книги из ГПНТБ / Маринов, И. А. Устройство и эксплуатация преобразовательных подстанций городского электротранспорта учеб. пособие

тока, к которым через индуктивные делители тока подсоединяются параллельные ветви вентилей. Для удобства доступа к ошиновке боковые стенки шкафа выполняют съемными.

Параллельные ветви вентилей одной фазы располагаются в шка­ фу друг над другом, но вентили одной фазы смещены по глубине шкафа относительно вентилей другой фазы (см. рис. 134). Таким образом, воздух, нагретый вентилями ниже расположенной фазы, проходит мимо охладителей вентилей фазы, расположенной выше, не нагревая их. Кроме того, охладители вентилёй имеют большие размеры и соответственно большую активную плбщадь охлажде­ ния, чем у выпрямительных блоков с принудительным воздушным охлаждением. Резисторы цепочки Rm располагаются над охлади­ телями.

Для удобства обслуживания внутри шкафа выпрямительного блока имеются две лампы освещения, включение и отключение ко­ торых производят выключателем, расположенным на двери.

Шкафы управления ШУЛЕ по своей конструкции и расположе­ нию аппаратуры и приборов такие же, как и у выпрямителей с при­ нудительным воздушным охлаждением. Отличаются они отсутстви­ ем аппаратуры для управления вентилятором и наличием указа­ тельных реле (бленкеров) сигнализации обрыва вентилей.

Описание схемы управления и автоматики выпрямительного аг­ регата дано в главе VIII.

На кафедре электрического транспорта МЭИ был разработан управляемый преобразователь, который прошел испытания и опыт­ ную эксплуатацию на одной из тяговых подстанций Москвы. Внед­ рение управляемых выпрямителей позволит освободиться от быст­ родействующих выключателей на стороне выпрямленного тока и. значительно упростить распределительные устройства 600 в.

На рис. 135 представлена схема управляемого кремниевого пре­ образователя с питанием от трансформатора с соединением обмо­ ток звезда — две обратные звезды с уравнительным реактором.

Управляемый преобразователь выполнен на базе неуправляемо­ го преобразователя ВАКЛ-2000/600-Н путем замены двух диодов,

вкаждом вентильном плече преобразователя на тиристоры 77 и Т2,

спомощью которых происходит отключение преобразователем си­ лового тока при подаче импульсов управления. Для защиты от ком­ мутационных перенапряжений параллельно каждому тиристору включается цепочка R—С.

Схема управления силовыми тиристорами представлена на рис. 136. Она состоит из шести блоков БУ1-1-БУ6, подающих им­ пульсы управления каждый на свое плечо преобразователя.

Работа блока управления происходит следующим образом. При появлении на тиристорах данного плеча положительного напряже­ ния в точке естественной коммутации на входной обмотке WBX трансформатора насыщения ТН появляется импульс напряжения. Это достигается путем подачи на входную обмотку трансформатора ТН напряжения, совпадающего с напряжением данного плеча. Тиристор 77 открывается и пропускает часть синусоиды, поданной

181

на клеммы 5—6 на входные обмотки импульсных трансформаторов ИТХи ИТ% Вторичные обмотки импульсных трансформаторов под­ ключены через ограничительные сопротивления Rs1—RsVI к управ-

6 -юкВ А_

С

Рис. 135. Силовая схема управляемого преобразователя ВАКЛУ-1000/600-Н:

ляющим р—«-переходам силовых тиристоров. Появление импульсов напряжения на них приводит к включению силовых тиристоров дан­ ного плеча. Обратный заброс напряжения на выходных обмотках импульсных трансформаторов снимается диодами D&—DsVI. Со­ противление R3 служит для ограничения тока управления тиристо-

182

pa Tl, а диод D7 для снятия обратного импульса с выходной обмот­ ки ТН. Конденсатор С1 и сопротивление R2 исключают возмож­ ность преждевременного включения тиристора Т1 из-за помех.

