Понижающие трансформаторы

Понижающие трансформаторы мощностью от 6,3 до 40,5 тыс. кВ-А устанавливают на тяговых подстанциях, которые имеют питающее напряжение 110 кВ и выше. На тяговых подстанциях постоянного тока силовые трансформаторы служат для снижения напряжения до 10 кВ для питания выпрямительных агрегатов и до 35 кВ для питания потребителей окружающего района (в радиусе 15—50 км). На тяговых подстанциях переменного тока трансформаторы понижают напряжение до 27,5 кВ для тяговых РУ и до 10 или 35 кВ для РУ района. В некоторых случаях на подстанциях как постоянного, так и переменного тока вместо напряжения 10 кВ используют напряжение 6 кВ.
Трансформаторы бывают двух обмоточные (с двумя напряжениями — высоким и низким) и трех обмоточные (с тремя напряжениями— высоким, средним и низким). Их номинальная мощность определяется как сумма тяговых и районных нагрузок и соответствует мощности обмотки высокого напряжения. Для тяговых подстанций постоянного тока применяют трансформаторы мощностью 6,3; 10; 16 и 25 MB-А. На тяговых подстанциях переменного тока используют трансформаторы мощностью 16, 25 и 40 MB-А.
Типы трансформаторов обозначают: ТДН, ТДНГ, ТДТН, ТДТНГ, ТДНЖ и ТДТНЖ (первая буква Т— трансформатор, Д — с дутьевым охлаждением, вторая Т — трех обмоточный, Н напряжение регулируется под нагрузкой, Ж — железнодорожный).
Для изменения коэффициента трансформации в пределах ±5% (через 2,5%) трансформаторы на обмотках 35 кВ и выше имеют специальные выводы. Все трансформаторы с первичным напряжением 110 кВ и выше оснащают аппаратурой, позволяющей регулировать под нагрузкой напряжение на высокой стороне в пределах ±16% номинального. Регулирование осуществляют с помощью специальной аппаратуры, встроенной в бак трансформатора, со щита управления автоматически или по системе телеуправления.
На крышке трансформатора кроме основных выводов обмоток (изоляторов) расположены расширитель (для компенсации изменения объема масла от температуры), выхлопная труба (для быстрого отвода газов йри внезапном разложении масла во время аварии) , термометры (для ^контроля температуры верхних, наиболее нагретых слоев масла), кольца (для подъема крышки), люки и лазы (для осмотра внутренних частей трансформатора). Вводы 35, 110 и 220 кВ — маслонаполненные; внутри ввода проходит труба с токопроводом от обмотки, а между этой трубой и фарфором изолятора залито масло. Во фланцы вводов встроены трансформаторы тока для питания обмоток реле защиты; токопровод ввода является первичной обмоткой этих трансформаторов тока. Вводы напряжением 27,5; 10 и 6 кВ не заполнены маслом и трансформаторов тока не имеют.
Между расширителем и баком в соединяющей их трубе помещено газовое реле (ПГ-22), предназначенное для защиты трансформатора от внутренних повреждений, которые могут сопровождаться выделением газов. Это реле срабатывает также при понижении уровня масла в баке (при течи бака).
Трансформаторный бак изготовляют обычно овальным и снабжают радиаторами, по которым циркулирует масло, охлаждающее обмотки и магнитопровод. Для увеличения интенсивности охлаждения на каждом радиаторе устанавливают по два вентилятора, приводимых в действие трехфазными двигателями. При отключенном обдуве нагрузка трансформатора в среднем за сутки не должна превышать 2/3 номинальной. В корпусе бака предусмотрены патрубки для спуска масла и подключения фильтров его очистки.
Трансформатор установлен на тележке, катки которой можно располагать как вдоль, так и поперек его оси симметрии. При расположении катков поперек оси (продольное передвижение) ширина колеи 1520 мм, вдоль оси (поперечное передвижение) —2000 мм; катки имеют реборды.
Характеристики трансформаторов различных типов, применяемых на тяговых подстанциях, приведены в табл. 2.
