Книги / 1bryzgalov_v_i_gordon_l_a_gidroelektrostantsii
.pdf
нератора на |
пружинном |
основании. |
Опорная |
поверхность |
||||||||||||||||||||||
виде сегментов покрытых слоем |
баббита |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
> |
ры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ектрической |
энергии |
|
переменного |
тока на |
|
большие |
||||||||||||||||||||
ится на |
|
|
|
|
|
|
|
, что обеспечивает |
снижение |
|||||||||||||||||
|
высоком напряжении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сечение |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
) |
и уменьшает необходимое |
|
||||||||||||||||||
ктропередачи (ЛЭП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 млн. |
кВт |
на |
||||||||||||||
, при передаче электроэнергии мощностью |
||||||||||||||||||||||||||
м необходимо напряжение 500 кВ. |
Преобразование |
|||||||||||||||||||||||||
ектроэнергии одного |
напряжения в другое (повышение |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
дится в |
трансформаторах. Трансформатором |
называют |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, имеющее |
две |
( |
или более |
|||||||||||||
юмагнитное |
устройство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|||||||||
ные обмотки и предназначенное |
для преобразования |
|||||||||||||||||||||||||
I |
электромагнитной индукции одной (первичной |
|
системы |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
тока. |
|||
|
в другую |
(вторичную) систему |
переменного |
|
||||||||||||||||||||||
1Я передачи электроэнергии от |
электростанций |
носят |
||||||||||||||||||||||||
иловые (существуют |
|
|
|
, |
испытательные и |
|||||||||||||||||||||
измерительные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двух |
, |
||||||||||||||
|
трёх- и многофазные трансформаторы, |
а также |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
- |
|||||||||||||||||||||||
чные |
трансформаторы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Простейший силовой |
трансфор |
|||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
|
|
|
|
|
матор состоит |
из |
|
магнитопровода |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
(сердечника), |
выполненного |
|
из |
фер |
¬ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ил |
|
ромагнитного |
материала |
|
|
( |
обычно |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
электротехническая |
листовая |
сталь) и |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
двух |
|
обмоток, |
расположенных |
на |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(рис. 6.18). |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
стержнях магнитопровода |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Магнитопровод |
является |
маг |
¬ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нитной цепью, |
по которой |
замыкается |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
основной магнитный |
поток |
и, |
кроме |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
того, |
он предназначен для |
установки и |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, отводов от обмоток |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
крепления обмоток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
оомагнитная |
переключателей и др. Магнитопровод |
|||||||||||||||||||||||||
имеет |
шихтованную |
(слоеную) |
конст¬ |
|||||||||||||||||||||||
<ьная |
схемы |
|
рукцию (он состоит из тонких |
стальных |
||||||||||||||||||||||
форматора |
|
пластин, покрытых |
с |
двух |
|
сторон |
||||||||||||||||||||
ю; 3 - |
источник |
изолирующим |
лаком с |
целью ослаб |
¬ |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го тока |
|
|
|
ления |
вихревых |
|
|
|
|
, |
наводимых |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
токов |
потоком |
и, |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
переменным магнитным |
||||||||||||||||||||
течивает снижение потерь энергии в трансформаторе). В |
||||||||||||||||||||||||||
ержневого |
типа вертикальные |
стержни, |
на |
|
которых |
|||||||||||||||||||||
ш, сверху и |
снизу замкнуты ярмами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
дна из |
|
обмоток (первичная) присоединена |
к |
источнику |
|||||||||||||||||||||
3) на |
напряжение U |
г |
К другой обмотке (вторичной) |
|||||||||||||||||||||||
1тель |
Z |
|
|
|
|
и |
вторичная обмотки |
не |
