№6 дәріс конспектісі

Дәріс тақырыбы: Кернеуді өлшегіш трансформаторлары – трансформаторлардың құрылыстары, негізгі түсініктері мен анықтамалары, трансформаторларды таңдау.

Кернеудің өлшегіш трансформаторы деп кернеуді өлшеу үшін қолайлы мағынаға дейін түрлендіруге арналған және трансформатордың К_нақ есеге үлкейтілген қосалқы кернеуі талап етілген дәлділікпен алғашқы кернеуге (соңғысы белгілі бір шеңберлерде өзгерген кезде) модулі бойынша қалай болса, фазасы бойынша да дәл солай сәйкес келетіндей етіліп орындалған трансформаторды айтады. К_нақ көбейткіші кернеу трансформаторының ауыстыруының нақтылы көрсетілген коэффициенті болып табылады.

Кернеу трансформаторларын қолдану өлшеуіш аспаптар мен релелерді қолдарымен ұстап жүрген адамдардың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді, өйткені жоғарғы және төменгі кернеулердің тізбектері бөлінген, өлшеуіш аспаптардың құрылысын, 100 В нақтылы көрсетілген кернеу үшін арналған релелердің орамаларын үйлестіруге мүмкіндік береді, бұл өндірісті жеңілдетеді және құнды төмендетеді.

Ауыстырудың нақтылы көрсетілген коэффициенті нақтылы көрсетілген бірінші және екінші кернеулердің ара-қатынасына тең: (6.1)

Күш беретін трансформаторларға қарағанда кернеу трансформаторының ауыстыруының нақтылы көрсетілген коэффициенті орам сандарының ара-қатынасынан біршама өзгеше болып келеді п = w,/w₂.

Трансформаторлардың нақтылы көрсетілген бірінші кернеулері желілердің нақтылы көрсетілген сызықтық кернеулерінің өлшеміне сәйкес стандартталған (белгіленген үлгіге келтірілген). Бірінші ораманың жерге жалғанған нейтральмен бірге жұлдызға қосу үшін арналған бірфазалы трансформаторларға мұның қатысы жоқ, олар үшін нақтылы көрсетілген бірінші кернеулер ретінде желілердің фазалық кернеулері қабылданған, мысалы

Кернеу трансформаторларының негізгі екінші орамаларының нақтылы көрсетілген екінші кернеулері 100-ге немесе -ға тең деп белгіленген. Қосымша орамалардың нақтылы көрсетілген кернеулері төменде көрсетілген.

Кернеу трансформаторымен өлшенетін U₁ кернеуін, U₂ екінші кернеуін трансформациялаудың нақтылы көрсетілген коэффициентіне көбейту арқылы анықтайды:

(6.2)

Трансформациялаудың нақтылы көрсетілген коэффициенті К„_т„ бар кернеу трансформаторына қосылу үшін жасалған өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін бірінші кернеудің мағналарының қатарына жазып қояды, яғни U₂K_ном.

Кернеу трансформаторларының қателіктері. Трансформатордың К_нақ есеге үлкейтілген қосалқы кернеуі (16.2), бірінші кернеуден модулі бойынша қалай болса фазасы бойынша да дәл солай, трансформатордағы қуаттың шығындануының салдарынан аздап өзгеше болып келеді. Бұл кернеулердің бірінші кернеуге қатысты әртүрлі болуы, кернеудегі қате кетушілікті көрсетеді: Егер U₂K_ном > U₁ кернеудегі қате кетушілік оң болады. Кернеудегі қате кетушілік

(6.3)

пайыз түрінде көрсетілуі мүмкін. Бұл үшін (16.3) анықтамасына 100 көбейткішін енгізген жөн.

Бірінші және екінші кернеулердің векторларының арасындағы δ бұрышы трансформатордың бұрыштық қателігі болып табылады. Соңғысын, егерде екінші кернеудің векторы бірінші кернеудің векторын басып озатын болса оң деп есептейді. Бұрыштық қателікті минуттармен көрсету қабылданған.

