Сурет 7.14. Электродвигательдер өздігінен іске қосылғанда ток пен кернеудіанықтауға арналған есептеу схемалары:

а– электродвигательді қоректендіру схемасы;

б – ауыстырудың есептеу схемасы;

в – орын ауыстырудың өзгертілген схемасы.

Кернеу тізбегіндегі бір немесе екі фаза зақымданған кезде ОП кернеу релесі іске қосылады және KV1.1 контакт көмегімен релелік қорғанысы істен шығарады, ал KV1.2 контакт көмегімен кернеу тізбегінде зақым бар жайлы сигнал береді. Әр басқыш іске қосылғанда релелік қорғаныс аз кернеудің шиналарына ШМН1 және ШМН2 плюс жібереді, ол жерден ол электродвигательдерді өшіру тізбегіне түседі. Релелік қорғаныстың іс-әрекеті КН1 және КН2 шуттық реле көмегімен с

Дәріс 8

Трансформаторлар мен автотрансформаторларды қорғау

8.1. Трансформаторлар мен автотрансформаторлардың ақаулары мен ережелі емес жұмыс режимдері, қорғаныс түрлері және оларға қойылатын талаптар.

Ақау түрлері. Трансформаторлар мен автотрансформаторларда ақулардың негізгі түрлері болып мыналар саналады: трансформаторлардың (үшфазалық) кожухы ішінде мен орама- лардың сыртқы шығыстарында фазалар арасындағы тұйықталулар; бір фаза ішіндегі орамалар арасырдағы орамалар тұйықталулар (орамалар арасындағы тұйықталулар); орамалардың жерге немесе олардың шығыстарындағы тұйықталулар; жергілікті қызуға және «болат өртіне» әкелетін трансформатордың магнитөткізгіштігінің ақаулары. Тәжірибе көрсеткендей шығыстарындағы қысқа тұйықталулар мен орауыштық тұйықта- лулар орамаларда өте көп болады. Трансформаторлардың ішінде фазааралық ақаулар өте аз болады. Үшфазалық трансформаторларда ақаулар жоқ емес, дегенмен фазааралық оқшаулама негізінен пайда болу ықтималдығы өте төмен. Үш бірфазалы трансформатор-лардан тұрғызылған трансформаторлық троаптарда фаза орамалары арасындағы тұйықта- лулар мүлдем мүмкін емес.

Орамалар арасындағы тұйықталулар кезінде ақау орнына қорек көздерінен ағатын ток-тар аз болуы мүмкін. Тұйықталған орамалар саны W _н неғұрлым аз болса, тораптан келетін токта I_кз соғұрлым аз болады.

Трансформатоларда бұзылу мөлшерін шектеу үшін РҚ тез қосылуы тиіс (t=0,05-0,1с).

Ақаулардан қорғау. Мұндай РҚ ретінде токты ажыратқыш, дифференциалды және газдық қорғаныстар қолданылады.

Қуаты 200 МВА және одан астам трансформаторлада өртті автоматты түрде түрде сөндіру қарастырылған.

Осыдан кейін барлық аталғандар трансформатролар мен автотрансформаторлаға бірдей қатысты.

Сур. 8.1. Трансформатор

орамаларындағы қысқа тұйықталу

кезінде жүретін ток.

Ережелі емес жұмыс режимдері. Трансформаторлардың ережелі емес режимдері болып оларда көп мөлшердегі токтар (сверхтоки), яғни трансформатордың орамаларында-ғы номиналды тогынан асатын мөлшердегі токтар пайда болатын жағдай саналады. Трансформаторларда көп мөлшердегі токтар (сверхтоки) сыртқы қысқа тұйықталулар, тербелістер және жүктелулер кезінде пайда болады. Соңғы жағдайда электр қозғалтқыш- тарының өздері қосылғаннан, АВР әсерінен жүктемені автоматты қосқанда және т.б. жағдайларда пайда болады.

Сыртқы қысқа тұйықталулар. Трансформаторлардың шиналарында пайда болған ақаулардағы сыртқы қысқа тұйықталу кезінде трансформатор бойынша қысқа тұйықталу токтары Iкз>I_ном туындайды. Осыған байланысты трансформаторларда трансформаторды ажырататын сыртқы қысқа тұйықталудан РҚ болуға тиіс.