имеют |
|||||||||||||||||
' |
. Первичная |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4\ л
-
|
|
|
(гальванической) связи друг с другом и мощность из |
||||||||
электрической |
|
|
|
|
|
|
|
одной |
|||
|
|
|
электромагнитным |
путём; магнитопровод |
|||||||
обмотки |
в другую передаётся |
||||||||||
. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
обеспечивает |
индуктивную связь между обмотками |
|
электромагнитной |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Действие трансформатора основано на явлении |
|||||||||||
|
|
переменного |
|||||||||
индукции. При |
подключении |
первичной обмотки к |
источнику |
||||||||
|
|||||||||||
тока в витках этой обмотки протекает переменный ток ir который создаёт в |
|||||||||||
магнитопроводе |
переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в |
магнипроводе |
|||||||||
вторичной) и |
|||||||||||
этот поток сцепляется с обеими обмотками (первичной и |
|||||||||||
индукцирует
в
них
ЭДС:
- |
|
|
|
|
|
: |
в первичной обмотке ЭДС самоиндукции |
||||||
е |
= |
_ |
"Вг |
) |
- |
|
|
и |
|
|
|||
' |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
во |
вторичной обмотке ЭДС |
взаимоиндукции |
|||
|
||||||
(613)
(6Л4)
где |
w, и |
трансформатора |
|
|
. |
w
2
-
число
витков
в
первичной
и
вторичной
обмотках
При подключении |
|
нагрузки |
|
ZH |
: |
выводам |
|
вторичной |
обмотки |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ток ip |
а |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
цепи этой обмотки создаётся |
|||||||||||||||||||||||||
трансформатора |
под |
действием ЭДС е |
в |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
напряжение |
Ur |
|
В |
||||||||||
на выводах |
вторичной |
обмотки |
устанавливается |
|
||||||||||||||||||||||||
|
U |
|
< |
Uf |
. |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
U |
|
> U |
|
а в |
понижающих |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
повышающих |
трансформаторах |
|
р |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, что ЭДС е |
и |
е , наводимые |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
) и |
(6.14) |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Из выражений (6.13 |
видно |
|
; |
|
|
2 |
|
|
|
разного |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
, |
отличаются |
друг от друга |
лишь за счёт |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
обмотках трансформатора |
|
, поэтому, |
применяя |
обмотки с |
требуемым |
|||||||||||||||||||||||
числа витков w |
и w |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
2 |
в обмотках |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
|||||||||
|
|
{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
соотношением |
витков, принципиально можно изготовить |
трансформатор |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
любое
отношение
напряжений.
Отношение числа |
витков |
||
. |
|||
|
|
||
холостом |
ходе трансформатора |
||
|
|
||
обмоток
равно
отношению
напряжений
при
|
|
|
|
, |
подключенная |
к сети с более |
||
Обмотка с большим числом витков |
высшего напряжения (ВН), а |
|||||||
|
, называется |
обмоткой |
||||||
высоким напряжением |
|
|
, подключенная к |
источнику или сети с |
||||
|
|
|
|
|||||
обмотка с меньшим числом витков |
|
|
|
|
||||
меньшим напряжением |
— |
обмоткой низшего напряжения (НН). |
В |
|||||
трехобмоточном |
трансформаторе |
имеются |
три обмотки: ВН, НН и СН |
- |
||||
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||
обмотка
среднего
напряжения
.
Отношение |
ЭДС обмотки высшего |
напряжения |
к ЭДС |
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
напряжения называют |
трансформации |
|||
|
коэффициентом |
|
|
|
обмотки
низшего
ным
|
рттг |
|
|
|
|
|
|
< |
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
1 5 |
|
||
к |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
||
" |
|
, |
|
|
|
с некоторым допущением принимаютрав |
|||||
|
|
расчётах |
К |
|
|||||||
При практических |
тр |
||||||||||
|
|
|
|
тр = UlmM |
/ С/ . |
||||||
отношению номинальных напряжений обмоток ВН и НН: |
К |
||||||||||
|
2нам |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
209 |
|
Г
Трансформатор
в
электрических
графических
схемах
обозначается
символами:
-
двухобмоточный
и
-
трехобмоточный
,
а
на
принци
¬
пиальных
электрических
схемах
трансформатор
обозначают
как
на
рис.
6.186.
