип действия вакуумных выключателей.

12. Устройство однофазного измерительного трансформатора напряжения НОМ-6, НОМ-10, НОМ-35, НОЛ-6.

13. Устройство трехфазного трансформатора напряжения типа НТМИ-6.

14. Приборы и реле, подключаемые к НОМ-6.

15. Устройство трансформатора тока. Схема подключения амперметра. Шкала трансформатора тока 1000/5. Одновитковые и многовитковые трансформаторы тока.

16. Встроенные трансформаторы тока. Условное обозначение трансформатора тока.

17. Устройство, назначение высоковольтных предохранителей. Условное обозначение.

18. Устройство и назначение разрядников трубчатых и подстанционных. Условное обозначение.

19. Устройство и назначение ограничителей напряжений (ОПН). Условное обозначение.

20. Устройство и назначение короткозамыкателей и отделителей. Схема их совместной работы. Условное обозначение.

 

Глава 3. Электрические сети