Сыртқы қысқа тұйықталудан қорғаныс. Сыртқы қысқа тұйықталудан қорғанысты МТҚ, минималды кернеуді блокировкалау арқылы МТҚ, қашықтықтан қорғау, нөлдік және кері тізбекті токтық РҚ көмегімен орындайды.

Аса жүктелу. РҚ жүктелуге әсер ету уақыты орамалардың оқшауламаларының қызып кету уақытымен анықталады. Майлы трансформаторларда ұзақ мерзімді аса жүктелуге 5% рұқсат етілген апаттық режимдерде қысқа мерзімді аса жүктелулер мына мөлшерде рұқсат етілген:

Аса жүктелу бөлінгіштігі............. 1,3 1,6 1,75 2 3

Аса жүктелудің рұқсат етілген уақыты, мин 120 45 20 10 1,5

Осы мәліметтерде көрсетілгендей (1,5-2)I_ном реттік аса жүктелуді біраз уақыт ішінде рұқсат етуге болады. Ең көп қолданылатын қысқа мерзімді, өздігінен жойылатын жүктелулер, зиянды емес жүктемелер, мысалы, электр қозғалқыштарының өздігінен қосылуынан туындайтын жүктемелер. Мұндай аса жүктемелер кезінде трансформатордың ажыратулары талап етілмейді. Жүктеменің АВР-дан автоматты ажыратылуымен, параллель жұмыс істеп тұрған трансформаторды ажыратумен туындалған өте ұзақ аса жүктелулер, т.б. қызмет етуші персоналмен жойылуы мүмкін. Қосалқы станцияларда кезекші персонал болмаса ұзақ мерзімді аса жүктелулерді жою РҚның өзінен жуаптылығы кем тұтыншыларды немесе аса жүктелген трансформаторды ажырату арқылы орындалады.

Осылайша, трансформатордың аса жүктелуден қорғау персонал- мен немесе автоматты түрде жойылмаған жағдайда іске қосылуы тиіс.

Кернеуді көтеру. Трансформаторлар үшін қаупті кернеудің көтерілуі 500-1150 кВ тораптарда үлкен сыйымдылықытық өткізгіштігі бар ұзын электр берілу желілерін біржақты ажырату кезінде туындйды. Кернеудің көтерілуі трансформатордың магнит-ті проводына магниттік индукцияның көтерілуіне әкеліп соғады. Осының есесінен трансформаторда магниттелу токтары мен құйын-ды токтар өсе түседі. Бұл токтар орамалар мен трансформатор өзекшесін қызуына әкеледі, осының салдарынан орамалардың орамалары балқып, өзекшенің « темірінің өрті » пайда болады. Кернеу деңгейі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым рұқсат етілу уақыты аз болады.

Толық емес фазалық уақыт. Автотрансформаторларда ( АТ ) жоғарғы немесе орташа кернеулерді бірнеше фазалармен ажыраты- луы (немесе қосылуы ) кезінде толық емес фазалық режимнен алы- натын РҚ қарастырылған. Бұл РҚ автотрансформаторларда ажыра-тылуына қосылуы тиіс. Мұндай РҚ орнту қажеттілігі аталған режмиде дәл осы қосалқы станцияның автотрансформаторына параллелъ жалғанған, екінші автотрансформатордың ажыратылуы-мен туындайды.

Трансформатор багындағы май деңгейін орама деңгейінен төмен деңгейге дейін төмендету. Бұл бакта тесік пайда болғанда немесе сыртқы температура күрт төмендегенде орын алады. Бұл ораманың бұзылуына әкеліп соғады.

Автотрансформаторлардың ерекшеліктері. Автотрансформа-торлардың бірнеше ерекшеліктері бар, оларды орнатылымдарды есептегенде немесе РҚ орындағанда ескеру қажет. Суретте төмендеткіш трансформатордың және автотрансформаторлардың сызбалары келтірілген. Соңғысын екінші реттік орамасы бірінші реттік орамамен үйлестірілген деп қарастыруға болады. Трансформаторлар мен автотрансформаторда токтардың таралуы әртүрлі.

