1. Дать определение и описать конструкцию силового трансформатора.

Трансформатор – предназначен для преобразования электроэнергии переменного тока с одного напряжения на другое.

Устройство силового масляного трансформатора мощностью 1000—6300 кВ-А класса напряжения 35 кВ:

Расширитель трансформатора 5 представляет собой цилиндрический сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служащий для уменьшения площади соприкосновения масла с воздухом. Масло очень гигроскопично, и если расширитель непосредственно связан с атмосферой, то влага из воздуха поступает в масло, резко снижая его изоляционные свойства. Для предотвращения этого расширитель связан с окружающей средой через силикогелевый воздухоосушитель 7. Силикагель поглощает влагу из всасываемого воздуха. К баку трансформатора крепится термосифонный фильтр 3, заполненный силикагелием или другим веществом, поглощающим продукты окисления масла. При циркуляции масла через фильтр проходит его непрерывная регенерация. Для контроля за работой трансформатора предусматриваются контрольно-измерительные и защитные устройства. К контрольным относится маслоуказатель 6 – контролирующий уровень масла, который устанавливается на расширителе. К защитным устройства относится газовое реле 9. Магнитопровод и его конструктивные детали составляют остов трансформатора. На остове устанавливают обмотки (ВН и НН) и проводники, соединяющие обмотки и крепят проводники, соединяющие обмотки с вводами, составляя активную часть. Сверху и снизу расположена ярмовая балка остова (верхняя и нижняя) 13. Активную часть трансформатора вместе с отводами ВН и НН и переключающими устройствами для регулирования напряжения помещают в бак 1. Основные части бака – стенки, дно и крышка. Крышку используют для установки вводов ВН 10 и НН 12, выхлопной трубы 18, крепления расширителя и др. деталей. На стенке бака укрепляют охладительные устройства – радиаторы 4. Чтобы заменить отработанное трансформаторное масло используют вентиль 2, расположенный на стенке бака, а также болт заземления. Также трансформатор состоит из переключающего устройства 11, подъемного рыма. В нижней части бака расположены катки тележки, служащие для передвижения трансформатора в случае поломки или замене его.

2. Дать характеристику параметрам силовых трансформаторов (Sном, Uном, Uк.З., Iном, IX.X., δPx.X. , δPк.З.).

Номинальной мощностью S_ном трансформатора называется указанное в паспорте значение полной мощности, на которую трансформатор может быть нагружен непрерывно в номинальных условиях установки и охлаждающей среды при номинальной частоте и напряжении.

S_тр. =

где: S_тр. – мощность трансформатора

S_p – расчетная мощность трансформатора

β – коэффициент загрузки трансформатора,

N – число трансформаторов

Номинальными токами I_ном трансформатора называются указанные в заводском паспорте значения токов в обмотках, при которых допускается длительная нормальная работа трансформатора.

Номинальное напряжение обмоток U_ном – это напряжение первичной и вторичной обмоток при холостом ходе трансформатора.

Напряжение короткого замыкания U_к.з - это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному.

Ток холостого хода i_x.x. характеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода и от магнитной индукции.

Потери холостого хода ΔP_x.x. и короткого замыкания ΔP_к.з. определяют экономичность работы трансформатора. Потери холостого хода состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи. Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях трансформатора.

3. Описать порядок выполнения расчета токов при трехфазном коротком замыкании.

Расчет трехфазного короткого замыкания выполняется в следующем порядке:

1. Составляется расчетная схема рассматриваемой электроустановки, намечаются расчетные токи КЗ.

2. На основании расчетной схемы составляется эквивалентная схема замещения, все сопротивления на ней нумеруются.

3. Определяются величины сопротивлений всех элементов схе­мы замещения в относительных или именованных единицах и ука­зываются на схеме замещения; обозначаются расчетные точки КЗ.

4. Путем постепенного преобразования относительно расчет­ной точки КЗ приводят схему замещения к наиболее простому виду, чтобы каждый источник питания или группа источников, характеризующаяся определенными значениями эквивалентной ЭДС Е_экв и ударного коэффициента к_уд, были связаны с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением.

5. Определяют по закону Ома начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ I_п0: , а затем ударный ток i_уд , периодическую и апериодическую составляющие тока КЗ для заданного момента времени t (I_пt , i_аt).

4 . Дать определение токоограничивающему реактору. Описать конструкцию бетонных токоограничивающих реакторов, дать характеристику их типам, параметрам, схемам включения.

Токоограничивающий реактор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения ударного тока короткого замыкания.

Конструкция: Бетонный реактор с обмоткой из многожильного изолирован­ного алюминиевого провода 1. Обмотку уклады­вают на специальном каркасе горизонтальными и вертикальными рядами и заливают в особой форме бетоном. Бетонные стойки 2 после затверде­вания придают обмотке необходимую механичес­кую прочность. Фазы реактора устанавливают на фарфоровых изоляторах 3.

Схемы включения секционного (а) и ли­нейного (б) реакторов. Такие реакторы называют одинарными.

Реакторы бывают бетонные и масляные.

Бетонные реакторы: Получили распространение на внутренней установке и на напряжения до 35 кВ. Бетонный реактор представляет собой концентрически расположенные витки изолированного многожильного провода, залитого в радиально расположенные бетонные колонки. Бетон выпускается с высокими механическими свойствами. Все металлические детали реактора изготавливаются из немагнитных материалов. В случае больших токов применяют искусственное охлаждение. Фазные катушки реактора располагают так, что при собранном реакторе поля катушек расположены встречно, что необходимо для преодоления продольных динамических усилий при коротком замыкании.

Масляные реакторы: Применяются в сетях с напряжением выше 235 кВ. Масляный реактор состоит из обмоток медных проводников, изолированных кабельной бумагой, которые укладываются на изоляционные цилиндры и заливаются маслом. Масло служит одновременно и изолирующей и охлаждающей средой. Для снижения нагрева стенок банки от переменного поля катушек реактора применяют электромагнитные экраны или магнитные шунты. Для предотвращения взрывов, связанных с перегревом масла в банки, все реакторы на напряжение 500кВ и выше должны быть оборудованы газовой защитой. ®