книги из ГПНТБ / Геллер Б. Импульсные процессы в электрических машинах

Наоборот, если волновое сопротивление z очень мало (lim 2 = 0), то для не слишком больших времен имеем:

В этом случае напряжение ир;А достигает своего ко­ нечного значения только после довольно длительной задержки. В момент времени непосредственно после при­ ложения импульса к обмотке Î можно пользоваться приближенным выражением:

Результирующее напряжение на изолированном кон­ це А с учетом только основной частоты свободных коле­

Тогда .максимум напряжения в момент я/ші будет:

Если регулировочная обмотка выполнена в виде двухзаходной винтовой (рис. 7-37), точка А будет кон-

250

цом первого, а точка В — концом второго захода. Гео­ метрически эти точки находятся рядом. Разница напря­ жений между ними при импульсном воздействии

ке в виде двухзаходной винтовой.

1—3 — см. рис. 7-33.

Если регулировочная обмотка выполнена в виде двой­ ной слоевой (рис. 7-38,6), напряжение точки А оказы­ вается приложенным целиком между соседними точками А и ß . В этом случае имеем:

ных на трансформаторе со следующими данными: диа­

обмоток 450 мм.

Напряжения на регулировочной обмотке, выполнен­ ной в виде двухзаходной винтовой, показаны на следую­ щих осциллограммах: рис. 7-39 (напряжение на изолиро­ ванном конце А) и рис. 7-40 (напряжение в середине В обмотки) при падении импульса на конец основной

251

обмотки и при разомкнутой обмотке низшего напряже­ ния (z=oo); рис. 7-41 и 7-42 — т о же, но при обмотке низшего напряжения, нагруженной на сопротивление 50 Ом. Из осциллограмм видно, что при малом волновом сопротивлении нагрузки перенапряжениями можно пре-

Напряжение на изолированном конце А регулировоч­ ной обмотки при разомкнутой обмотке низшего напря­

252

Измерение с поправкой на затухание дало:

Дугогасящие катушки (катушки Петерсена) часто применяются в сетях среднего напряжения.

Если нейтраль трансформатора заземлена через дуго­ гасящую катушку (рис. 7-45), то для определения пере­ напряжений следует прежде всего по­ строить емкостное начальное распреде­ ление напряжения в обмотках транс­ форматора и катушки, соответствую­ щее падению волны по трем фазам. На­ пряжение на дугогасящей катушке так мало, что практически можно принять его равным нулю.

253

Это означает, что трансформатор, заземленный через дугогасящую катушку, при импульсе ведет себя так же, как трансформатор с изолированной нейтралью.

Кривые напряжений при импульсе представлены на рис. 7-46.

Теорию свободных колебаний напряжения в транс­ форматорах, заземленных через дугогасящую катушку, учитывающую в первую очередь основные гармоники, разработал Стефанидес (Staphanides) [Л. 7-10].

Рис. 7-46. Начальное (7) и квази­ стационарное (2) распределения напряжений при падении импуль­ са на трансформатор с дугогася-

X щей катушкой.

Трансформа­ Ыугогасящая

тор катушка.

В дальнейшем авторами было дано приближенное решение, которое исходит из того, что изменение напря­ жения на входе дугогасящей катушки соответствует из­ менению напряжения на изолированной нейтрали транс­ форматора.

Для этого случая согласно (2-47) :

где Lu Си Kt — индуктивность, емкость на землю и про­ дольная емкость обмотки трансформатора.

Благодаря линейности переходного процесса влияние каждой отдельной временной гармоники напряжения на входе дугогасящей катушки на напряжения внутри ка­ тушки может быть рассмотрено отдельно. Если распре­

254

катушки появляются только в случае резонанса, когда круговая частота гармоник напряжения на входе катуш­

больше индуктивности трансформатора, поэтому случай резонанса практически едва ли возможен и не следует опасаться перенапряжений внутри катушки. Правда,

на входе трансформатора. Осциллограммы, приведенные

255

Если параллельно регулировочной обмотке авто­ трансформатора включен разрядник, то его напряжение гашения должно выбираться из соотношений при корот­ ком замыкании обмотки низшего напряжения, так как при этом на регулировочной обмотке возникает повыше­ ние напряжения промышленной частоты \

Чтобы выяснить соотношения при импульсах напря­ жения в автотрансформаторах, Росьер (Rossier), Фрой-

са на ввод 150 кВ, а на рис. 8-5,6 — осциллограмма на­ пряжения на изолированном вводе 150 кВ при воздейст­ вии импульса на ввод 220 кВ.

Амплитуда перенапряжения на вводе 220 кВ превы­ шает амплитуду падающего на ввод 150 кВ импульса в 2,6 раза.

Это показывает, что импульсное напряжение может увеличиваться при передаче его из одной сети в другую через автотрансформатор. Перенапряжение, следова­ тельно, должно быть ограничено включением между обо­

чисел витков обмоток автотрансформатора напряжение гашения раз­

258

вочную обмотку, включенную в этом месте, напряжение на которой не должно быть очень большим. Это может быть достигнуто экранированием регулировочной обмот­ ки или регулированием распределения напряжения с по­ мощью нелинейных сопротивлений. Можно также до­ биться этого применением слоевой регулировочной обмотки.

В схеме с регулировочным трансформатором, пока­ занной на рис. 8-2,а, регулировочная обмотка непосредст­ венно подвергается воздействию импульса напряжения, падающего со стороны низшего напряжения. Необходи­ мо, следовательно, защищать регулировочную обмотку разрядником.

Что касается перенапряжений в самом автотрансфор­ маторе, то они особенно существенны в последователь­ ной обмотке (/—2), поскольку ввод низшего напряже­ ния, нагруженный на одну или более отходящих линий, может рассматриваться как практически заземленный при падении волны напряжения со стороны линии высо­ кого напряжения. Это приводит к тому, что все импульс­ ное напряжение оказывается приложенным к последо­ вательной обмотке. Здесь выявляются преимущества подсоединения одного разрядника параллельно последо­ вательной обмотке [Л. 4-8 и 8-19].

Чтобы обеспечить хорошие характеристики последо­ вательной обмотки при импульсном напряжении, она должна быть выполнена с большой продольной емкостью и быть либо экранированной слоевой, либо переплетен­

Использование в автотрансформаторе различных ти­ пов обмоток для последовательной и общей обмоток мо­ жет дать преимущества.

Ниже приведены результаты экспериментального исследования (Л. 4-49], проведенного на модели авто­ трансформатора с коэффициентом трансформации 2 : 1 . Масштаб геометрических размеров модели был пример­

Основные обмоточные данные последовательной об­ мотки приведены в табл. 8-1, а общей — в табл. 8-2.

На каждой обмотке было сделано большое количество отпаек по всей длине.