ИЭ / 7 сем (станции+реле) / Расписанные билеты Лапидус v.1

Почему нейтраль надо заземлять?

Потому что при ОЗЗ на одной стороне будут перенапряжения на другой стороне. Это плохо. А если нейтраль заземлять, то перенапряжений не будет, но будут больше токи однофазного КЗ, это тоже плохо, поэтому заземление нейтрали – это минус. Потому что однофазное КЗ самое частое и коммутационные аппараты будут быстрее изнашиваться.

Если вдруг нейтраль изолирована у АТ, то при ОЗЗ фазы В на стороне ВН происходит следующая векторная диаграмма.

И так как фазные напряжения у нас считаются как потенциал фазы относительно земли, то напряжения средней стороны фаз А и С стали в 2,7 раза больше (при коэффициенте трансформации равным 2), чем номинальное UСН.

Если нейтраль будет заземлена, то вектора фазы В просто исчезнут, а остальные вектора останутся номинальными.

Ограничение по передачи мощности

Режимы работы АТ

Мы рассматриваем только трёхобмоточные трансформаторы. И конкретный пример.

Связь между числом витков

По итогу получаем

1) Автотрансформаторный режим (обмотка НН служит для обеспечения

Автотрансформаторный режим – номинальный. Все токи номинальные.

Проверим по МДС. МДС – это ток умноженный на число витков.

328*10w – 328*10w = 0. Всё классно, чётко, супер, так как на стороне НН нет токов.

Вывод: в автотрансформаторном режиме АТ способен без перегрузки передавать полную номинальную мощность.

2) Трансформаторный режим а) В →Н

ОО = СН − ПО = 0 − 164 = −164 А < ОО ном

Баланс МДС: 164*10w+164*10w=3280*w. Всё классно.

Вывод: при полной загрузке обмотки НН ни одна из остальных обмоток не загружена полностью.

б) С→Н

ОО = СН − ПО = 328 − 0 = 328 А = ОО ном

Баланс МДС: 328*10w=3280*w. Всё классно.

Вывод: Обмотка ОО нагружена полностью, а ПО вообще не задействована никак.

3) Комбинированный режим

а) В →Н, В →С

Баланс МДС: 328*10w=3280*w. Всё классно.

Вывод: Обмотка ПО нагружена полностью, а ОО вообще не задействована никак. Пропускается полная номинальная мощность.

б) С →Н, С →В

При этом сторону НН нагрузим лишь на 12,5 МВА вместо 62,5, а нагрузку на стороне ВН пример 100 МВА. В итоге будет 112,5 МВА, это 90% от номинальной мощности. Но на самом деле АТ будет на пределе.

ПО = 100000 = 262 А < ВН ном √3 220

СН = 112500 = 590 А < СН ном √3 110

ОО = СН − ПО = 590 − 262 = 328 А = ОО ном

НН = 12500 = 656 А < НН ном √3 11

Баланс МДС: 328*10w – 262*10w ≈ 656*w. Всё классно.

Вывод: Обмотка ОО нагружена полностью, а ПО и НН недогружены. Пропускается мощность меньше номинальной. При увеличении нагрузки на стороне ВН и/или НН ОО перегрузится. То есть АТ не всегда способен пропустить свою полную номинальную мощность.

10. Системы охлаждения трансформаторов (вопрос по итогу не пойдёт в экзамен) Для чего необходимо охлаждать трансформатор

На графике указано, как площадь поверхности бака и тепловые потери мощности зависят от мощности трансформатора. Для малых мощностей, до 1000 кВА, специально охлаждать трансформатор не нужно, потому что потери с ростом мощности растут слабо по сравнению с площадью поверхности бака. А вот потом мы уже должны охлаждать специально.

Причины нагрева:

1)Токи в меди обмоток

2)Магнитный поток в стали магнитопровода

3)Вихревые токи в стали магнитопровода и бака

Последствие нагрева: старение изоляции по 6-тиградусному правилу (что изоляция стареет в 2 раза быстрее при её нагреве наиболее нагретой точки на 6 градусов).

Ниже таблица со всеми возможными охлаждениями

Масло нагревается в активной части (обмотки + магнитопровод) и за счёт конвекции масло поднимается вверх, там оно попадает в радиаторы, там оно охлаждается и его плотность становится меньше, оно падает вниз. И т.д. по кругу. Эти радиаторы очень большие и больше чем бак самого трансформатора.

Система охлаждения Д

При увеличении мощности просто М не хватает. Ставят охлаждения типа Д. Ставятся вентиляторы, которые нагоняют воздух вверх или вдаль от трансформатора.

Требования к системам охлаждения (ПТЭ) на трансформаторах с системой Д:

двигатели вентиляторов должны автоматически:

-включаться при достижении tм = 55°C или номинальной нагрузки независимо от tм

-отключаться при понижении tм = 50°C, если при этом I < Iном.

Системы охлаждения МЦ, ДЦ, Ц

ЦПринудительная циркуляция воды и масла с ненаправленным потоком масла