ТДЦ - 125000/220 Т - трансформатор трехфазный; ДЦ - принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла; (Д — масляный с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха; Ц — принудительная циркуляция воды и масла и ненаправленным потоком масла (в охладителях вода движется по трубам, а масло — в межтрубном пространстве, разделенном перегородками); 125000 - номинальная мощность, кВ·А; 220 - класс напряжения обмотки ВН, кВ	ТСЗ - 2500/15 УЗ Т — трансформатор; С — сухой; З – защищенный; 2500 — номинальная мощность, кВ*А; 15 – класс напряжения обмотки ВН, кВ; УЗ — изделия для эксплуатации в районах с умеренным климатом с категорией размещения 3 (в закрытых помещениях с естественной вентиляци­ей).
ВЭБ-220-50/2500 УХЛ1 В – выключатель, Э – элегазовый, Б – баковый, 220 - номинальное напряжение, кВ. 2500 – номинальный ток, А, 50 – номинальный ток отключения, кА, УХЛ1 — изделия для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом с категорией размещения 1 (на открытом воздухе).	РНДЗ-220/2000У1 Р — разъединитель; Н — наружной установки; Д — двухколонковый; 3 — с заземляющим ножом, Цифра в числителе — номинальное напряжение, кВ; Цифра в знаменателе — номинальный ток, А, У1 — изделия для эксплуатации в районах с умеренным климатом с категорией размещения 1 (на открытом воздухе).
ТВ-220-III-2000/5 О2 Т - трансформатор; В - встроенный; 220 - номинальное напряжение, кВ; III - номер конструктивного варианта; 2000 - номинальный первичный ток, А; 5 - номинальный вторичный ток, А; О – общий район суши, исключая районы и очень низкими температурами; 2 – эксплуатация под навесом (защита от вертикальных струй воды, допускается обрызгивание, попадание пыли, снега);	ОПН-220/157-10(II) УХЛ1 О – ограничитель; П – перенапряжений; Н – нелинейный; 220 – класс напряжения сети, кВ; 157– наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (действующее значение), UНР, кВ; 10 – номинальный разрядный ток, кА; II - степень загрязнения изоляции, УХЛ1 — изделия для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом с категорией размещения 1 (на открытом воздухе).
ЗНОГ-220 З-заземляемый, Н-Трансформатор напряжения, О-Однофазный, Г-Газонаполненный, 220-Класс напряжения.	ВГГ-20-90/6300 В – Выключатель Г- Генераторный, Г- Газовый, 20 – Номинальное напряжение, кВ: 20 90 – Ток термической стойкости, кА 6300 – Номинальный ток, А.
РВПЗ-2-20/12500УЗ Р - разъединитель; В - внутренней установки; П - с поступательным движением главных ножей; З - наличие заземлителей; 2- количество и расположение заземлителей; 20 - номинальное напряжение, кВ; 12500 - номинальный ток, А; X4 -У, Т климатическое исполнение; 3 - категория размещения. УЗ — изделия для эксплуатации в районах с умеренным климатом с категорией размещения 3 (в закрытых помещениях с естественной вентиляци­ей).	ОПН-15/18,0/10/2УХЛ1 О - ограничитель; П - перенапряжений; Н - нелинейный; 15 - класс напряжения сети, кВ; 18 - наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (действующее значение), кВ; 10 - номинальный разрядный ток, кА; 2 - значение тока пропускной способности, А; УХЛ - климатическое исполнение по ГОСТ 15150; 1 - категория размещения по ГОСТ 15150. УХЛ1 — изделия для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом с категорией размещения 1 (на открытом воздухе).
ТШ-20-0,2-8000/5 Т - трансформатор тока; Ш - шинный; 20 - номинальное напряжение, кВ; 10Р(0,2) - номинальный класс точности вторичной обмотки для защиты (для измерений); 8000 - номинальный первичный ток, А; 5 - номинальный вторичный ток, А;	ЗНОЛ.06-20У3 З - заземляемый трансформатор; Н - трансформатор напряжения; О - однофазный; Л - с литой изоляцией; 6 - номинальное напряжение первичной обмотки, кВ; 20 – класс напряжения, кВ, УЗ — изделия для эксплуатации в районах с умеренным климатом с категорией размещения 3 (в закрытых помещениях с естественной вентиляци­ей).
РВПЗ- X1 - X2/ X3Н X4З Р - разъединитель; В - внутренней установки; П - с поступательным движением главных ножей; З - наличие заземлителей; X1-1а,1б,2 количество и расположение заземлителей; X2 -20,24номинальное напряжение, кВ; X3 -12500 номинальный ток, А; Н - повышенная надежность и долговечность; X4 -У, Т климатическое исполнение; 3 - категория размещения.	РПД-220/1250 УХЛ1 Р - разъединитель; П - с поступательным движением главных ножей; Д — двухколонковый;

Разъединители предназначены для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 220, с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных за-землителей как с одной стороны, так и с двух сторон.

Трансформатор напряжения ЗНОГ-110, предназначен для примене-ния в электрических цепях измерения, устройств защиты, управления и ав-томатики в электрических цепях переменного тока

Ограничители перенапряжений нелинейные серии ОПН-РК предна-значены для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений электрооборудования электрических сетей переменного тока промышлен-ной частоты

Разъединитель (англ. disconnector) — контактный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет в отключенном положении изоляционный промежуток

Шунтирующие реакторы (ШР) используются в качестве одного из средств компенсации реактивной мощности в сооружаемых, реконструируемых и эксплуатируемых электрических сетях напряжением 110—1150 кВ,

Заземляющие ножи. Заземляют токоведущие части электроустановок, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током во время ремонта.

ОПН. Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) — это разрядник без искровых промежутков. Активная часть ОПН состоит из последовательного набора варисторов. Принцип действия ОПН основан на том, что проводимость варисторов нелинейно зависит от приложенного напряжения. В нормальном режиме ОПН не пропускает ток, но как только на участке сети возникает перенапряжение, сопротивление ОПН резко снижается, чем и обуславливается эффект защиты от перенапряжения. После прохождения разряда через ОПН, его сопротивление опять возрастает

Места установки ОПН определяются функциональным назначением соответствующего ограничителя:

​ в цепи трансформатора, автотрансформатора или шунтирующего реактора — для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений при их включении или отключении;

​ на конце линии — для защиты от коммутационных перенапряжений при ее включении или отключении и ограничения набегающих на РУ волн грозовых перенапряжений.

Дополнительный ограничитель устанавливают на линии для ее защиты от коммутационных перенапряжений, если шунтирующий реактор или трансформаторы (автотрансформаторы) присоединены к линии через выключатели.

Разря́дник — электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. В электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства.

Электроды. Один из электродов крепится на защищаемой цепи, второй электрод заземляется. Пространство между электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между двумя электродами искровой промежуток пробивается, снимая тем самым перенапряжение с защищаемого участка цепи. Одно из основных требований, предъявляемых к разряднику — гарантированная электрическая прочность при промышленной частоте (разрядник не должен пробиваться в нормальном режиме работы сети).