Рис. 136. Схема управления и защиты управляемого кремниевого выпрямителя ВАКЛУ- 1000/600-Н:

ТПСУ — трансформатор питания системы управления, БЗ — блок защиты, БУ1 — БУ6 -

~блоки управления тиристорами каждой фазы

Все блоки управления выполнены одинаково, но подключены к разным фазам трансформатора питания системы управления. От­ ключение управляемым преобразователем токов коротких замыка­ ний осуществляется блоком защиты БЗ следующим образом. При коротком замыкании на линии от датчика коротких замыканий по­ дается управляющий импульс на тиристор защиты Гзащ. Тиристор

183

открывается и подключает обмотки управления трансформато­ ра насыщения к источнику постоянного напряжения от выпрямите­ ля Д1—Д6. Протекание тока по обмоткам управления вызывает намагничивание сердечников трансформаторов насыщения и ведет

кисчезновению импульсов с силовых тиристоров, а следовательно,

ик отключению управляемого преобразователя.

Питание блоков управления и защиты осуществляется от вто­ ричных обмоток силового трансформатора, через трансформатор питания системы управления ТПСУ.

§ 24. Э К С П Л У АТ АЦ И Я КРЕМ НИ ЕВЫ Х ВЫ ПРЯМИТЕЛЕЙ

Перед включением агрегата в работу производится проверка плотности всех контактных соединений (как болтовых, так и выпол­ ненных на пайке), 'исправность резисторов и конденсаторов и рас­ пределение тока по параллельным ветвям, электрической прочности и сопротивления изоляции токоведущих частей, затяжку вентилей (вентили должны плотно прилегать к охладителям), отсутствие оки­ си на поверхности силуминовых охладителей. В случае обнаруже­ ния окиси следует зачистить поверхности до блеска и смазать тех­ ническим вазелином.

Электрическая прочность изоляции токоведущих частей агрега­ та относительно корпуса испытывается напряжением переменного

Сопротивление изоляции токоведущих частей относительно кор­ пуса и между цепями электрически несвязанными должно быть не

У выпрямительных агрегатов с принудительным охлаждением сле­ дует снять двигатель вентилятора, удалить консервирующую смазку из подшипников и заложить новую.

Во время работы агрегата необходимо контролировать величину нагрузки, работу вентилятора, температуру охлаждающего воз­ духа.

Температура охлаждающего воздуха нормально не должна пре­ вышать 40° С. При повышении температуры сверх 40° С на каждый градус превышения температуры нагрузка на выпрямитель.должна быть снижена на 1%. При прекращении потока охлаждающего воз­ духа от вентилятора и отсутствии схемы автоматического включе­ ния вентилятора, агрегат должен быть отключен.

При появлении сигнала от схемы контроля состояния вентилей о пробое вентиля или обрыве последовательной цепи, необходимо включить резервный агрегат, отключить агрегат с поврежденными вентилями и произвести проверку вентилей и электрических соеди­ нений в поврежденной фазе, а также исправность резисторов.

184

Ввертывание вентиля и винтов для присоединения вспомогатель­ ных цепей в силуминовый охладитель производят с применением жирно-графитовой смазки на тощей основе (типа «Циатим»), Пе­ ред ввертыванием вентиля контактное поле силуминового охладите­ ля, имеющее серебряное покрытие, необходимо осторожно очистить ветошью, пропитанной техническим вазелином, затем протереть ветошью, смоченной неэтилированным бензином; никелированное поле вентиля протереть ветошью, смоченной тем же бензином.

В случае выхода вентиля из строя он должен быть заменен вен­ тилем соответствующего класса и группы.

Не реже одного раза в три месяца делают ревизию выпрямите­ ля. Во время ревизии производят чистку от пыли всех блоков, вен­ тилей и других элементов, проверку контактных соединений, целость резисторов, измеряют обратное сопротивление вентилей, контроли­ руют состояние вентилей (пробит, не пробит), измеряют сопротив­ ление вентилей в прямом направлении (проверяется целостность контакта внутри вентиля), проверяют затяжку вентилей. Измерение сопротивлений производят авомметром (тестером) с низковольт­ ным батарейным питанием.

У выпрямительных блоков с принудительным воздушным ох­ лаждением один раз в полгода производят осмотр подшипников двигателя вентилятора со сменой смазки. Рекомендуется смазка УТ-1-13.

Смазка для подшипников должна храниться только в закрытых банках и для того, чтобы вынуть ее из банки, необходимо пользо­ ваться только чистой металлической или текстолитовой пластинкой. При всех операциях нельзя дотрагиваться до подшипников голыми руками. Смазка, тряпки, бумага и инструмент, применяемые при работе с подшипниками, должны быть абсолютно чистыми и сухи­ ми. Тряпки должны быть не ворсистыми.