|
Конструктивно |
трансформаторы |
делят на |
масляные |
и сухие. |
В |
|||||||||||||||||||||||||||||
масляных |
трансформаторах активная часть (обмотки |
и магнитопроводы |
) |
||||||||||||||||||||||||||||||||
помещается |
в |
бак, заполненный трансформаторным |
(изоляционным) |
маслом, |
|||||||||||||||||||||||||||||||
которое у |
мощных трансформаторов охлаждается |
специальной |
прину¬ |
||||||||||||||||||||||||||||||||
дительной |
системой |
|
охлаждения. |
|
Наличие |
трансформаторного |
масла |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
, так |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
обеспечивает |
|
более надёжную работу |
высоковольтных |
трансформаторов |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, чем воздуха. |
Активная |
часть |
||||||||||||||||||
как электрическая прочность масла |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
намного выше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
сухих трансформаторов |
охлаждается непосредственно окружающим воздухом. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
охлаждение интенсивнее |
|
|
|
, поэтому габариты |
и вес |
||||||||||||||||||||||||||||
Масляное |
воздушного |
|
|
|
|
|
|
|
|
такой |
же |
||||||||||||||||||||||||
масляных |
трансформаторов меньше, |
чем у сухих трансформаторов |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
мощности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к изоляционным |
||||||||||||
|
С ростом |
мощности трансформаторов требование |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
Так, впервые |
на Красноярской |
ГЭС |
были |
введены |
||||||||||||||||||||
маслам ужесточается |
|
|
|
|
количественного |
влагосодержания |
и |
||||||||||||||||||||||||||||
требования |
|
|
по |
определению |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вызвало необходимость в |
создании |
|
специальных |
|||||||||||||||||||||||
газосодержания, что |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
масла и |
||||||||||||||||||||||||||||||
дегазационных |
установок, |
разработки новой технологии подготовки |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для трансформаторов Саяно- |
|||||||||||||||||||||||
новых |
методов контроля его качества. Так, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Шушенской |
|
|
ГЭС |
готовность |
масла |
для |
заливки |
|
определяется |
|
по |
||||||||||||||||||||||||
влагосодержанию |
|
не |
|
более |
0,992% при температуре |
масла |
|
|
|
|
, |
по |
|||||||||||||||||||||||
|
|
+20°С |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
газосодержанию |
не более 1% |
по объёму. |
|
|
|
|
масла при |
изменении |
|||||||||||||||||||||||||||
|
Для компенсации увеличивающегося |
объёма |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
температуры, |
а также |
для |
защиты масла от окисления и |
увлажнения |
при |
||||||||||||||||||||||||||||||
контакте |
с |
|
воздухом |
в |
трансформаторах |
применяют |
расширители |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
представляющие |
собой |
цилиндрическую ёмкость, которая |
устанавливается |
на |
|||||||||||||||||||||||||||||||
крышке бака и |
сообщается с ним. Благодаря расширителю бак всегда |
заполнен |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
, |
изменения |
его уровня |
происходят в пределах |
расширителя. В |
||||||||||||||||||||||||||||||
маслом а |
|
|
|
|
|
|
|
масла |
в расширителе |
укладывается |
|||||||||||||||||||||||||
крупных трансформаторах на поверхность |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
гибкая плёнка, |
плотно |
примыкающая |
к стенкам, обеспечивая |
герметичность |
|||||||||||||||||||||||||||||||
объёма масла |
относительно объёма |
расширителя, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
||||||||||||||||||
заполненного воздухом |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
плёнки не |
препятствует |
изменению |
уровня масла |
в расширителе |
|||||||||||||||||||||||||||
эластичность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||
|
|
|
конструкциях с |
той |
же |
целью |
вытеснения |
воздуха |
и |
||||||||||||||||||||||||||
В некоторых |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
существенного |
повышения защиты масла |
от окисления и |
увлажнения |
объём |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
В трансформаторах, |
где |
не |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
расширителя |
|
над маслом заполняется азотом |
расширителе |
сообщается с |
|||||||||||||||||||||||||||||||
применяется |
|
азотная защита, объём |
воздуха |
в |
|||||||||||||||||||||||||||||||
атмосферным |
|
воздухом через |
специальный силикагелевый фильтр |
(фильтр |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
02 |
, поглощающим влагу). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
с адсорбентом |
Si |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
1000
Во избежание |
|
кВ А и более |
на |
|
|
повреждения баков |
трансформаторов |
мощностью |
|
них устраивается выхлопная труба, нижний |
конец |
||
|
|||
210
которой
сообщается
с
баком,
а
на
верхнем
конце
к
фланцу
трубы
прикрепляется
стеклянный диск.
бурно выделяться
При аварии с трансформатором, когда в газы, в результате чего резко увеличится
период КЗ могут давление в баке,
превышающее
допустимое
,
стеклянный
диск
лопнет
и
предотвратит
разрушение
бака.
В
трубопровод,
соединяющий
бак
масляного
трансформатора
с
расширителем встраивается газовое реле, которое контролирует |
выделение |
|
газов и выдает импульс при их появлении |
на отключение всех обмоток |
|
трансформатора
от
электрической
сети
и
источников
энергии.
На крышке бака трансформатора |
устанавливаются |
||
соединения его обмоток с |
внешней электрической сетью, а |
||
источниками электроэнергии |
|
. |
|
- |
генераторами |
|
|
|
|
|
|
вводы на ГЭС
для и с
Высоковольтный ввод-
изолятора, содержащая в себе
внешней изоляции (рис. 6.19).