Дугогасительное устройство. После пробоя импульсом искровой промежуток достаточно ионизирован, чтобы пробиться фазным напряжением нормального режима, в связи с чем возникает короткое замыкание и, как следствие, срабатывание устройств РЗиА, защищающих данный участок. Задача дугогасительного устройства — устранить это замыкание в наиболее короткие сроки до срабатывания устройств защиты. Виды разрядников

Трубчатый разрядник. Трубчатый разрядник представляет собой дугогасительную трубку из полихлорвинила, с разных концов которой закреплены электроды. Один электрод заземляется, а второй располагается на небольшом расстоянии от защищаемого участка (расстояние регулируется в зависимости от напряжения защищаемого участка). При возникновении перенапряжения пробиваются оба промежутка: между разрядником и защищаемым участком и между двумя электродами. В результате пробоя в трубке возникает интенсивная газогенерация, и через выхлопное отверстие образуется продольное дутье, достаточное для погашения дуги.

Вентильный разрядник Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками.

Магнитовентильный разрядник (РВМГ) РВМГ состоит из нескольких последовательных блоков с магнитным искровым промежутком и соответствующего числа вилитовых дисков. Каждый блок магнитных искровых промежутков представляет собой поочередное соединение единичных искровых промежутков и постоянных магнитов, заключенное в фарфоровый цилиндр. При пробое в единичных искровых промежутках возникает дуга, которая за счет действия магнитного поля, создаваемого кольцевым магнитом, начинает вращаться с большой скоростью, что обеспечивает более быстрое, по сравнению с вентильными разрядниками, дугогашение.

Разъединитель — высоковольтный коммутационный аппарат, предназначенный для разъединения и переключения отдельных участков электрических цепей при отсутствии в них тока; создаёт видимый разрыв электрической цепи. Разъединители применяются в высоковольтных распределительных устройствах, главным образом для обеспечения безопасности профилактических и ремонтных работ на отключенных участках. Разъединители применяют также для секционирования шин и переключения электрических линий с одной системы шин распределительного устройства на другую.  Разъединитель состоит из подвижных и неподвижных контактов, укрепленных на изоляторах.

Разъединителями разрешается выполнять следующие операции:

1. включение и отключение зарядного тока шин и оборудования всех классов напряжения (кроме конденсаторных батарей); включение и отключение трансформаторов напряжения; шунтирование и расшунтирование включенных выключателей, с приводов которых снят оперативный ток;

Включение разъединителей выполняется быстро и решительно, но без удара в конце хода. Начатая операция включения должна быть продолжена до конца в любом случае, даже при появлении дуги между контактами. Отключение разъединителей выполняется медленно и осторожно. Если при расхождении контактов между ними возникает дуга, разъединители вновь включаются и до выяснения причины возникновения дуги операции с ними не выполняются.

При любом расположении однополюсных разъединителей первым всегда следует отключать разъединитель средней фазы, затем при расположении разъединителей в одном горизонтальном ряду поочередно отключают крайние разъединители, при вертикальном расположении разъединителей (один над другим) вторым отключают верхний разъединитель, третьим - нижний. Операции включения однополюсных разъединителей выполняют в обратном порядке.

Фильтр присоединения (ФП) — устройство, образующее совместно с конденсатором связи полосовой фильтр или фильтр верхних частот. Фильтр присоединения совместно с конденсатором связи обеспечивает передачу через него с заданными параметрами ВЧ сигналов, и отделение аппаратуры ВЧ-связи от воздействия рабочего напряжения сети и всех видов перенапряжений, возникающих в ней. Фильтры присоединения обычно устанавливаются по концам ЛЭП на территории подстанций.

Высоковольтные предохранители используются для защиты электрооборудования электрических сетей напряжением выше 1000 В от токов короткого замыкания и токов недопустимых перегрузок. Основными техническими характеристиками предохранителей являются номинальное напряжение, номинальный длительный ток, зависимость времени плавления вставки от тока. Отключающую способность предохранителей характеризуют номинальной отключаемой мощностью. Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка, включенная последовательно в электрическую цепь защищаемой сети. Предохранители, обладающие способностью резко уменьшать ток в цепи при коротком замыкании, называются токоограничивающими. При прохождении через плавкую вставку токов короткого замыкания или длительного тока перегрузки она чрезмерно перегревается и плавится, переходя сначала в жидкое, а затем в газообразное состояние. В процессе расплавления металла вставки между контактами предохранителя образуется дуга. Длительность горения и скорость гашения электрической дуги внутри предохранителя зависят от конструкции предохранителя и правильности выбора плавкой вставки. После гашения дуги электрическая цепь полностью разрывается.

Короткозамыкатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного к. з. в электрической цепи. Короткозамыкатели применяются для того, чтобы обеспечить отключение поврежденного трансформатора после создания искусственного к. з. действием релейной защиты питающей линии. 

Отделитель внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод. Включение отделителя производится вручную. Отделители, так же как разъединители, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Недостатком существующих конструкций ОД является довольно большое время отключения (0,5—1 с). Отделители могут отключать обесточенную цепь или ток намагничивания трансформатора, но отключать ток к. з., возникающий при срабатывании короткозамыкателя, отделителем нельзя, поэтому в схемах управления ОД и КЗ имеется блокировка, которая запрещает отключение отделителя, если через трансформаторы тока ТТ, установленные в цепи короткозамыкателя, проходит ток. 

Трансформатор напряжения — одна из разновидностей трансформатора, служащая для гальванической развязки цепей высокого (6 кВ и выше) от низкого (обычно 100 В) напряжения вторичных обмоток. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать низковольтные логические цепи защиты и измерительные цепи от высокого напряжения, трансформатор напряжения не предназначен для передачи через него потоков мощностей, основной режим работы трансформатора напряжения - режим холостого хода.

трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чему обеспечивается безопасность их обслуживания.

Принцип действия: Измерительный трансформатор напряжения по принципу выполнения мало отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из стального сердечника, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. В результате изготовления должен быть достигнут необходимый класс точности: по амплитуде и углу. В зависимости от нагрузки один и тот же трансформатор напряжения может работать в разных классах точности: 0,5; 1; 3.

После того, как в первичной обмотке появится переменное напряжение U1, в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток Ф, который возбуждает напряжение во вторичной обмотке U2. Это наиболее простое и краткое описание принципа работы трансформатора напряжения.

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока дозначений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод 2 (рис.) и две обмотки — первичную 1 и вторичную 3. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока I₁, ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током I₂.

Последовательность операций с коммутационными аппаратами при включении и отключении присоединений воздушных и кабельных линий должна быть следующей.

Включение: включить шинный разъединитель (1); включить линейный разъединитель (2); включить выключатель (3).

Отключение: отключить выключатель; отключить линейный разъединитель; отключить шинный разъединитель.

Последовательность операций в КРУ при включении присоединений воздушных и кабельных линий должна быть следующей.

Включение: проверить, отключен ли выключатель; переместить тележку выключателя из контрольного положения в рабочее; включить выключатель.

Отключение: отключить выключатель; проверить, отключен ли выключатель; переместить тележку с выключателем в контрольное (ремонтное) положение.

Примечание. При отключении линий для производства работ вне КРУ (на линии) тележка с выключателем должна, как правило, выкатываться из шкафа (ремонтное положение). При наличии блокировки между заземляющими ножами и тележкой с выключателем допускается устанавливать тележку в контрольное положение после включения заземляющих ножей на линии.