При замене смазки подшипник предварительно промывают в чистом сухом трансформаторном масле. Для исключения поврежде­ ния подшипника или вала двигателя в процесе снятия подшипника с вала, желательно промывку подшипника и смену смазки произво­ дить без снятия его с вала.

При эксплуатации подшипников необходимо следить за тем, чтобы температура подшипника не была выше 90° С и не наблюда­ лось повышенного шума или вибрации.

При необходимости замены подшипника следует внимательно осмотреть посадочные места на валу и в подшипниковом щите. За­ боины, заусенцы, наклеп, небольшие вспучивания металла от мест­ ных задиров следует аккуратно зачистить личным напильником, мелкой наждачной бумагой или снять шабером. После этого поса­ дочное место необходимо тщательно промыть бензином и покрыть тонким слоем рабочей смазки. До установки подшипник осматри­ вают, чтобы убедиться в отсутствии коррозии и повреждении, рукой проверяют легкость его хода, а затем его подогревают в чистом су­ хом трансформаторном масле, температура которого должна быть

185

Г Л А В А V

ТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

§ 25. УСТРО ЙСТВО Т Р А Н С Ф О Р М А Т О Р О В

Трансформаторы, питающие преобразователи, преобразуют на­ пряжение и количество фаз поступающего от энергосистемы трех­ фазного переменного тока соответственно необходимой величине выпрямленного напряжения и принятой схеме выпрямления.

Трансформатор состоит из сердечника (магнитопровода) с об­ мотками высокого и низкого напряжения, заключенного в стальной бак с трансформаторным маслом.

Магнитопровод трансформатора во избежание больших потерь на вихревые токи собирают из тонких листов специальной транс­ форматорной стали, обладающей большой магнитной проницае­ мостью. Стальные листы изолируют друг от друга бумагой толщи­ ной около 0,04 мм или теплостойким лаком, собирают в «переплет» в пакеты в количестве, необходимом для обеспечения требуемого> сечения магнитопровода. Вертикальные части магнитопровода, на которые насаживается обмотка, называются стержнями, а горизон­ тальные — ярмами.

Во избежание замыкания между изолированными листами стержни и ярма скрепляют (стягивают) шпильками, изолирован­ ными трубками из бакелизированной бумаги.

Сечения стержней обычно имеют ступенчатую форму. На стерж­ ни надеваются обмотки, имеющие круглую форму. В пустотах, воз­ никающих между обмоткой и стержнем, циркулирует масло, улуч­ шая условия охлаждения трансформатора.

Обмотки в трансформаторах располагаются концентрично. В отличие от обычных промышленных трансформаторов у транс­ форматоров для питания выпрямителей обмотки высшего напряже­ ния (первичные) располагают непосредственно на стержнях, а об­ мотки низшего напряжения (вторичные) — снаружи. Это объяс­ няется тем, что трансформаторы выпускались ранее для питания ртутных выпрямителей и вторичные обмотки их чаще подвергались деформации от воздействия токов обратных зажиганий (т. е. токов коротких замыканий вторичных обмоток), поэтому они должны были быть более доступными для ремонтов. В настоящее время, несмотря на замену ртутных выпрямителей полупроводниковыми, конструкция трансформаторов не изменилась. Обмотки состоят из ряда секций с непрерывными переходами между ними. Секции рас­

187

полагаются таким образом, что между ними имеются зазоры, кото­ рые одновременно являются изолирующими и охлаждающими. По этим зазорам циркулирует охлаждающее масло или воздух (у су­ хого трансформатора).

Первичная обмотка трансформатора имеет ответвления для ре­ гулирования коэффициента трансформации в пределах ±5% . Под­ водимое напряжение не должно превышать более чем на 5% на­ пряжение данного ответвления, указанное

впаспорте трансформатора.

Утрансформаторов старых конструк­ ций каждое ответвление имеет свой вы­ вод через трехклеммовый проходной изо­ лятор на крышку трансформатора; пере­ ключения с одного ответвления на другие производятся пересоединением подводя­ щей шины или провода с вывода на вы­ вод. У современных трансформаторов пе­ реключение ответвлений производится при помощи специального переключателя, рукоятка которого выведена на крышку трансформатора. Переключатели могут быть однофазными и трехфазными. Пере­

ключение ответвлений производится на отключенном трансформаторе. Сущест­ вуют различные схемы выполнения от­

\2,з-Д2,з zi,2.3~ ответвле-

ветвлений: в начале обмоток, в конце об­ моток и др. На рис. 137 приведена одна из схем выполнения ответвлений с трехфазным переключателем.

