книги из ГПНТБ / Церазов, А. Л. Электрическая часть тепловых электростанций учебник

Между собой и чередованием фаз подаваемого на первичные обмотки напряжения.

Группа соединения обмоток трансформатора харак­ теризует сдвиг фазового угла линейного напряжения

Рис. 3-2. Полярность выводов обмоток (первичной и вторичной) трансформатора,

а —при одинаковом направлении намотки обмоток; б — при различных направлениях намотки обмоток.

вторичной обмотки по отношению к напряжению пер­ вичной обмотки. Если у параллельно включенных транс­ форматоров сдвиги фазовых углов различные, то в кон­ туре, образованном этими трансформаторами, будет циркулировать ток. При некоторых сочетаниях групп па­ раллельно включенных трансформаторов передача мощ­ ности через них вообще невозможна (когда на вторич­ ных обмотках фазовые углы напряжения трансформато­ ров различаются на 180°, трансформаторы фактически находятся в режиме короткого замыкания).

У первичной и вторичной обмоток одинаковая по­ лярность определяется совпадением по фазе векторов э. д. с. или напряжения, вызванных общим магнитным потоком в магнитопроводе. Одинаковая полярность кон­ цов обмоток на схемах обозначается точкой (рис. 3-2). За условное положительное направление э. д. с. и на­ пряжения принимается направление напряжения в об­ мотке высшего напряжения от конца обмотки X к на­ чалу обмотки А (к выводу — к точке, показывающей полярность обмотки). При одинаковом направлении намотки обмоток векторы напряжения первичной и вто­ ричной обмоток совпадают по фазе, при разном направ­ лении намотки — вектор напряжения вторичной обмотки сдвинут по фазе на 180° по отношению к вектору на­ пряжения первичной обмотки.

60

Рассмотрим группы соединений трехфазиых двухоб­ моточных трансформаторов (построение групп соедине­

ния для третьей обмотки трехобмоточных трансформа­ торов производится аналогично). На рис. 3-3,а обе

Рис. 3-3. Группы соединения трехфазного двухобмоточного трансфор­ матора.

обмотки соединены в звезду, полярности обмоток оди­ наковые, напряжения на выводах первичных и вторич­ ных обмоток совпадают по фазе. По аналогии с цифер­ блатом часов, на котором большая минутная стрелка

61

часов совмещается с вектором фазы А высшего напря­ жения, а малая часовая стрелка — с вектором фазы а обмотки низшего напряжения, такой группе присвоено название Y/Y—0 (звезда — звезда — ноль).

На рис. 3-3,6 в соответствии с полярностью обмоток вектор напряжения фазы а низшего напряжения ока­ зался направленным (от выводов) от начала обмотки к концу. Это приводит к сдвигу фазовых углов напря­ жений первичных и вторичных обмоток на 180°. Такая группа соединения получила название Y/Y—6 (звезда —

3-5. СИЛОВЫЕ АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ

Автотрансформаторы отличаются от трансформаторов тем, что обмотки имеют не только электромагнитные связи, но и электрические. Силовые автотрансформато­ ры применяются только трехобмоточные. Определяется это необходимостью иметь в мощном трансформаторе хотя бы одну из обмоток (иногда несколько обмоток: А/А/А—0, 0, 0), соединенной в треугольник для улучше­ ния формы кривой напряжения [Л. 15]. Это не преду­ сматривается только у трансформаторов 6—35/0,4 кВ. Наличие третьей обмотки, соединенной в треугольник, приводит к компенсации э. д. с. третьей гармоники и улучшению формы кривой напряжения. В автотранс­ форматоре связанные электрически обмотки высшего и среднего напряжения не могут быть соединены в тре­ угольник, они должны быть соединены в звезду для заземления нейтрали. В треугольник у автотрансформа­ тора может быть соединена только обмотка низшего напряжения.

Силовые автотрансформаторы не применяются там, где сети высшего и среднего напряжения работают

62

Последнее показывает, что при работе в режимах передачи мощности с низшего напряжения на среднее и высшее выгодность автотрансформатора пропадает, ибо приходится выбирать автотрансформатор завышен­ ной номинальной мощности.

3-6. НАГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Режимные условия, которые положены в основу выбора мощности трансформаторов на ТЭС, разбираются в § 6-5. Здесь дается представление о допустимых пере­ грузках трансформаторов.

В условиях эксплуатации графики нагрузок потреби­ телей бывают весьма неравномерными в течение суток (§ 1-3). Сохраняя расчетный срок службы трансформа­ тора, его можно перегружать в часы максимума нагруз­ ки настолько, чтобы повышенный износ изоляции за вре­ мя перегрузки уравнове­ шивался недоиспользова­ нием запланированного старения изоляции в ча­ сы минимума нагрузки.