Кернеу трансформаторының екінші әлеуеті – шартты түсінік, ал дәлірек айтқанда: сыртқы екінші тізбектің толық қанды (сияқты болып көрінетін) қуаттылығы, В•А, екінші қысымдардағы кернеу ең төменгі мағынасына тең деген болжамда табылған:

,

Бұл жерде - екінші қысымдарға жалғанған, сыртқы тізбектің толық қанды (сияқты болып көрінетін) кедергісі, Ом.

S₂ мағынасымен бірге тізбектің қуаттылық коэффициенті көрсетілуге тиісті. Бұл екі шамалар S₂ мен cos φ₂ толығымен сыртқы тізбектің кедергісін және, демек, трансформатордың екінші әлеуетін анықтайды. Мысал үшін, егер трансформатордың әлеуеті cosφ₂ = 0,8 болған жағдайда 20 В .А-ға тең деп көрсетілген болса, бұл, сыртқы тізбектің ұқсас болып көрінетін кедергісі , белсенді кедергісі R = Z cos φ₂ = 500 деген сөз. 0,8 = 400 Ом, индуктивтік кедергі Х = Z sin φ₂ = = 500 . 0,6 = 300 Ом.

Кернеу трансформаторына жалғанған аспаптардың саны көбейген сайын, екінші тізбектің кедергісі азаяды (өйткені аспаптар қатар жалғанған), алайда трансформатордың әлеуеті көбейеді.

Трансформатордың нақтылы көрсетілген әлеуеті деп қарастырылып отырған класстағы трансформаторлар үшін белгіленген рұқсат етілген шеңберлерден шықпайтын қателіктер кезіндегіайрықша үлкен әлеуетті түсінуге болады.

Кернеу трансформаторларының дәлділік класстары. Рұқсат етілген қателіктің мағынасына сәйкес белгілі бір жұмыс жағдайлары кезіндекернеу трансформаторлары дәлділіктің төрт классына бөлінген (5 кесте). Класс атауы пайызбен көрсетілген кернеудегі ең үлкен рұқсат етілген қате кетушілікке сәйкес келеді. Кернеу мен бұрыштағы қателіктің кемелдері 50 Гц жиілікке, 0,8-ден басталып нақтылы көрсетілген 1,2-ге дейінгі шеңбердегі бірінші кернеуге, 0,25-тен нақтылы көрсетілген 1,0-ге дейінгі әлеуетке және 0,8 қуаттылық коэффициентіне жатқызылған.

Кернеу трансформаторларының қате кетушілік кемелдері (МемСт 1983-77^*)

Дәлділік классының атауы	Кернеудегі ең үлкен қате кетушілік. %	Ең үлкен бұрыштық қате кетушілік, мин
0,2	+0,2	10
0,5	+0,5	20
1	+1,0	40
3	+3,0	Мөлшерленбейді

0,2 дәлділік классындағы кернеу трансформаторларын үлгі ретінде, сондай-ақ зертханалардағы дәлме-дәл өлшеулерді жүргізу үшін қолданады. Есептегіштер жалғауға арналған трансформаторлар дәлділіктің 0,5 классына жауап беруге тиісті. Қалқанды өлшегіш аспаптарды жалғау үшін 1,0 және 3,0 классындағы трансформаторларды пайдаланады. Релелік қорғаныс үшін трансформаторларға қойылатын талаптар қорғаныстың түріне байланысты. Бұл жерде 0,5; 1,0 және 3,0 классындағы трансформаторлар қолданылады.

Кернеу трансформаторларының құрылыстары

Кернеу трансформаторы көп жағдайда кернеудің сол сатысына арналған шағын қуатты күш беретін трансформаторға ұқсас. Алайда бұл аппараттардың тағайындалуы мен жұмыс істеу жағдайларынан шығатын ерекшеліктері де бар. Мысал ұшін, күш беретін трансформатор жұмыс үстінде бөлініп шығатын жылудың айтарлықтай көлемін бұрып жіберуге есептелген болуға тиісті. Бұл орамалардың құрылысында, майдың мөлшерінде, қаптаманың орналасуында және т.б көрініс табады. Кернеу трансформаторында бөлініп шығатын энергияның саны өте аз. Сондықтан жылуды бұрып жіберу талабы кернеу трансформаторының құрылысын анықтамайды. Кернеу трансформаторын құрастыру кезінде шешілуге тиісті негізгі мәселелер, өлшеу дәлділігінен тыс қатты қызуға төтеп бере алатын сенімді айырушыны жасауда, ең кіші көлемдер мен салмақтарды қамтамасыз етуде, аз күтім жасай отырып апатсыз жұмыс істеуде болып отыр.