Рис. 2.1. Присоединение линии 10 кВ:

1 - шинный разъединитель;

2 - линейный разъединитель;

3 – выключатель

Вывод в ремонт выключателя присоединения с заменой

его обходным выключателем (рис. 2.4)

1. Подготовить схему обходного выключателя для опробования напряже- нием обходной системы шин от рабочей системы шин, на которую включено присоединение с выводимым в ремонт выключателем.

2. Включить обходной выключатель с уставками "опробования" на его за- щитах; защитой шин, включенной по оперативным цепям на отключение об- ходного выключателя; проверить наличие напряжения на обходной системе шин.

3. Отключить обходной выключатель. Проверить отключенное положение обходного выключателя и включить на обходную систему шин разъединители присоединения, выключатель которого выводится в ремонт.

4. Ввести в схему защиты шин цепи трансформаторов тока обходного вык- лючателя как выключателя присоединения; на защитах обходного выключате- ля выставить уставки, соответствующие уставкам защит данной электричес- кой цепи; отключить быстродействующие защиты с обеих сторон защищае- мой цепи.

5. Включить обходной выключатель и проверить на нем нагрузку; отклю- чить выводимый в ремонт выключатель присоединения и проверить отсут- ствие на нем нагрузки.

6. Отключить защиту шин, выполнить необходимые переключения в ее цепях, защиту проверить под нагрузкой и включить в работу.

7. Быстродействующие защиты электрической цепи переключить по

токовым цепям на трансформаторы тока обходного выключателя и по оперативным цепям с действием на обходной выключатель; проверить защиты под нагрузкой, включить в работу и опробовать на отключение обходного выключателя с включением его от АПВ.

6. Отключить разъединители с обеих сторон выводимого в ремонт выклю- чателя, проверить отсутствие на нем напряжения и включить заземляющие ножи в сторону выключателя.

Рис. 2.4. Схема замены выключателя присоединения обходным выключателем

Ввод в работу выключатели присоединения с помощью обходного выключателя (рис. 2.4)

1. Отключить заземляющие ножи с обеих сторон вводимого в работу

выключателя.

2. Подключить к трансформаторам тока вводимого в работу выключателя резервные защиты (либо специальные, временно включаемые защиты),

соответствующим образом настроенные и проверенные от постороннего источника первичного тока; включить защиты на отключение выключателя.

3. При отключенных шинных разъединителях опробовать напряжением вводимый в работу выключатель.

4. Отключить быстродействующие защиты с обеих сторон защищаемой цепи.

5. В схему защиты шин ввести цепи трансформаторов тока вводимого в работу выключателя.

6. Проверить отключенное положение вводимого в работу выключателя, включить его шинный разъединитель на соответствующую систему шин и линейный разъединитель.

7. Включить вводимый в работу выключатель и проверить наличие нагруз- ки; отключить обходной выключатель и проверить отсутствие нагрузки.

8. Отключить защиту шин и выполнить необходимые переключения в ее цепях, защиту проверить под нагрузкой и включить в работу.

9. Быстродействующие защиты электрической цепи переключить по токовым цепям на трансформаторы тока, введенного в работу выключателя с действием по оперативным цепям на этот выключатель. Защиты проверить под нагрузкой, включить в работу и опробовать на отключение выключателя с включением его от АПВ. Проверить под нагрузкой резервные защиты цепи и включить их в работу; отключить временные защиты, если их включали.

10. Проверить отключенное положение обходного выключателя и отклю- чить разъединители присоединения от обходной системы шин (привести в соответствие с нормальной схемой).

Условия включения трансформаторов на параллельную работу

Параллельная работа подразумевает обязательные и, несомненно, важные условия параллельной работы трансформаторов, всего существует 5 условий.

Самое важное условие параллельной работы – сфазированность трансформаторов, в противном случае произойдет короткое замыкание. Фазировка выполняется при помощи цепей вторичного напряжения. Фазировка трансформатора обуславливает согласование фаз всех рабочих элементов электрической цепи со стороны высокого и низкого напряжения.

При несоблюдении этого условия вторичные линейные напряжения трансформаторов окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга и в цепи трансформаторов появится разностное напряжение ∆U, под действием которого возникнет значительный уравнительный ток. Так, если включить на параллельную работу два трансформатора с одинаковыми коэффициентами трансформации, но один из них принадлежит к нулевой (Y/Y—0), а другой — к одиннадцатой (Y/A—11) группам соединения, то линейное напряжение U_2I первого трансформатора, будет больше линейного напряжения U_2II второго трансформатора в  раз (U_2I / U_2II =  ). Кроме того, векторы этих напряжений окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга на угол 30° (рис. 28, б). В этих условиях во вторичной цепи трансформаторов появится разностное напряжение ∆U.

Напряжения на первичных и вторичных обмотках обоих трансформаторов должны иметь равное значение. Напряжение трансформаторов должно соответствовать классу изоляции.

Напряжения короткого замыкания обоих трансформаторов должны быть также равны, это требование вытекает из того, что чем выше напряжение к. з. тем выше значение сопротивления обмотки, а значит, трансформатор с малым значением напряжения (Uк.з.) будет работать с постоянным перегрузом из-за потребления высокой нагрузки, максимальная разница в отношении Uк.з не должна превышать 10%. Соблюдение этого условия необходимо для того, чтобы общая нагрузка распределялась между трансформаторами пропорционально их номинальным

Помимо соблюдения указанных трех условий необходимо перед включением трансформаторов на параллельную работу проверить порядок чередования фаз, который должен быть одинаковым у всех трансформаторов.

Группы соединений обмоток должны соответствовать друг другу и быть одинаковыми. Разные группы соединений влекут сдвиг фазы, что способствует возникновению уравнительных токов.

Мощность обоих трансформаторов не должна быть различной более чем в 3 раза, если это условие не выдержано трансформатор с меньшей мощностью будет перегружен.

В современных выключателях используется компрессионный и автокомпрессионный способы.

Использование элегаза для этих целей обусловлено удачным сочетанием в нем высоких изоляционных и дугогасящих свойств. В элегазовых выключателях применяются различные способы гашения дуги в зависимости от номинального напряжения, номинального тока отключения и жесткости сети. В элегазовых дугогасительных устройств в отличие от воздушных дугогасительных устройств при гашении дуги истечение газа через сопло происходит не в атмосферу, а в замкнутый объем камеры, заполненный элегазом при относительно небольшом избыточном давлении. По способу гашения дуги в элегазе различаются следующие элегазовые выключатели:

автокомпрессионные с дутьем в элегазе, создаваемым посредством компрессионного устройства (элегазовые выключатели с одной ступенью давления);

в которых гашение дуги в дугогасительных устройствах обеспечивается вращением её по кольцевым контактам под действием поперечного магнитного поля, создаваемого отключаемым током (элегазовые выключатели с электромагнитным дутьем);

с дугогасительным устройством продольного дутья, в которую предварительно сжатый газ поступает из резервуара с относительно высоким давлением элегаза (элегазовые выключатели с двумя ступенями давления);

с дугогасительным устройством продольного дутья, в которых повышение давления элегаза происходит за счет разогрева газовой среды дугой отключения в специальной камере (элегазовые выключатели с автогенерирующим дутьем).