Такая перегрузка получила название нормальной систе­ матической перегрузки. Ее величина определяется не­ равномерностью графика нагрузки, способом охлаждения трансформатора, постоянной времени нагрева трансфор­

матора.

ГОСТ 14209-69 задаются для разных типов транс­ форматоров кривые перегрузочных способностей кг —

нагрузки трансформаторов преобразуется к двухступен­ чатому графику нагрузки (рис. 3-6). При этом длитель­ ность пиковой нагрузки ta подбирается с таким расче­ том, чтобы 5 П>0,93 Диакс Для каждой ступени нахо­ дится эквивалентное с точки зрения нагрева трансфор­ матора значение равномерных мощностей Si и Sn по закону

(3-7)

Зная относительную нагрузку трансформатора на первой ступени графика &i= Si/SH.Tp и продолжитель­ ность пиковой нагрузки tn, по кривым, аналогичным кривым на рис. 3-7, находится допустимая перегрузка

допускается аварийная перегрузка на 40% сверх номи­ нальной в случае аварийного отключения другого па­ раллельно работавшего трансформатора. Такая пере­ грузка допускается в течение не более пяти суток на время максимумов нагрузки продолжительностью не бо­ лее 6 ч в сутки (при этом должны быть включены вен­ тиляторы дутья, резервные радиаторы, охладители и т. д.). При соблюдении указанных условий номиналь­ ная мощность каждого из двух выбираемых для пита­ ния ответственных потребителей трансформаторов дол­ жен удовлетворять условию

Гла в а ч е т в е р т а я

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

41. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Короткие замыкания (к. з.) подразделяются на симмет­ ричные и несимметричные. В табл. 4-1 показаны воз­ можные виды коротких замыканий и их условные обо­ значения.

66

Симметричным к. з. является трехфазное к. з. /С(3), при котором три фазы замыкаются одновременно на одинаковой удаленности от источника тока.

Кнесимметричным к. з. относятся: двухфазное к. з. К(2), когда замыкаются между собой две фазы установ­

>гу

ванной нейтралью происходит простое замыкание фазы на землю, рассматриваемое в § 11-2 ); двухфазное к. з. на землю представляет собой одновременное за­ мыкание двух фаз на землю в сетях с заземленной ней­ тралью.

Все замыкания происходят вследствие нарушения изоляции фаз относительно земли или нарушения междуфазной изоляции. Нарушение изоляции может быть вызвано естественным ее старением; механическими повреждениями (повреждение изоляции проводов при многократных перегибах, повреждением изоляции кабе-

лей при земляных работах и др.); тепловым поврежде­ нием изоляции (длительная работа с токами, превы­ шающими допустимые значения и продолжительности); загрязнением поверхности опорной и подвесной изоля­ ции голых токоведущих частей. Причиной к. з. могут быть еще случайные набросы проводниковых материа­ лов (или попадание животных) на голые токоведущие фазы электроустановок, а также ошибочные операции эксплуатационного персонала (включение на забытые переносные заземления; неправильные действия с разъе­ динителями) .

Короткие замыкания вызывают многократное увели­ чение токов в поврежденных фазах, глубокое снижение напряжения в ближайших узлах электрической системы. Короткие замыкания могут не только вызвать повре­ ждение отдельных аппаратов или машин, но и привести к очень тяжелым авариям в электрических системах (потеря синхронизма у отдельных мощных агрегатов или частей системы, приводящая к расстройству работы всей системы).

Чтобы предотвратить тяжелые последствия, вызывае­ мые к. з., необходимо правильно выбирать электрообо­ рудование, принимать меры для сохранения устойчиво­ сти параллельной работы в системе. Для этого надо уметь рассчитывать токи к. з. и определять вызванные ими снижения напряжения на узлах сети.

4-2. ТРЕХФАЗНОЕ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ

Рассмотрим процесс, происходящий при трехфазном к. з. в простейшей схеме передачи электроэнергии от шин системы неограниченной мощности (Sc=oo; Um = —const) к потребителю (рис. 4-1). Фазные напряжения для трехфазной схемы должны быть записаны в виде

Ua — Um siti (cot —f-'Ct) ,

(4-1)

где в силу неограниченной мощности системы Vm= const. Трехфазное к. з. является симметричным, поэтому для выяснения процесса к. з. достаточно решить диффе-

68

Рис. 4-1. Внезапное трехфазное короткое замы­ кание.

69