это многоэлементная конструкция |
проходного |
самостоятельные элементы внутренней и |
|
В качестве внешней изоляции служат покрышки. Между покрышками расположена
верхняя и нижняя фарфоровые
соединительная металлическая
втулка,
с
помощью
которой
ввод
крепится
к
крышке
бака
трансформатора.
На |
соединительной |
втулке |
имеется |
измерительный вывод или специальный вывод |
|||
изолированный |
от |
неё |
у вводов с измерительным |
||
конденсатором с целью подключения напряжения (ПИН), а также для контроля
приспособления качества изоляции.
для
измерения
Герметичность
вводов
обеспечивается
применением
в
местах
механического резины.
контакта
различных
его
деталей
прокладок
из
маслостойкой
Связующим элементом, соединяющим детали
является токоведущая медная или |
латунная труба, на |
части помещаются специальные |
стягивающие все |
ввода в единое целое, |
|
которой в |
верхней её |
элементы |
пружины. |
Одновременно
пружины
компенсируют
разницу
в
значениях
температурных
коэффициентов
линейного
расширения,
соединяемых
в
единое
целое
элементов
конструкции
ввода.
На |
токоведущую |
конденсаторного типа, в |
|
трубу которой
наматывается |
внутренняя |
тонкие диэлектрические слои |
|
изоляция последо¬
вательно качестве
чередуются с проводящими или полупроводящими обкладками. В диэлектрических слоёв используется маслопропитанная бумажная,
склеенная
смолой
(
твердая
)
изоляция.
Свободное
пространство
внутри
ввода
заполняется
изоляционным
маслом.
Для
температурной
компенсации
увеличивающегося
объёма
масла
применяются
либо
внутренние
компенсаторы
сильфонного
типа
,
распола
¬
гающиеся внутри верхнего экрана ввода, либо выносные,
давления, имеющие внутри объёмные сильфонные диски.
внешние
бачки
211
\
$
?
в
0544
S
2
У |
2 |
|
-s-
а)
ОWOO |
|
О OiOО |
|
I |
|
т |
2 |
; |
|
**-
5
I
- |
- |
1 |
|
-1- - |
|||
|
- |
! - |
' |
• |
|
|
б) |
3
3 в
./О |
|
йл |
) |
|
|
Рис. 6.19 |
а) схема высоковольтного |
трансформаторного |
||||
маслонаполненного |
ввода с внутренней |
бумажно |
-масляной |
изоляцией |
||
|
||||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
3
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
; 2 |
- нижняя |
фарфоровая |
покрышка |
||||||
1 |
- верхняя |
фарфоровая |
покрышка |
|
маслом; 5 |
- соединительная |
втулка: |
|||||||||
бумажная |
изоляция: 4 |
- объём, |
заполненный |
|||||||||||||
; 8 |
- расширительный |
бак |
|
|||||||||||||
|
6 |
- токоведущая труба: 7 |
|
|
|
|||||||||||
|
- верхний экран |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
б)
разрез
верхней
части
высоковольтного
ввода
с
выносным
бачком
давления
1
-
клемма контактная; 2 |
- |
фланец с упором; 3 - защитный |
колпак; 4 - |
вспомогательная |
|||||||||
|
- верхняя |
фарфоровая |
|||||||||||
защитная |
мембрана; 5 |
- |
уплотняющий |
упорный |
элемент; 6 |
||||||||
|
натяг; |
||||||||||||
|
|
медная труба; 8 |
- болт, |
регулирующий |
|||||||||
покрышка; 7 - токоведущая |
|||||||||||||
|
|
упор пружины |
|||||||||||
|
|
11 - нижний |
|||||||||||
9 - верхний упор пружины; 10 - |
; |
||||||||||||
пружина |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
212
|
Я |
- |
|
й |
|
L |
А |
|
|
» |
|
|
|
|
|
з |
|
5
**
:2
IF
£
К
4
8
>• |
4! |
" |
|
1
м2
Puc.