6-35 кВ болатын нақтылы көрсетілген кернеуге арналған трансформаторларды соңғы уақыттарға дейін майға батырылған қағаз айырушылармен бірге жасап келді. Мысал ретінде НОМ-10 (бір фазалық майлы 10 кВ-тық кернеу трансформаторы) трансформаторын айтуға болады. Оның біршама үлкен көлемі мен салмағы бар: оның биіктігі 495 мм-ді және салмағы 36 кг-ды құрайды. Кернеу жоғарылаған сайын, мұндай құрылысты трансформаторлардың көлемдері, салмағы мен құны тез өседі. Бұл кемшіліктерді түзету үшін трансформатордың құрылысын өзгерту қажет.

Екі қабатты айыру кезінде, мысалы қағаз бен майды пайдалану арқылы, электр өрісінің күштілігі орталардың электр өткізбейтін сіңімділігіне ері пропорционалды түрде бөлініп таратылады. Қағаздың электр өткізбейтін сіңімділігі майдың электр өткізбейтін сіңімділігіне қарағанда 2 есе көп болғандықтан қатты айырушы аз пайдаланылады. Ең соңғы құрылғыларда май толтырылған кабельдің айырушысына ұқсас, майға аунатылған, қағаздан жасалған біртекті айырушыны қабылдайды. Май түтіктері жойылды. Бұл айырушы қашықтығын, магнит өткізгіші мен қаптама көлемдерін күрт азайтуға мүмкіндік берді. Енгізбелерді айыру ораманы айырудың жалғасы болып табылады және айырушының фарфорына кіреді. Айырушылардағы май қаптамадағы маймен астасып жатады. Қақпақтың астында ауа кеңістігі болмайды. Май мөлшері күрт төмендеген.

39 сурет. 35 кВ бір фазалы трансформаторлар:

а - НОМ-35-66 түріндегі екі енгізбесі бар; б - ЗНОМ-35 түріндегі бір енгізбесі бар; / - бірінші ораманы енгізу; 2 – екінші ораманың енгізбелерінің сауыты; 3 – үлкен ыдыс

39 суретте сызықтық кернеуді өлшеуге арналған НОМ-35-66, 35000/100 В түріндегі бір фазалы трансформатордың, ал 16.8,6 суреттерінде - өткізгіш пен жер арасындағы кернеуді өлшеуге арналған ЗНОМ-35, В түріндегі трансформатордың жалпы сұлбасы көрсетілген.

ПО кВ және одан да жоғары кернеу трансформаторларын каскад түрінде дайындап жасайды. Олар бір-бірінен айырылған бірнеше сатылардан (трансформаторлардан) тұрады. Сатыларының саны әрбір сатыға орта есеппен 50 кВ есебінен алынған нақтылы көрсетілген кернеумен анықталады. Каскадтың әрбір трансформаторы ¹/_N бөлігіне айырылған.

Кернеу трансформаторларын таңдау

Электр құрылғысын жобалаған кезде кернеу трансформаторларының түрлерін оларға қосылуға тиесілі өлшегіш аспаптар мен релелерге сәйкес таңдайды. Ары қарай трансформаторлардың болады деген әлеуетін есептеп шығарады және қате кеткен жерлерін тексереді.