Рассмотрим конструкцию автокомпрессионного элегазового выключателя высокого напряжения (выключатель с одной ступенью давления), Такие выключатели имеют простую конструкцию, малое количество движущихся элементов, малый уровень шума и не выбрасывают пламени и газов в окружающее пространство. Автокомпрессионные элегазовые выключатели по сравнению с воздушными выключателями отличаются более высокой отключающей способностью на один разрыв, меньшими массой и объемом, более высокой надежностью, в таких выключателях отсутствуют многие механические, пневмомеханические элементы и системы воздушных выключателей, которые в совокупности вызывают более 40% всех аварий по механическим причинам. Для элегазовых выключателей нет необходимости в компрессорной станции высокого давления, аварийность которой составляет 10 %.

Если вдруг то http://e-tmm.ru/userfiles/file/Buklet%20Retrofit.pdf

Шкаф КРУ стационарного исполнения с вакуумным выключателем (серия КРУН-102): 1 — рычаг-изолятор; 2 — опорный изолятор; 3 — тяга электромагнитного привода; 4 — отсек измерительной аппаратуры и защиты; 5 — рама выключателя; б — проходной изолятор; 7 — трансформатор тока; 8 — шина; 9 — кронштейн дугогасительной камеры: 10 — изоляционный барьер; 11 — вакуумная дугогасительная камера; 12 — шина с гибким дугоотводом; 13 — монтажный люк; 14 — отсек выключателя

Шкаф КРУ с вакуумным выключателем выкатного исполнения: а — рабочее положение, б — испытательное положение, в — ремонтное положение; А — втычные контакты: I — отсек измерительных трансформаторов и кабельной разделки; II — отсек сборных шин: III — отсек измерительной аппаратуры и защиты; IV — отсек выкатной тележки; 1 — трансформатор тока; 2 — опорный изолятор; 3 — сборные шин; 4 — проходной изолятор; 5 — штепсельный разъем: 6 — вакуумный выключатель: 7 — привод вакуумного выключателя: 8 — выкатная тележка; 9 — заземляющий разъединитель; 10 — шторки; 11 — скользящий контакт заземления тележки.

В процессе отключения в межконтактном промежутке вакуумных дугогасительных камер возникает вакуумная дуга промышленной частоты (горящая в парах металла). Вследствие высокой скорости нарастания электрической прочности межконтактного промежутка в вакууме (рис. 3) дуга может погаснуть до естественного перехода тока через нулевое значение, т.е. происходит срез тока. В результате среза тока энергия, запасенная в индуктивной нагрузке, переходит в емкость нагрузки и возникают большие перенапряжения, которые могут привести к пробою изоляции электрооборудования, срабатыванию защит от замыканий на землю, что сокращает срок службы электрических аппаратов. Срез тока вакуумными выключателями может привести к чрезвычайно высоким перенапряжениям, недопустимым для изоляции двигателей и кабелей. При отключении вакуумными выключателями пусковых токов перенапряжения могут быть еще больше, поскольку при этом индуктивность двигателя на порядок меньше. В связи с этим необходимо обеспечить защиту изоляции от таких перенапряжений. Наиболее совершенная защита изоляции обеспечивается нелинейными ограничителями перенапряжений (ОПН).

Если что http://leg.co.ua/info/podstancii/kru-s-vakuumnymi-vyklyuchatelyami.html

Комплектное РУ с вакуумным выключателем и элегазовой изоляцией состоит из четырех отсеков: 1, 2, 7 и 9 (рис. 2). В отсеке 1 размещаются кабельные муфты 10, трансформаторы напряжения 11 и трансформаторы тока 12. Объем отсека 4 позволяет в случае необходимости разместить в нем разрядники или ограничители перенапряжения. В отсеке 2, заполненном элегазом при давлении Р = 0,25 МПа, размещается вакуумный выключатель 3. Отсеки 7 и 9 предназначены для двух систем сборных шин и соответствующих шинных разъединителей 5 и 8. В отсеке 5, не заполняемым элегазом, расположены приводы выключателя и разъединителей и аппаратуры б управления, защиты и сигнализации.

Назначение, основные параметры

Выключатели вы­сокого напряжения предназначены для коммутации цепей переменного тока с напряжением 3 кВ и выше во всех ре­жимах, возможных в эксплуатации:

- включение и отключение номинальных токов;

- отключение токов КЗ;

-отключение токов холостого хода силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий.

Наиболее тяжелым режимом ра­боты выключателя является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

В соответствии с существующими стандартами выключатели характеризуются следующими параметрами:

Номинальный ток отключения представляет собой наибольшее действующее значение периодической составляющей тока КЗ, который выключатель способен отключить. Характеризует отключающую способность выключателя и его дугогасительного устройства.

Допустимое содержание апериодической составляющей тока КЗ в момент отключения в процентах.

С учетом апериодической составляющей выключатель проверяют по отключающей способности на возможность отключения тока КЗ.

Номинальный ток включения – это максимальный ток КЗ, который выключатель способен включить без сваривания контактов и других повреждений, препятствующих нормальной работе.

Собственное время отключения выключателя это время от подачи команды на отключение до момента размыкания контактов.

Время отключения выключателя – это время от подачи команды на отключение до момента погашения дуги во всех трех его полюсах.

Время включения выключателя – это время от подачи команды на включение до завершения операции включения (посадка привода на защелку).

Еще совсем недавно в электроэнергетике широко применялись различные типы выключателей, на подстанциях чаще всего встречались масляные выключатели.

В настоящее время их вытесняют вакуумные и элегазовые выключатели.

Вакуумные выключатели

Гашение дуги в вакуумной среде

В вакуумном дугогасительном устройстве (ВДУ) контакты расходятся в среде с давлением при котором плотность воздуха очень мала. При таких условиях элек­трический пробой между электродами затруднен из-за отсутствия носителей зарядов. Пробивное напряжение про­межутка длиной 1 мм в вакууме достигает 100 кВ. Процесс горения и гашения дуги в вакууме при перемен­ном токе происходит следующим образом.

При размыкании контактов контактное нажатие непрерывно уменьшается, а переходное сопротивление контактов увеличивается и при нажатии, равном нулю, стремится к бесконечности. Даже при небольших токах в момент размыкания контактов из-за выделения большого количества тепла материал контак­тов плавится и образуется жидкий металлический мостик, который под действием высокой температуры нагревается и испаряется. При разрыве мостика загорается дуга, кото­рая горит в среде паров металлов электродов. Вакуумная дуга характеризуется малым паде­нием напряжения, составляющим 20-30 В. Прак­тически через 10 мкс, после прохождения током нуля, дуга гаснет и между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума. Боль­шим достоинством ВДУ является высокая скорость восстановления электрической прочности промежутка. Ва­куумные выключатели являются в настоящее время наиболее эффек­тивными и долговечными. Их срок службы без ревизии до­стигает 25 лет.

Для вакуумной дуги характерен обрыв (срез) тока при подходе к нулевому значению. Это объясняется тем, что при уменьшении тока пада­ет давление паров металла. В результате дуга становится неустойчивой и гаснет.

Резкое уменьшение тока (срез тока) вызывает коммутационные перенапряжения в отключаемой цепи, опасные для отключаемого оборудования.

Ток среза зависит как от параметров отключаемой цепи, так и от свойств материала контактов.

Устройство и принцип действия вакуумного выключателя

Принцип работы вакуумного выключателя

 

Включение и отключение коммутационного аппарата осуществляется за счет соответствующих пружин. Срабатывание пружин осуществляется воздействием специальных электромагнитов (соленоидов) включения и отключения, либо нажатием кнопок включения и отключения непосредственно в приводе ВВ.