6.20
Гоуппа
главных
однофазных повысительных
Саяно-Шушенской ГЭС
трансформаторов
1 4
- -
|
; |
2 |
- ввод 500 |
бак трансформатора |
|
||
расширитель; 5 |
- компенсирующий |
||
кВ; 3 - токопроводы присоединения к генераторам; бачок давления ввода; 6 - противопожарные стены
|
На рис. 6.20 |
представлена группа главных однофазных повысительных |
||||||||||||||||
|
|
|
Шушенской |
ГЭС. Низшее напряжение |
15,75 кВ, высшее |
|||||||||||||
трансформаторов Саяно- |
|
533 MB A. Тип |
|
ОРНЦ, гае |
О |
|
однофазный |
|||||||||||
- |
500 кВ, мощность одной фазы |
- |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
, |
- с |
направленным потоком |
циркуляции масла, |
|||||||||||
расщепленная обмотка НН Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ц - принудительная циркуляция масла через водяной охладитель. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
При проектировании ГЭС и ГАЭС прежде всего решается |
вопрос |
о |
|||||||||||||||
первой ступени |
|
|
, |
исходя |
из |
требований |
энергосистемы. Выбор |
|||||||||||
трансформации |
|
|
|
|
|
важнейших задач. |
|
|
||||||||||
числа и типа трансформаторов является |
одной из |
|
|
|||||||||||||||
|
В определенных |
условиях |
возможно |
присоединение |
нескольких |
|||||||||||||
генераторов к одному повышающему трансформатору. |
Такое присоединение |
|||||||||||||||||
называется укрупнённым блоком. |
На рис. 6.21 |
показаны |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трансформаторные |
||||||
группы (поз. 2, каждая из трёх |
однофазных трансформаторов), к |
каждому |
||||||||||||||||
укрупненному блоку присоединено два |
генератора, т.е. образовался |
блочный |
||||||||||||||||
трансформатор |
мощностью 1599 MB A. |
|
|
|
|
|
|
на подстанциях |
|
|||||||||
|
Автотрансформаторы, как правило, используются |
в |
||||||||||||||||
электрических |
сетях |
(электрические |
установки |
|
|
принимающие |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
, |
распределяющие и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, преобразуя её с |
||||||
выдающие электроэнергию потребителям |
|
|
|
|
||||||||||||||
одного напряжения |
на другое). Их основное назначение |
в том, что они обычно |
||||||||||||||||
призваны обеспечивать связь двух повышенных напряжений |
на подстанциях. |
|||||||||||||||||
213
вл
/
11 I
вл
тгт
|
|
ц |
|
7 |
\ |
\ |
|
|
|||
4 |
|
J |
|
7 |
> |
||
|
|||
|
|
~!
j |
|
] |
} |
V |
|
вл вл
^-1
J |
\ |
I |
||
|
) |
А |
||
] |
|
|||
0 |
||||
|
|
{ |
|
|
и |
|
|||
' |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
3
|
|
|
|
e - - |
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
« gz5 |
|
|
-gzS- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
o n |
|
|||||||
|
|
|
|
^ |
] |
|
p |
|
|
[ |
" |
j |
|[ |
M |
|
|
j |
||
|
’ |
|
|
|
|
||||
' |
fc |
Щ |
li |
|
|
L5J |
|||
|
|
|
|
|
|
Щ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
-gH |
|
|
|
|
*-Ф- |
|
|
|
* -j |
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
-gz5 |
|
|
o |
n |
||||||||
|
A |
||||||||||
| |
^ |
|
|
|
|
^ |
|
|
|
||
r |
|
jlj |
|
' |
|
|
' |
|
' |
|
{ |
|
|
J4i |
[ |
|
I |
[ |
] [ |
] |
Ji |
||
|
4J |
li |
& 14 |
||||||||
[ |
|
|
|
] |
|
|
|
] |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
Puc.