Қалыпты тәртіпте трансформатордың әлеуеті қосылып жалғанған өлшегіш аспаптар мен релелерді қолдану арқылы анықталады. Осы әлеует пен заводтың тиісті сипаттамаларына қарап орнатуға дайындалған трансформатордың қандай класста және қандай қателіктермен жұмыс істейтінін және, демек, оның жалғанбалы аспаптар мен релелерді қоректендіру үшін жарамдылығы туралы білуге болады. Жоғарыда көрсетілгендей, қалқанды өлшегіш аспаптар үшін дәлдіктің 1 және 3 класстарына сәйкес келетін қателіктерге рұқсат етіледі; есептегіштер үшін - 0,5 классы сәйкес болады. Релелердің басым көпшілігі үшін 3 - 5%-ға қателесуге рұқсат беріледі. Екінші әлеуетті анықтаған кезде кернеу трансформаторынан басқару қалқасында орнатылған аспаптарға дейінгі өткізгіштердің кедергісін есептемейді, өйткені бұл кедергі айтарлықтай аз және екінші токқа мардымсыз әсер етеді. Алайда өткізгіштердің кедергісі кернеудің қосымша шығынын тудырады; өлшегіш аспаптардың қысқыштарындағы кернеу азаяды және өлшеу кезіндегі қателіктер көбейеді. ПУЭ-ге сәйкес есептегіштерге баратын өткізгіштердегі кернеудің шығыны 0,5%-дан, ал қалқалы өлшегіш аспаптарға баратын өткізгіштерде - 3%-дан аспауға тиісті. Қалыпты жағдайда кернеу шығыны анағұрлым аз. Өткізгіштердегі кернеудің шығынын анықтаған кезде олардың тек қана белсенді кедергісін ескереді, өйткені индуктивті кедергі салыстырмалы түрде аз. Механикалық мықтылық шарттарына байланысты өткізгіштердің қимасы мыс өткізгіштер үшін 1,5 мм²-тан және алюминий өткізгіштер үшін – 2,5 мм²-тан кем болмауға тиісті.

1. Мысалы. Әлеуетті анықтау керек және 6 кВ генераторының қалқалы өлшегіш аспаптарды қоректендіру үшін және энергияны есептеу үшін арналған жалғанған жеріндегі кернеу трансформаторының қателіктерін тексеру керек. Сондай-ақ екінші өткізгіштердің қимасын анықтау керек.

Трансформаторларға төменде көрсетілген өлшегіш аспаптар жалғанған болуға тиісті:

Аспап атауы Ораманың тұтынуы, В-А

Д-305 ваттметрі .................................................................... 2

Д-305 варметрі ..................................................................... 2

Н-348 тіркегіш ваттметрі ...................................................... 10

Н-348 тіркегіш варметрі ....................................................... 1 0

И-675 ватт-сағаттарды есептегіш ....................................... 3

Реактивті И-673М вольт-ампер-сағаттарды есептегіш ..... 3

Э-378 вольтметрі ................................................................. 2

Э-371 жиілік өлшегіші .......................................................... 3

Аталған аспаптардың қуаттылық коэффициенті бірге жақын. РУ-да орнатылған трансформаторлардан басқару қалқасына дейінгі қашықтық 50 метрді құрайды. Екінші өткізгіштер алюминийден жасалған.

Аспаптардың басым көпшілігінің АВ және ВС фазаларына жалғануға тиісті кернеуінің екі орамалары бар болғандықтан, НОМ-6, 6000/100 В түріндегі бірфазалы трансформатордың екеуін орнату және оларды толық емес үшбұрыш үлгісі бойынша қосу орынды болады.

НОМ-6 трансформаторларының қате кетушіліктерінің сипаттамалары 16.15. суреттерінде келтірілген. Трансформаторлардың қате кетушіліктері 50 В ● А әлеуеті кезінде 0,5, классы үшін белгіленген шеңберлерден шықпайды. 75 В-А әлеуеті кезінде трансформаторлардың қате кетушіліктері 1,0, классына сәйкес келеді, ал 200 В-А әлеуеті кезінде – 3 классына сәйкес келеді. Трансформаторлардың шегіне жеткен қуаттылығы 400В А.

Әлеуеттің АВ және ВС фазаларының арасында біркелкі болып таралуы мүмкін:

Аспаптар В-А-ның АВ және ВС азаларына

деген әлеуеті

Ваттметр .................................................................... 2 2

Варметр ..................................................................... 2 2

Тіркегіш ваттметр ...................................................... 10 10

Тіркегіш варметр ....................................................... 1 0 1 0

Ватт-сағаттарды есептегіш ....................................... 3 3

Реактивті вольт-ампер-сағаттарды есептегіш ........ 3 3

Вольтметр ................................................................. 2 -

Жиілік өлшегіші .......................................................... - 3

Қортындысы: 32 33

Негізгі әдебиет: 1[197-212]

Қосымша әдебиет: 1[113-165]; 2[180-220]

Бақылау сұрақтары:

1. Трансформациялаудың негізгі түсініктері мен анықтамалары, нақтылы көрсетілген коэффициенті.