 

Перед включением выключателя необходимо привести в рабочее положение пружину включения, то есть взвести ее. Взвод пружины происходит при подаче оперативного тока на электродвигатель привода ВВ. При отсутствии возможности подачи оперативного тока, например при обесточении распределительного щита постоянного тока, взвести пружину можно вручную при помощи специальной рукоятки.

 

Итак, для включения выключателя дистанционно, через ключ управления подается оперативный ток (как правило постоянный) на соленоид включения. Для управления выключателем с места нажимается кнопка включения. В обоих случаях происходит воздействие на защелку включения, которая освобождает пружину включения, которая включает вакуумный выключатель. При этом заводится пружина отключения. Электрическая схема привода устроена таким образом, что после включения аппарата происходит автоматический взвод пружины включения.

 

Достоинства и недостатки вакуумных выключателей

 

В электроустановках до 110 кВ широко применяются вакуумные выключатели, которые хорошо зарекомендовали себя своей высокой надежностью и практичностью. Среди достоинств ВВ следует выделить:

- простая и надежная конструкция;

- высокая коммутационная устойчивость;

- сравнительно небольшие расходы на эксплуатацию и ремонт. 

 

Не смотря на множество достоинств, как и у любого другого выключателя, у ВВ существуют свои недостатки:

- возникновение коммутационных перенапряжений при отключении токов нагрузки;

- малый ресурс дугогасительной камеры при коммутации тока к.з.

- сравнительно невысокая отключающая способность (по сравнению с элегазовыми и масляными аппаратами).

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­------------------------------------------------

Принцип действия дугогаситсльпых устройств (ДУ) воздушных выключателей. Сжатый воздух является эффективной средой, обеспечивающей надежное гашение электрической дуги. Это достигается интенсивным воздействием с максимально возможными скоростями потока воздуха на дуговой канал. В ДУ воздушных выключателей гашение электрической дуги происходит в дутьевых каналах (соплах), которые конструктивно в совокупности с оконечной частью контактов дугогасителя образуют дутьевую систему. Столб дуги, образовавшейся на размыкающихся контактах, под действием воздушного потока растягивается и быстро перемещается в сопла, где происходит ее гашение. 

Выключатель состоит из трех полюсов, установленных на металлическом основании, в котором размещены пофазные электромаг­нитные приводы с магнитной защелкой, удерживающей выключатель неограниченно долго во включенном положении после прерывания тока в катушке электромагнита привода. Остальные узлы полюсов размещаются в изоляционном корпусе из прозрачного механически прочного и дугостойкого полимерного материала (лексана), который предохраняет их от возможных в эксплуатации механических повреждений и воздействий электрической дуги тока короткого замыкания. Все три полюса имеют одинаковую конструкцию.

Включение выключателя

Командой на включение от блока управления подается постоянное напряжение на катушку электромаг­нита 9 (смотри рисунок).

Рисунок – Полюс вакуумного выключателя

Под действием электромагнитных сил якорь 11 начинает двигаться вверх и через пружину поджатия 6 заставляет двигаться тяговый изоля­тор 5 и подвижный контакт 3, сжимая при этом пружину отключения 7. После замыкания контактов 1 и 3 якорь продолжает двигаться еще 2 мм до упора, сжимая пружину 6 и созда­вая необходимое поджатие между контактами выключателя в вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Общий ход якоря составляет 8 мм, а ход подвижного контакта 6 мм. После снятия напряжения якорь остается во включенном положении благодаря остаточной индукции в электромагните 10.

Отключение выключателя

Командой на отключение от блока управления на катушку 9 подается напряжение противоположной поляр­ности, чем при включении. Магнит 10 при этом частично размагничивается, якорь 11 снимается с магнитной защелки и под действием пружин 7 и 6 перемещается совместно с подвиж­ными частями выключателя в отклю­ченное положение. В этом положении они удерживаются силой отключающей пружины 7. Ручное отключение осуществляется воздействием на кнопку ручного отключения, которая через толкатель 15, шарнирно связанный с валом 8, и через кулачок 7 с якорем 12, срывает якорь с магнитной защелки и отключа­ет выключатель.

Конструкцию полюса вакуумного выключателя можно подробно рассмотреть, используя файл «Конструкция полюса ВВ».

Устройство вакуумной дугогасительной камеры

Одним из основных элементов выключателя является вакуумная дугогасительная камера (ВДК),

Она имеет малые габариты и массу. Износ контактов при совершении 50000 операций отключения номинального тока не превышает 1 мм.

Конструкция ВДК

Корпус ВДК (Рисунок 2) состоит из двух керамических изоляторов 2 и 6 и медного экрана 4, припаиваемого к изоляторам.

Рисунок 2- Разрез вакуумной дугогасительной камеры

Конструктивными особенностями ВДК являются чашеобраз­ная форма керамических изоляторов и сварной сильфон 7, значительно снизившие вес и габариты ВДК.

Сильфон припаивается к изолятору 6 и выводу 8, обеспечи­вая возможность перемещения подвижного контакта 5 без нарушения герметичности ВДК.

На торцевые части неподвижного 3 и подвижного 5 контак­тов припаяны пластины из металлокерамики, обеспечивающие им высокую износостойкость.

Выводы 1 и 8 служат для соединения с выводами выключа­теля. Аксиальное магнитное поле в межконтактном промежутке создается путем выполнения в контактах специальных разре­зов (на рис.4.2 не показаны).

Но можно посмотреть, как это выполнено в ВДК,(Рисунок 3).

Рисунок 3 – Разрезы в контактах вакуумного выключателя концерна

За счет аксиального магнитного поля дуга не концентрируется, а находится в диффузионном состоянии на всей поверхности контактов, что видно на рисунке 4, где приведена фотография дуги.

Рисунок 4- Фотографии дуги между контактами вакуумного выключателя

Это значительно снижает износ контактов, повышает отключающую способ­ность и коммутационный ресурс выключателя.

_________________________

Элегаз негорюч, пожаробезопасен. Описанные выше по­ложительные свойства позволили широко использовать элегаз в высоковольтных выключателях, силовых трансформаторах, кабелях высокого на­пряжения и герметизированных комплектных распредели­тельных устройствах. Недостатком элегаза является пере­ход из газообразного состояния в жидкое состояние при относительно высоких температурах.

Это заставляет использовать его либо с подогревающим устройством, что усложняет конструкцию либо при низком давлении, что снижает дугогасительные свойства.

Для электрических аппаратов применяется газ с высокой степенью очистки от примесей, что усложняет и удорожает его получение.

Конструкция элегазовых выключателей.

Дугогасящая способность элегаза наиболее эффективна при большой скорости его струи относительно горящей дуги. Возможны следующие исполнения ДУ с элегазом:

- с автопневматическим дутьем. Необходимый для ду­тья перепад давления создается за счет энергии привода;

- с охлаждением дуги элегазом при ее движении, вызванном взаимодействием тока с магнитным полем.

- с гашением дуги за счет перетекания газа из резер­вуара с высоким давлением в резервуар с низким давлением (выключатели с двойным давлением).

В настоящее время широко применяется первый спо­соб.

Дугогасительное устройство с автопневматическим при­нудительным дутьем показано на рисунке 5

Рисунок 5 - Схема дугогасительного устройства элегазового выключателя с автопневматическим дутьем.