Магнитопровод и обмотки трансформатора соединены с крышкой бака и могут быть подняты краном вместе с ней. Магнитопровод собран из тонких листов электротехнической стали, изолированных один от другого пленкой шеллака или электротехнической бумагой (в трансформаторах старых типов). Обмотки изготовлены в виде цилиндрических катушек из изолированной меди (круглой или прямоугольной). На стержне магнитопровода обмотки расположены концентрически, причем, как правило, обмотка высокого напряжения является наружной, а низкого — внутренней.
Электрическими параметрами трансформаторов являются номинальное напряжение обмотки, мощность, способность выдерживать перегрузки, а также коэффициент полезного действия и напряжение короткого замыкания.
Величину номинальных перегрузок определяют по специальным кривым, учитывающим допускаемый срок службы трансформатора (20 лет), режим нагрузок до и после перегрузки и некоторые другие факторы. Коэффициент полезного действия учитывает потери энергии в магнитопроводе на гистерезис и токи Фуко, а также на нагрев обмоток. Поэтому потребляемая первичной обмоткой мощность больше мощности, отдаваемой вторичной обмоткой (или при трех обмоточных трансформаторах — двумя вторичными обмотками). Для мощных силовых трансформаторов к. п. д. составляет примерно 98—99%.
Напряжением короткого замыкания называют такое напряжение, которое, будучи приложенным к первичной обмотке при короткозамкнутой вторичной обмотке, создает в трансформаторе номинальные токи. Это напряжение измеряют в процентах от номинального и обозначают «ек». Величина «ен» зависит от мощности, номинального напряжения, конструкции трансформатора и колеблется в пределах 5—18%.
Обмотки трансформаторов на стороне 110 и 220 кВ всегда соединены по схеме звезда с нулевым выводом. Обмотки напряжением 35 кВ обычно также соединены в звезду, но наружного нулевого вывода не имеют. Обмотки напряжением 27,5 и 10 кВ, как правило, соединены в треугольник. у нас на сайте vitams.ru mindray dp 50 по приемлемой цене
Если для всех напряжений тяговых подстанций постоянного тока с равноплечей (симметричной) трехфазной нагрузкой схема соединения обмоток не имеет существенного значения, то обмотки напряжением 27,5 кВ, питающие однофазную тяговую нагрузку на подстанциях переменного тока, соединяют, как правило, в треугольник, что имеет принципиальное значение. Дело в том, что однофазная тяговая нагрузка, подключенная к трехфазной цепи, создает в ней не симметрию токов и напряжений фаз приводит к явлению, которое наблюдается при работе трехфазного двигателя от двух фаз — двигатель перегревается и в конце концов обмотка его сгорает. Разница напряжений на зажимах двигателя в 5—7% вызывает увеличение нагрева обмоток примерно на 15—20%. Поэтому снижению не симметрии напряжений при системе тяги на однофазном переменном токе придается большое значение.
Практически предусматривают два мероприятия, направленных на снижение не симметрии напряжений: соединение тяговой обмотки трансформаторов в треугольник.
Не симметрия токов вызывает повышенный нагрев частей генераторов электрических станций, поэтому нормами установлено, что разница в токах наиболее нагруженной и наименее нагруженной фаз генераторов не должна превышать 10%. Однофазные тяговые нагрузки в СССР получают питание, как правило, от мощных энергосистем, где имеется много симметричных (равно распределенных по фазам) нагрузок, поэтому несимметрия токов, вызванная только однофазной тяговой нагрузкой на генераторах, обычно оказывается незначительной и не превышает нормы.
Не симметрия напряжений влияет на работу двигателей, подключенных к сети. Понижение напряжения на одной из токов в обмотке такого трансформатора) и чередование фаз трансформаторов нескольких подстанций при подключении к питающим ВЛ.
На рис. 23, а видно, что протекание линейного тока контактной сети через две ветви треугольника снижает неравномерность загрузки фаз в первичной обмотке трансформатора. Составляющие токов тяговых плеч складываются в обмотках трансформатора, т. е. на питающей ВЛ, и тем самым уменьшается не симметрия напряжений. На векторной диаграмме видно, как суммарные напряжения по фазам выравниваются.
Чередование подключаемых фаз трансформаторов нескольких подстанций выравнивает нагрузку отдельных фаз ВЛ и тем самым существенно снижает не симметрию напряжений потребителей, питающихся от этой ВЛ.