2. Кернеу трансформаторларының дәлділік класстары.

3. Өлшенуге тиесілі кернеу, және трансформаторларды іске қосу үлгілері.

4. Кернеу трансформаторларының құрылыстары.

№7 Дәріс конспектісі.

Дәріс тақырыбы: Тоқшектеуіш реакторлар – реакторлар құрылысы. Өткізгіштер мен аппараттарды таңдаудағы есептік шарттар – есептік жұмыс тоғы, оқшауланған өткізгіштерді таңдау, 6-10 кВ кабельдерін таңдау.

Еліміздегі аппарат зауыттарды бетонды реакторлар тығыздайды, оның ішінде 6-дан 35 кВ-қа дейінгі номиналды кернеулерге орналған бетонды каркасы бар құрғақ оқшаулы реакторлар мен ішкі және сыртқа орнатуға арналған 400-ден 4000 А-ге дейінгі номиналды тоқтарға арналған реакторлар болып келеді.

Үшфазалы тоқшектеуіш реактор болат өзексіз үш катушкадан тұрады, демек, оның сызықты вольт-амперлік сипаттамасы номиналды тоқтан 10-20 есе асып түсетін қысқа тұйықталу мен номиналды тоқтың өзгеру шегінде болады. Катушкалардың активті кедергісі салыстырмалы түрде аз.

Реакторлар орамасын мыс немесе алюминий көп сымды өткізгіштен жасайды. Бұл сым құйынды тоқтардың қосымша жоғалтуын азайтуы үшін арналған, тармақтар оқшауымен қатар сыртқы оқшауы да бар. Номинальды тоғы 630 А және одан да жоғары реакторлар орамасын бірнеше тармақтардан жасайды. Сымдарды орау кезінде тармақтар транспозициясын қолданылады, бұл әдіс қысқа тұйықталумен қатар ұзақ мерзімді жұмыс жағдайында да токтың бірқалыпты таралуын қамтамасыз етеді. Механикалық берік болу үшін оның ерекше қалыпты цемент қоспысымен бекітеді. Цемент қатқан соң оны кептіріп ылғал түспес үшін бояйды. Катушкаларды фарфор оқшаулағыштарға орнатады. (40-сурет).

Бетонды реакторлар фазасы тік (41, а -сурет), сатылы (41, б –сурет) немесе көлденең (бір қатарлы немесе үшбұрышты етіп 41 сурет) түрде орнатылуы мүмкін. Шығарушы зауыттар үш фазасы комплексттің электрдинамикалық беріктігінің шарттарына байланысты реакторлар фазасының осьтері арасындағы S пен S₁ минимальды ара қашықтығын көрсетеді. Реакторларды орнату әдісін катушкалар массасы мен көлмеіне сонымен қатар есептік шарттар құрылысына сәйкес таңдап алынады. Реакторлар катушкасының ұштары 41- 43 суреттерінде Л1 және Л2 болып белгіленген.

Біртекті деп аталған реакторлармен қатар, негізінен сызықты реактор ретінде қосарланған реакторлар қолданылады. Біртекті реактордан қосарланған реактордың ерекшелігі сол, бір бағытта оралып сәйкесінше қосылған екі катушка бір фазаға, екі шеткі және бір ортаншы болатын 3 қысқышы бар. Ортаңғы қысқышпен реакторды энергия көзіне жалғайды. Қосарланған реактордың номинальды тоғы деп катушканың номинальды тоғы алынады. Ортаңғы қысқыш қосарланған номинальды тоққа есептеліп жасалынған. Ғимартаттарда реакторларды орнату кезінде айналасындағы ферромагнитті құрылғылардың (коллонна, балка, темір бетон қабырғалар мен жаппалардың арматуралары) индукцияланған тоқпен қатты ысып кетуінен қорғауды қамтамасыз ету керек. Осы мақсатпен өндіруші заводтар сәйкес ферромагнитті құрылғылардан бергі Х және У минимальды ара қашықтығын көрсетеді (41 - сурет).

42 –сурет. Қосарланған реакторларға тән сипаттама: а) өтпелі; б) жанамалық; в) бір тізбекті.

43-сурет. Қосарланған реактор ауыстыру схемасы.