ДУ распола­гается в герметичном баке с давлением элегаза. При отключе­нии дуга возникает между неподвижным 1 и подвижным 2 контактами. Вместе с подвижным контактом 2 при отключении перемещается сопло 3 из фторопласта, перегородка 5 и цилиндр 6. Так как поршень 4 при этом неподвижен, элегаз сжимается и его поток, проходя через сопло, про­дольно омывает дугу и обеспечивает ее эффективное гаше­ние.

Элегазовый выключатель – коммутационный аппарат, широко применяемый в электроустановках класса напряжения 6-220 кВ. В роли изолирующей и дугогасительной среды выключателя выступает элегаз (электрический газ). Последний являет собой безвредный, химически не активный, не горючий газ, который обладает высокой электрической прочностью и теплопроводимостью.

  Принцип работы выключателей основан на гашении электрической дуги потоком элегаза (газовой смеси), который создается за счет перепада давления, обеспечиваемого автогенерацией, т.е. за счет тепловой энергии самой дуги. Включение выключателей осуществляется за счет энергии включающих пружин привода, а отключение - за счет энергии пружины отключающего устройства выключателя.

К достоинствам элегаза можно отнести также то, что он не требует ухода (как например трансформаторное масло), не стареет, не оказывает пагубного влияния на конструктивные части аппарата (при нормальной эксплуатации) и плюс ко всему является сравнительно недорогим.

Дугогасительное устройство выключателя элегазового типа отличается простотой конструкции и небольшим размером. Гашение дуги производится при небольшом количестве разрывов и достаточно быстро.

 

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

 

• возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения;

• простота и надежность конструкции;

• большой коммутационный ресурс контактной системы;

• неплохая отключающая способность;

• высокая скорость срабатывания;

• взрыво- и пожаробезопасность;

• небольшие габаритные размеры и масса (в несколько раз меньше масляного выключателя).

Как и любое устройство, выключатель имеет и недостатки:

• высокие требования к качеству элегаза;

• применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата;

• образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

  

Элегазовые выключатели, эксплуатируемые на открытых распределительных устройствах электроустановок, подвержены образованию конденсационной влаги, которая скапливается непосредственно в шкафу привода самого выключателя. Влага в приводе выключателя может привести к повреждению механизма привода выключателя и вторичных цепей управления и сигнализации. Поэтому в приводе выключателя предусмотрены специальные нагревательные резисторы, которые должны быть всегда включены в работу.

Масляный выключатель - это коммутационный аппарат, который предназначен для отключения токов нагрузки, зарядных, остаточных токов, а также автоматического отключения токов перегрузки и токов короткого замыкания. Ниже приведены основные сведения о данном выключателе. В качестве примера взяты широко распространенные в электроустановках 6(10) кВ выключатели типа ВМГ-133, ВПМ-10, ВМГ-10.

Классификация

• Баковые

• Маломасляные (горшковые)

По принципу действия дугогасительного устройства :

• с автодутьем (давление и движение масла и газа происходит под действием энергии, выделяющейся из дуги)

• с принудительным масляным дутьем (масло к месту разрыва нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов)

• с магнитным гашением в масле (дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы)

Выключатели данных типов применяют в отапливаемых и в неотапливаемых помещениях распределительных устройств. Пружинный привод – привод ПП отключает и включает масляный выключатель за счет энергии специальных пружин.

Электромагнитный привод – привод ПЭ включает коммутационный аппарат за счет энергии включающего электромагнита, а отключает – за счет энергии отключающего электромагнита, который действует на отключающие пружины 

 

Гашение дуги в масляном выключателе

 

Для гашения электрической дуги в выключателях используется специальное масло. Отсюда название - масляный выключатель. Уровень масла в полюсе должен оставаться в пределах шкалы маслоуказателя. Это необходимо для обеспечения полного гашения дуги. В противном случае возникшая дуга может повредить масляный выключатель. Гашение дуги, возникшей при отключении (включении) выключателя, производится непосредственно в специальной дугогасительной камере.

 

Дугогасительная камера состоит из набранных пластин, с помощью которых электрическая дуга делится на несколько меньших. Этот процесс называется ионизацией. Процесс гашения электрической дуги сопровождается образованием газов. Встроенные в полюс аппарата жалюзи обеспечивают выход из полюса образованных газов.

Достоинства масляных баковых выключателей:

1. Высокая надежность. 2. Простота конструкции камер и механизма. 3.  Высокая механическая прочность элементов (камер,   бака, механизма, вводов).

1. Использование трансформаторов тока.

2. Не требовался высококвалифицированный персонал для обслуживания.

3. Среда для гашения дуги масло - оно не являлось дефицитным.

Недостатки масляных баковых выключателей:

 1. Большие габариты и масса. 2. Необходимость периодической очистки масла. 3.  Сложность и   трудоемкость   ремонта   и   ревизии   выключателей   с напряжением 110 кВ и выше. 4. Взрыво- и пожароопасность.

---------------------------------------------------------

§ 1.2. Принцип действия трансформаторов

Простейший силовой трансформатор состоит из магнитопровода (сердечника), выполненного из ферромагнитного материала, и двух обмоток, расположенных на стержнях магнитопровода (рис. 1.1, а). Одна из обмоток, которую называют первичной, присоединена к источнику переменного тока Г на напряжение U₁. К другой обмотке,

Рис. 1.1. Электромагнитная (а) и принципиальная (б) схемы трансформатора

называемой вторичной, подключен потребитель Z_н. Первичная и вторичная обмотки трансформатора не имеют электрической связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается электромагнитным путем. Магнитопровод, на котором расположены эти обмотки, служит для усиления индуктивной связи между обмотками.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток i₁, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе, этот поток сцепляется с обеими обмотками (первичной и вторичной) и индуцирует в них ЭДС:

в первичной обмотке ЭДС самоиндукции e₁ = –w₁(dФ/dt), (1.1)

во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции е₂ = –w₂(dФ/dt), (1.2)

где w₁ и w₂ — число витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

При подключении нагрузки Z_н к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС е₂ в цепи этой обмотки создается ток i₂, а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение U₂. В повышающих трансформаторах U₂ > U₁, а в понижающих U₂ < U₁.

Классифицируют трансформаторы по нескольким признакам:

по назначению – силовые общего и специального назначения, импульсные, для преобразования частоты и т.д.;

по виду охлаждения – с воздушным (сухие трансформаторы) и масляным (масляные трансформаторы) охлаждением (см. § 1.3);

по числу трансформируемых фаз – однофазные и трехфазные;

по форме магнитопровода — стержневые, броневые, бронестержневые, тороидальные;

по числу обмоток на фазу — двухобмоточные, многообмоточные.

§1.3. Устройство трансформаторов

Современный трансформатор состоит из различных конструктивных элементов: магнитопровода, обмоток, вводов, бака и др. Магнитопровод с насаженными на его стержни обмотками составляет активную часть трансформатора. Остальные элементы трансформатора называют неактивными (вспомогательными) частями.

Магнитопровод в трансформаторе выполняет две функции: во-первых, он составляет магнитную цепь, по которой замыкается основной магнитный поток трансформатора, а во-вторых, он предназначен для установки и крепления обмоток, отводов, переключателей. Магнитопровод имеет шихтованную конструкцию, т. е. он состоит из тонких стальных пластин.