6.21
Структурная схема первичных |
электрических |
|
соединений Саяно-Шушенской |
ГЭС |
|
|
||
(главных
силовых
)
; 2 |
- |
трансформаторная группа из трёх однофазных |
масляных |
||||||
1 - генератор |
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
трансформаторов; 3 - выключатель нагрузки (КАГ см. |
|
|
|||||||
ниже) генератора |
|||||||||
4 - высоковольтный воздушный выключатель |
500 кВ; 5 |
- отпаечный |
сухой |
||||||
трансформатор собственных нужд агрегата; 6 |
- трансформатор (масляный) |
||||||||
общестанционных потребителей собственных |
нужд |
с устройством регулирования |
|||||||
напряжения под нагрузкой); 7 - разъединитель |
500 |
|
; 8 |
- ограничители перенапряжения |
|||||
|
кВ |
|
|
|
|
||||
ОПНИ (см. ниже); 9 - трансформатор напряжения |
(измерительный); 10 - реактор линии |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
); |
электропередачи (см. ниже); 11 - сборные шины ОРУ-500 кВ (см. ниже |
|||||||||
ВЛ
-
воздушная
линия
электропередачи
Автотрансформаторы отличаются от трансформаторов |
|
помимо магнитной связи между обмотками имеется ещё и |
|
(гальваническая) связь. На преобразование |
напряжения |
тем, |
что у них |
электрическая |
|
при |
помощи |
автотрансформатора (электротехническая
затрачивается |
меньше |
активных |
материалов |
|||
сталь, медь), |
чем на такое |
же |
преобразование |
, |
||
|
|
. По расходу |
активных |
материалов |
осуществляемое при помощи трансформатора |
|
|
||
и снижению потерь энергии применение автотрансформатора тем выгоднее, чем |
||||
меньше напряжение ВН отличаетсяот напряжения ПН. Наиболее целесообразно |
||||
применение автотрансформаторов с коэффициентом трансформации Ктр < 2. |
||||
|
напряжениях 150 750 |
кВ взамен |
|
|
При |
- |
трёхобмоточных трансформаторов |
||
|
|
, у которых |
||
на подстанциях могут применяться силовые автотрансформаторы |
||||
обмотка СН берётся ответвлением от части обмотки ВН. |
|
|
||
Подстанции |
проектируются |
территориально распределяются |
|
|
в |
в составе электрической |
сети |
и |
||
энергосистеме так, |
чтобы |
наиболее |
||
214
эффективно обеспечить характер, на одном или
, учитывая их разный |
|
электроснабжение потребителей |
подстанции |
. Существуют |
|
нескольких напряжениях |
|
повысительные
и
понизительные
.
6.4.
Электрические
аппараты
-
выключатели,
разъединители,
реакторы
,
реле,
измерительные
трансформаторы,
аккумуляторные
батареи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электрическими аппаратами (ЭА) называются электрические устройства |
|||||||||
для управления потоками электроэнергии и информации, режимами работы, |
|||||||||
контроля |
и защиты технических систем |
и |
их компонентов |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
. Электрические |
||
аппараты |
в зависимости от элементной базы |
и принципа действия |
разделяются |
||||||
йа две группы: электромеханические и статические ЭА |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
Основным признаком |
электромеханических |
ЭА является наличие в них |
|||||||
|
|
из подвижных частей является |
|||||||
подвижных частей. У многих ЭА одной |
|||||||||
контактная система, |
осуществляющая |
коммутацию электрической |
цепи |
||||||
|
|
|
|
|
, |
||||
(коммутация - изменение соединений в |
|
|
|
|
|
||||
электрических цепях: включение |
|||||||||
отключение и переключение их отдельных частей |
|
|
). |
|
|||||
при помощи ЭА |
|
||||||||
Статические аппараты выполняются |
на основе электронных |
компонентов |
|||||||
(диодов, тиристоров, транзисторов и др.), а также управляемых |
электромагнитных |
||||||||
|
|
|
, дросселей |
насыщения и др.). |
|
|
|||
устройств (магнитных усилителей |
|
|
|
|
|
|
|||
Существуют |
также |
гибридные |
ЭА, |
комбинацию электромеханических и статических |
|||
представляющие ЭА.
собой
В |
основе |
функционирования большинства видов ЭА лежат процессы |
||||||||||||||||||
коммутации электрических цепей. |
К таким ЭА относятся: |
автоматические |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
, |
|
выключатели, |
|
, |
реле, кнопки |
управления |
тумблеры |
|||||||||||||||
контакторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
переключатели, предохранители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Другую многочисленную |
группу ЭА, предназначенных для управления |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
режимами работы и защиты электротехнических систем и компонентов |
||||||||||||||||||||
составляют регуляторы и стабилизаторы |
параметров |
электрической |
энергии |
|||||||||||||||||
(тока, напряжения, мощности |
и |
частоты), |
а также |
ограничители |
||||||||||||||||
перенапряжений и сверхтоков. ЭА этой |
|
группы функционируют на основе |
||||||||||||||||||
непрерывного или импульсного изменения |
проводимости |
электрических цепей. |
||||||||||||||||||
|
|
силовых |
полупроводниковых |
, |
||||||||||||||||
Обычно |
они |
выполняются |
|
на |
базе |
|
||||||||||||||
электромагнитных и других видов нелинейных элементов. |
|
|
, имеющих |
|||||||||||||||||
Традиционно к ЭА также |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
относят различные виды датчиков |
|
|
, |
|||||||||||||||||
законченное конструктивное исполнение. Назначением большинства датчиков |
||||||||||||||||||||
относящихся к ЭА, является |
преобразование |
параметров различных по природе |
||||||||||||||||||
физических величин в электрические |
сигналы информационного |
характера |
||||||||||||||||||
датчиков |
||||||||||||||||||||
(механические |
|
, |
расход |
воды и т.п.). |
В |
качестве |
||||||||||||||
напряжения |
используются маломощные трансформаторы |
|||||||||||||||||||
электрических величин широко |
||||||||||||||||||||
тока и |
напряжения, называемые в |
|
этом |
случае |
измерительными |
|||||||||||||||
трансформаторами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
215
Не |
существует |
|
электрической |
энергии, |
|
|
||
ни где
одной области, связанной
бы не применялись ЭА.