Магнитопровод с обмотками (выемная часть трансформатора) помещается в бак, который заполнен изолирующим трансформа­ торным маслом. Поверхность бака, с которой тепло отводился в воздух, должна иметь достаточную величину. Для этого бак транс­ форматора делается волнистым, трубчатым, или с присоединенны­ ми трубчатыми радиаторами. В нижней части бака находится кран для спуска масла и присоединения фильтр-пресса и болт для при­ соединения заземления, а в днище бака — пробка для спуска осад­ ка и грязного масла. Бак трансформатора устанавливают на раметележке с катками.

На крышке трансформатора расположены проходные изоляторы для выводов первичной и вторичной обмоток, фланцы для присое­ динения трубопровода к расширителю предохранительной (выхлоп­ ной) трубы, фильтр-пресса и патрона термосигнализатора, привод­ ные рукоятки переключателей напряжения. Крышка трансформато­ ра связана с выемной частью четырьмя металлическими стержнями, на верхних концах которых имеются кольца (рымы) для подъе­ ма выемной части. Крышку трансформатора крепят к верхней раме бака болтами, расположенными по всему периметру. Между крыш­

кой и рамой прокладывают уплотнение из маслоупорной резины или пробки.

188

Для обеспечения постоянного заполнения бака маслом при раз­ личной температуре над крышкой трансформатора устанавливают расширитель, имеющий цилиндрическую форму. Объем его обычно равен 10% объема масла в баке трансформатора. Наверху у рас­ ширителя имеется отверстие для доливки масла, которое закрыто специальной пробкой, обеспечивающей вход и выход воздуха при температурном изменении объема масла.

На боковой стенке расширителя устанавливают маслоуказатель, снабженный специальным винтом, позволяющим производить чист­ ку или смену стекла маслоуказателя без спуска масла из расшири­ теля. На стенке расширителя около маслоуказателя наносят три черты, соответствующие уровню масла при температуре •—35, +15

и +35° С.

Чтобы загрязненное масло не могло попасть из расширителя в бак трансформатора, конец трубы, соединяющей расширитель с баком, выступает внутри расширителя несколько выше его дна. В нижней части расширителя находится отстойник-грязевик, куда попадает грязь и сконденсированная влага. Для спуска воды и грязного масла на дне грязевика имеется пробка.

Врассечке трубопровода, соединяющего расширитель с баком,

утрансформаторов мощностью 630 ква и более устанавливается газовое реле.

У трансформаторов мощностью 1000 ква и выше на крышке

имеется предохранительная (выхлопная) труба, которая служит для предупреждения повреждения бака трансформатора от чрез­ мерного внутреннего давления, возникающего вследствие интенсив­ ного разложения масла при серьезных внутренних повреждениях. Труба находится на крышке трансформатора со стороны расшири­ теля. Для того чтобы газы, направляющиеся через газовое реле в расширитель, не попали в выхлопную трубу, к нижней поверхности крышки со стороны масла в месте присоединения трубы привари­ вается кольцо, служащее барьером для газа. Верхнее выхлопное отверстие трубы закрывают стеклянной мембраной. В верхней час­ ти трубы имеется пробка для выхода воздуха.

На рис. 138 показан общий вид трансформатора ТМРУ-1200/10 на номинальную мощность 685 ква.

Термометрический сигнализатор 5 состоит из патрона, соединен­ ного капиллярной трубкой с манометром. Патрон, трубка и прибор заполнены жидкостью, которая с повышением температуры увели­ чивается в объеме и.увеличивает давление. Манометр показывает изменение давления. Шкала прибора отградуирована в градусах Цельсия. Патрон термометрического сигнализатора устанавливает­ ся в специальном стакане, опущенном в масло сквозь крышку транс­ форматора. Стакан также заполнен маслом.

§ 26. ТЕХНИЧЕСКИЕ Д АН Н Ы Е Т Р А Н С Ф О Р М А Т О Р О В

Первичная обмотка трансформатора может быть соединена в звезду или треугольник. При изготовлении трансформатора на одну

189