Обмотки. Обмотки трансформаторов средней и большой мощности выполняют из обмоточных проводов круглого или прямоугольного сечения, изолированных хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой.

Свойства трансформатора определяются его номинальными параметрами: 1)номинальное первичное линейное напряжение U_1ном, В или кВ; 2) номинальное вторичное линейное напряжение U_2ном(напряжение на выводах вторичной обмотки при отключенной нагрузке и номинальном первичном напряжении), В или кВ; 3) номинальные линейные токи в первичной I_1ном и вторичной I_2ном обмотках, А; 4) номинальная полная мощность S_ном, кВ·А (для однофазного трансформатора S_ном =U_1ном I_1ном, для трехфазного – ).

Номинальные линейные токи вычисляют по номинальной мощности трансформатора: для трехфазного трансформатора

, (1.3)

где — номинальная мощность трехфазного трансформатора, кВ·А.

Обмотки трехфазных трансформаторов принято соединять по следующим схемам: звезда; звезда с нулевым выводом; треугольник; зигзаг с нулевым выводом. Соединение в зигзаг применяют только в трансформаторах специального назначения, например в трансформаторах для выпрямителей.

Выводы обмоток трансформаторов принято обозначать следующим образом: обмотки ВН — начало обмоток А, В, С, соответствующие концы X, Y, Z; обмотки НН — начала обмоток а, Ь, с, соответствующие концы х, у, z.

При соединении обмоток звездой линейное напряжение больше фазного (), а при соединении обмоток треугольником линейное напряжение равно фазному (U_л = U_ф ).

Из уравнений токов третьей гармоники в трехфазной системе

видно, что эти токи в любой момент времени совпадают по фазе, т. е. имеют одинаковое направление. Этот же вывод распространяется на все высшие гармоники тока, кратные трем, — 3, 9, 15 и т. д. Это обстоятельство оказывает существенное влияние на процессы, сопровождающие намагничивание сердечников при трансформировании трехфазного тока.

Соединение Y/Y₀. Если напряжение подводится со стороны обмоток, соединенных звездой без нулевого вывода (рис. 1.24, а), то токи третьей гармоники (и кратные трем — 9, 15 и т. д.), совпадая по фазе во всех трех фазах, будут равны нулю. Объясняется это отсутствием нулевого провода, а следовательно, отсутствием выхода из нулевой точки. В итоге токи третьей и кратные трем гармоники будут взаимно компенсироваться и намагничивающий ток трансформатора окажется синусоидальным, но магнитный поток в магнитопроводе окажется несинусоидальным (уплощенным) с явно выраженным потоком третьей гармоники Ф_з (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Построение графика магнитного потока при синусоидальной форме намагничивающего тока

Потоки третьей гармоники не могут замкнуться в трехстержневом магнитопроводе, так как они совпадают по фазе, т.е. направлены встречно. Эти потоки замыкаются через воздух (масло) и металлические стенки бака. В случае трансформаторной группы, состоящей из трех однофазных трансформаторов (см. рис. 1.20, а), магнитопроводы отдельных фаз магнитно не связаны, поэтому магнитные потоки третьей гармоники всех трех фаз беспрепятственно замыкаются (поток каждой фазы замыкается в своем магнитопроводе).

Соединения, при которых обмотки какой-либо стороны трансформатора (НН или ВН) соединены в треугольник. Эти схемы соединения наиболее желательны, так как они лишены недостатков рассмотренных ранее схем.

Допустим, что в треугольник соединены первичные обмотки трансформатора. Тогда ток третьей гармоники беспрепятственно замыкается в замкнутом контуре фазных обмоток, соединенных в треугольник (см. рис. 1.24, в). Но если намагничивающий ток содержит третью гармонику, то магнитные потоки в стержнях, а следовательно, и ЭДС в фазах практически синусоидальны.

Если же вторичные обмотки трансформатора соединены в треугольник, а первичные — в звезду, то ЭДС третьей гармоники, наведенные во вторичных обмотках, создают в замкнутом контуре треугольника ток третьей гармоники. Этот ток создает в магнитопроводе магнитные потоки третьей гармоники Ф₂₃, направленные встречно потокам третьей гармоники от намагничивающего тока Ф₁₃ (по правилу Ленца). В итоге результирующий поток третьей гармоники значительно ослабляется и практически не влияет на свойства трансформаторов.

Упрощенная векторная диаграмма трансформатора

Векторная диаграмма нагруженного трансформатора (см. рис. 1.19) наглядно показывает соотношение между параметрами трансформатора. Из-за сложности эта диаграмма не может быть использована для практических расчетов. Для упрощения диаграммы и придания ей практического значения в силовых трансформаторах, работающих с нагрузкой, близкой к номинальной, пренебрегают током х.х. и считают, что . Полученная в этом случае ошибка вполне допустима, так как ток I ₀ по сравнению с токами и невелик (см. § 1.14). При сделанном допущении схема замещения трансформатора приобретает упрощенный вид, так как не имеет ветви намагничивания и состоит только из последовательных участков r_k=r_l+r’₂ и х_к = x_l + х'₂ (рис. 1.35, а).

Рис. 1.35. Упрощенные схемы замещения (а) и векторная диаграмма (б) трансформатора

Соответственно упрощенной схеме замещения построена и упрошенная векторная диаграмма (рис. 1.35, 6), в которой прямоугольный треугольник ABC представляет собой треугольник к.з., стороны которого соответственно равны:

BC = I₁r_k; CA = I₁Z_k; AB= I₁x_K.

Упрощенную векторную диаграмму трансформатора строят по заданным значениям напряжения U_1HOM, тока I_1nom, коэффициента мощности соsφ_2ном и параметрам треугольника к.з. U_K, U_KA и U_к.р.

Рис. 1.36. Построение упрощенной векторной диаграммы

Порядок построения упрощенной векторной диаграммы следующий (рис. 1.36). На оси ординат строят вектор тока , затем под углом φ₂ строят вектор напряжения . Треугольник к.з. А'В'С' строят таким образом, чтобы точка С' совместилась с точкой начала координат, а катет С'В' — с осью ординат. Затем этот треугольник переносят, совмещая точку С с концом вектора -, а стороны оставляя параллельными исходному треугольнику А'В'С'. Получают треугольник ABC. После этих построений из начала осей координат (точка О) проводят вектор первичного (фазного) напряжения и определяют угол фазового сдвига φ₁ между первичным током , и первичным напряжением .

Потери и КПД трансформатора

В процессе трансформирования электрической энергии часть энергии теряется в трансформаторе на покрытие потерь. Потери в трансформаторе разделяются на электрические и магнитные.

Электрические потери. Обусловлены нагревом обмоток трансформаторов при прохождении по этим обмоткам электрического тока. Мощность электрических потерь Р_Э пропорциональна квадрату тока и определяется суммой электрических потерь в первичной Р_Э1 и во вторичной Р_Э2 обмотках:

Магнитные потери. Происходят главным образом в магнитопроводе трансформатора. Причина этих потерь — систематическое перемагничивание магнитопровода переменным магнитным полем. Это перемагничивание вызывает в магнитопроводе два вида магнитных потерь: потери от гистерезиса Р_Г, связанные с затратой энергии на уничтожение остаточного магнетизма в ферромагнитном материале магнитопровода, и потери от вихревых токов Р_ВТ, наводимых переменным магнитным полем в пластинах магнитопровода: С целью уменьшения магнитных потерь магнитопровод трансформатора выполняют из магнитно-мягкого ферромагнитного материала — тонколистовой электротехнической стали. При этом магнитопровод делают шихтованным в виде пакетов из тонких пластин (полос), изолированных с двух сторон тонкой пленкой лака.