с
использованием
На ГЭС |
включение и отключение генераторов, ЛЭП, переключения |
в |
|||||||||||||||||||||||||||||||
главных |
электрических |
цепях осуществляется исключительно |
высоковольтными |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
При этом в состав электрооборудования |
ГЭС |
|||||||||||||||||||||||||
автоматическими |
выключателями. |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
устройств |
входят |
различные |
виды |
|
нелинейных |
|||||||||||||||||||||||||
и распределительных |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
(ОПН, ОПНИ), токоограничивающих |
|||||||||||||||||||||||||||
ограничителей |
|
перенапряжения |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
снижения аварийных |
воздействий |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
реакторов, |
служащих для |
|||||||||||||||||||||||||||||
компенсирующих |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
а |
также |
для |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
воздействиями |
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
, |
|
вызванных КЗ и |
грозовых разрядов |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
и их последствий |
|
|
|
|
мощности |
|
|
. |
Кроме |
|
того |
, |
|
в |
|
состав |
|||||||||||||||||
компенсации |
зарядной |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
ЛЭП |
|
|
|
разъединители |
|
||||||||||||||||||||||||||||
электрооборудования |
|
ГЭС |
|
|
входят |
многочисленные |
|
, |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высоковольтные |
|
измерительные |
|||||||||||||||||||||
высоковольтные |
|
предохранители |
, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
и |
тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
трансформаторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
контакторов |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
автоматических |
выключателей |
||||||||||||||||||||||||
Управление состоянием |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
командоаппаратами |
пунктов |
|||||||||||||||||||||||||
осуществляется |
|
различными |
видами реле |
и |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
управления
.
Совокупность |
|
релейной |
защиты. |
|
|
различных
типов
реле
лежит
также
в
основе
систем
Классификация
электрических
аппаратов
может
быть
проведена
по
разным признакам, например |
|
|||
|
|
|
: |
до 1000 |
- |
|
: низкого ( |
||
по напряжению |
; |
|
||
|
киловольт |
) напряжения |
|
|
- |
по назначению тока: слаботочные |
|||
В) и |
высокого (от единиц до тысяч |
||
(до 5 |
А) и сильноточные (от 5 |
А |
до |
|
|||
- -
- -
сотен килоампер); |
, |
|
|
; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
по |
: постоянного переменного |
|
|
|
|||||||
роду тока |
|
|
|
|
|
|
|
Гц |
|
и повышенной |
|
по |
частоте источника питания: с нормальной (до 50 |
) |
|||||||||
(от 400 Гц до |
10 кГц) частотой |
; |
|
коммутирующие, |
|
измеряющие |
|||||
по |
роду выполняемых |
функций: |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
по току |
|
|
|
|
|
|
; |
ограничивающие |
или напряжению, стабилизирующие |
||||||||||
по |
исполнению |
коммутирующего |
органа: контактные и |
бесконтактные |
|||||||
|
, бездуговые. |
|
|
|
|||||||
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, синхронные |
|
|
|
|||||
(статические |
, гибридные |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Многообразие |
видов |
|
классификации |
определяется |
областями |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
управления |
|||||||||
применения |
: в |
схемах автоматического и неавтоматического |
|||||||||||||
|
|
|
|
оборудования |
; в |
устройствах |
автоматического |
||||||||
различного |
электротехнического |
||||||||||||||
|
распределения |
||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
, стабилизации |
, контроля и измерения систем |
|||||||||||||
|
|
||||||||||||||
регулирования |
энергии и электроснабжения |
предприятий |
, |
связанных |
с |
||||||||||
электрической |
|||||||||||||||
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
использованием
электрической
энергии
.