Трансформаторларда бірінші реттік ток I₁ бірінші реттік орам

W₁ бойынша, ал екінші реттік I₂ тогі – екінші реттік орам W₂ бойынша ағады. Автотрансформаторда I₁ тогі бірінші реттік ораманың бір бөлігімен ғана ағады, бұл бөлік тізбектік деп аталады. Жалпы деп аталатын екінші реттік W₂ орамасында I_общ=I₂ – I₁ тогі ағады, бұл ток трансформатордың екінші реттік орамасындағы тогінің I₁ тогінің мәнінен төмен болады. Автотрансформаторлардың екінші реттік тогі болып I₂= I₁ + I_общ тогі саналады. Төменде РҚ үшін мәні бар автотрансформаторлар-дың ерекшеліктері қарастырылған:

1. Тансформаторларға қарағанда автотрансформатор қуатының екі мәнімен сипатталады:номиналды S_прох мәнімен және типтік есептік S_расч мәндерімен. Өтпелі немесе номиналды деп автотрансформатордың бірінші реттік орамасының екінші реттік орамасына берілетін шектік жұмыстық қуаты:

S_прох=U₁I₁ –U₂I₂

Есептік деп трансформатор мен автотрансформатордың орамалары мен магнитті өткізгіштігінің параметрлері есептелінетін қуаты. Ол орамалар бойынша өтетін токтар және олардың түйіндеріндегі кернеулерімен анықталынады, яғни

S_расч=U_{обм *} I_обм

Ораманың жалпы бөлігінің есептік қуаты S_общ=U₂ (I₁ –I₂), ал тізбектік бөлігінің қуаты S_посл=(U₁ –U₂)* I₁ . Осы екі теңдеуді салыстырар болсақ, S_общ=S_посл екенін анықтауға болады. Бұл дегеніміз автотрансформаторлардың жалпы және тізбектік орамалары бір есептік қуат бойынша есептелуі тиіс:

S_расч=(U₁ –U₂)* I₁= U₁I₁(1- U₂ /U₁ ) =(1-1/К_а )

Мұндағы К_а – трансформация коэффициенті, ол U₁/U₂=W₁/W₂ тең.

К_выг- тиімділік коэффициенті, ол автотрансформатордың өлшемін анықтайтын S_расч мәні автотрансформатордың номиналды қуатынан S_прох қаншалықты төмен екенін көрсетеді:

К_выг=(1-1/K_а)=(U₁ –U₂)/U₁=(W₁-W₂)/W₁

Дәл осындай номиналды қуатты трансформатор S_прох мәні бойынша есептелінеді, яғни қуат бойынша трансформатор автотрансформатордан 1/K_а есе үлкен. Осының нәтижесінде автотрансформатордың магниттік өткізгіштігі мен орамдар өлшемдері автотрансформатордың магниттелу тогі РҚ параметрлерін есептегенде S_расч бойынша анықталады.

2. Автотрансформаторларда екінші реттік тізбек электрлік түрде бірінші реттік тізбекпен байланысқан, сондықтан жоғарғы кернеу торабындағы бір фазаны жерге тұйықтағанда орташа кернеу торабындағы зақымдалмаған фазалардың потенциалы (жерге байланысты) жоғарғы кернеу торабындағы фазалық кернеу мәніне көтеріледі. Мұндай көтерілу болмас үшін автотрансформатор нейтралі міндетті түрде жерге тұйықталуы тиіс.

3. Үшфазалық күштік үшбұрышша жалғанған үшінші орамасымен жалғанады. Ол үшінші және үшке бөлінетін магниттік ағындар гамоникаларын тұйықтау үшін және тораптағы кернеудің симметриясын жақсарту үшін арналған.

Сур. 8.2. Автотрансформаторлар және трансформаторлар орамаларындағы токтің таралуы.

Сур. 8.3. ЖК жағындағы жерге тұййықталмаған автотрансформаторлардың ОК-гі кернеу ұлғаюы.

Қосымша үш орамасының автотрансформаторлардың бірінші және екінші орамалары бар магниттік байланысы бар. Ол 6-35кВ кернеуге орындалған жәнет тұтынушыларды, генераторларды және төменгі кернеуге қосуға қолданылады. Қосымшы орамасы бар автотрансформаторлар үш орамады трансформаторларға ұқсас. Үшінші орамы бар болған жағдайда кейбір режимдерде I_общ айырмасы емес, I₁+ I₂ қосындысына тең болады. Үшінші ораманың номиналды қуаты автотрансформатордың есептік қуатына тең деп қабылданады.