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется как отношение активной мощности на выходе вторичной обмотки Р₂ (полезная мощность) к активной мощности на входе первичной обмотки Р₁ (подводимая мощность):

Регулирование напряжения трансформаторов

Обмотки ВН понижающих трансформаторов снабжают регулировочными ответвлениями, с помощью которых можно получить коэффициент трансформации, несколько отличающийся от номинального, соответствующего номинальному вторичному напряжению при номинальном первичном. Необходимость в этом объясняется тем, что напряжения в разных точках линии электропередачи, куда могут быть включены понижающие трансформаторы, отличаются друг от друга и, как правило, от номинального первичного напряжения. Кроме того, напряжение в любом месте линии может изменяться из-за колебаний нагрузки. Но так как напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора во всех случаях должно быть равно номинальному или незначительно отличаться от него, то возможность изменения коэффициента трансформации становится необходимой. Регулировочные ответвления делают в каждой фазе либо вблизи нулевой точки, либо посередине обмотки

Переключать ответвления обмоток можно при отключенном от сети трансформаторе (переключение без возбуждения — ПБВ) или же без отключения трансформатора (регулирование под нагрузкой — РПН). Для ПБВ применяют переключатели ответвлений (рис. 1.43). На каждую фазу устанавливают по одному переключателю, при этом вал, вращающий контактные кольца переключателей по всем фазам одновременно, связан посредством штанги с рукояткой б на крышке бака трансформатора (см. рис. 1.13).

Рис. 1.43. Переключатель ответвлений ПБВ

Принцип РПН основан на изменении коэффициента трансформации посредством регулировочных ответвлений. Однако переключение с одного ответвления на другое осуществляют без разрыва цепи рабочего тока. С этой целью обмотку каждой фазы снабжают специальным переключающим устройством, состоящим из реактора Р двух контакторов с контактами К1 и К2 и переключателя с двумя подвижными контактами П1 и П2 (рис. 1.44, а).

Угол смещения вектора линейной ЭДС обмотки НН по отношению к вектору линейной ЭДС обмотки ВН определяют умножением числа, обозначающего группу соединения, на 30°. Угол смещения отсчитывают от вектора ЭДС обмотки ВН по часовой стрелке до вектора ЭДС обмотки НН. Например, группа соединения 5 указывает, что вектор ЭДС НН отстает по фазе от вектора ЭДС ВН на угол 5·30° = 150°.

Рис. 2.2. Сравнение положения стрелок часов с обозначением групп соединения

Для лучшего понимания принятого обозначения групп соединения пользуются сравнением с часами. При этом вектор ЭДС обмотки ВН соответствует минутной стрелке, установленной на цифре 12, а вектор ЭДС обмотки НН — часовой стрелке (рис.2.2). Так же необходимо иметь в виду, что совпадение по фазе векторов ЭДС и , эквивалентное совпадению стрелок часов на циферблате, обозначается группой 0 (а не 12). Кроме того, следует помнить, что за положительное направление вращения векторов ЭДС принято их вращение против часовой стрелки.

Таким образом, в однофазном трансформаторе возможны лишь две группы соединения: группа 0, соответствующая совпадению по фазе и , и группа 6, соответствующая сдвигу фаз между и на 180°. Из этих групп ГОСТ предусматривает лишь группу 0, она обозначается I/I—0.

Охлаждение трансформаторов

Естественное воздушное охлаждение. Все нагреваемые части трансформатора непосредственно соприкасаются с воздухом. Их охлаждение происходит за счет излучения теплоты и естественной конвекции воздуха. Иногда такие трансформаторы снабжают защитным кожухом, имеющим жалюзи или же отверстия, закрытые сеткой. Этот вид охлаждения применяют в трансформаторах низкого напряжения при их установке в сухих закрытых помещениях.

Естественное масляное охлаждение. Магнитопровод с обмотками помещают в бак, заполненный трансформаторным маслом, которое омывает нагреваемые части трансформатора, путем конвекции отводит теплоту и передает ее стенкам бака, последние, в свою очередь, охлаждаются путем излучения теплоты и конвекции воздуха. Для увеличения охлаждаемой поверхности бака его делают ребристым или же применяют трубчатые баки (см. рис. 1.13). В трансформаторах большой единичной мощности трубы объединяют в радиаторы (радиаторные баки). Нагретые частицы масла подни­маются в верхнюю часть бака и по трубам опускаются вниз. При этом, соприкасаясь со стенками труб, масло охлаждается. Масляное охлаждение с дутьем. Трансформаторы снабжают электрическими вентиляторами, которые обдувают радиаторы трансформатора. Конвекция масла внутри бака остается естественной. Этот вид охлаждения позволяет увеличить единичную мощность трансформатора на 4050%. Обычно масляное охлаждение с дутьем применяют в трансформаторах мощностью свыше 10 000 кВт. При снижении нагрузки трансформатора с дутьевым охлаждением на 5060% вентиляторы можно отключить, т. е. перейти на естественное масляное охлаждение.

Рис. 5.8. Масляное охлаждение трансформатора с дутьем и принудительной циркуляции масла

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла. С помощью насоса 1 (рис. 5.8) создают принуди­тельную циркуляцию трансформаторного масла через специальные охладители 2 собранные из трубок. Одновременно необходимое число вентиляторов 3 создает направленные потоки воздуха, обдувающие поверхность трубок охладителя.

Рис. 5.9. Масляно-водяное охлаждение трансфор­матора

Масляно-водяное охлаждение (рис. 5.9). Нагретое в трансформаторе 1 масло посредством насоса 2 прогоняется через охладитель 3, в котором циркулирует вода. Это наиболее эффективный способ охлаждения, так как коэффициент теплопередачи от масла в воду значительно выше, чем в воздух. Одновременно масло проходит через воздухоохладитель 4 и фильтр 5, где освобождается от нежелательных включений.

--------------------------------------------

Принцип действия Газовое реле Бухгольца устанавливается в трубопровод между котлом контролируемого аппарата (трансформатор, дугогасящая катушка) и расширителем. В ходе нормальной работы оно полностью заполнено жидким диэлектриком. Поплавок однопоплавкового реле и оба поплавка двухпоплавкового реле в результате подъемной силы находятся в их наивысшей позиции. Верхняя и нижняя системы коммутации в однопоплавковом газовом реле функционально представляют единое целое, т.е. в случае аварии производится немедленное отключение трансформатора от сети. Принцип действия газового реле описывается на примере двухпоплавкового реле. Если внутри трансформатора появляются нарушения, то газовые реле реагируют следующим образом: 3.1. Скопление газа Нарушение: В изоляционной жидкости присутствует нерастворенный газ. Реакция: Газ в изоляционной жидкости поднимается вверх, собирается в газовом реле и вытесняет изоляционную жидкость. С падением уровня жидкости верхний поплавок опускается. В результате движения поплавка задействуется переключающий контакт (магнитная трубка управления). Срабатывает предупредительный сигнал. На нижний поплавок воздействие не оказывается, т.к. начиная с определенного объема газа последний вытекает через трубопровод к расширителю.