|
По функциональному признаку ЭА высокого |
напряжения |
|||
следующие |
виды: |
аппараты (выключатели, |
выключатели |
||
|
|||||
- |
коммутационные |
||||
|
|
); |
|
|
|
|
разъединители |
|
|
|
|
делятся на
нагрузки,
216
- -
-
|
|
|
|
|
, делители |
||
измерительные аппараты (трансформаторы тока и напряжения |
|
|
|||||
; |
|
|
|
|
|
|
|
напряжения) |
|
|
|
|
, разрядники, |
||
|
|
|
|
|
|||
ограничивающие |
аппараты (предохранители |
, реакторы |
|
|
|||
|
перенапряжений |
); |
|
|
|
|
|
нелинейные ограничители |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
неуправляемые |
шунти |
|
||
компенсирующие |
аппараты (управляемые |
и |
¬ |
||||
); |
|
|
|
|
|
|
|
рующие реакторы |
|
|
|
|
|
|
|
-
комплектные
распределительные
устройства
(
КРУ
).
Главными |
коммутационными аппаратами тока на гидростанциях |
|||||||||
являются выключатели высокого напряжения (высоковольтные - ВВ), |
||||||||||
которые служат |
для |
включения |
генераторов |
и |
высоковольтных ЛЭП, |
|||||
|
|
|
отходящих |
от |
|
, а |
также |
от |
|
|
6 |
|
|
ГЭС |
|
¬ |
|||||
|
|
ключения |
их |
и |
других |
элементов |
||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
электростанции |
под |
|||
|
|
|
электроустановок |
|||||||
|
|
|
|
замыканиях. |
||||||
|
|
|
нагрузкой |
и при коротких |
||||||
|
|
|
Выключатели |
выбирают |
по отклю |
¬ |
||||
|
|
|
чающей способности в режиме КЗ с |
|||||||
учётом значений десятков
наибольших |
возможных |
|
тока |
КЗ (до |
нескольких |
тысяч |
|
. 6.22 и |
ампер). На рис |
||
6.23 представлены внешний вид полюса |
||
воздушного |
выключателя типа ВВБ и |
|
выключатель на ОРУ-500 кВ Саяно- |
||
Шушенской |
ГЭС |
типа ВВБК-500А |
(воздушный |
выключатель баковый (Б), |
|
крупномодульный |
(К), арктического |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
||
|
|
|
2 |
О |
|||||
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6.22 |
Полюс |
воздушного |
|||||
|
|
ВВБ-220-12 |
|||||||
|
|
выключателя |
|||||||
1 |
-цоколь; 2 |
- основание; |
3 - изолятор; |
||||||
|
4 |
- нижняя |
дугогасительная камера; |
||||||
|
|
5- токоведущая перемычка; |
|||||||
|
|
6 |
|
|
; 7 |
- |
верхняя |
||
|
|
- конденсатор |
|
|
|||||
|
|
в |
дугогасительная |
|
камера; |
||||
|
|
- промежуточный |
изолятор |
||||||
|
|
|
|
||||||
исполнения |
( |
|
) - бак |
из |
нержавеющей |
||||||||||||
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
стали). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выключатели |
большой |
|
мощ¬ |
||||||||||||||
ности |
устанавливаются |
в |
цепях |
||||||||||||||
присоединения |
генераторов |
к |
транс |
¬ |
|||||||||||||
форматорам и |
в |
присоединениях |
ЛЭП в |
||||||||||||||
распределительных |
устройствах |
. |
С |
||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
целью |
сохранения |
устойчивости |
|||||||||||||||
параллельной |
работы |
энергосистемы |
и |
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
бесперебойного |
питания |
потребителей |
|||||||||||||||
электроэнергии |
КЗ |
должны |
|
от¬ |
|||||||||||||
можно |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||||
ключаться |
|
как |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
быстрее |
||||||||||||||||
Выключатели |
|
должны |
при |
|
|
этом |
|||||||||||
обладать высокой |
|
|
|
|
|
|
, они |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
надёжностью |
|
|
|
|||||||
должны |
быть |
|
взрыво |
|
и |
пожаро |
|
||||||||||
|
|
|
- |
|
выклю |
¬ |
|||||||||||
безопасными. |
Конструкция |
¬ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чателя |
должна |
обеспечивать |
его |
||||||||||||||
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высокую ремонтопригодность |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
217