13. Систематические и аварийные перегрузки трансформатора

Перегрузка трансформатора – это режим работы, при которой расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Такой режим соответствует нагрузке выше номинальной мощности трансформатора или температура охлаждающей среды при данной эксплуатации будет больше принятой расчетной. Различают систематические и аварийные перегрузки. Допустимые систематические перегрузки трансформатора могут возникать систематически за счет неравномерности нагрузки в течение суток и лимитируются износом изоляции. Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях. Например, при выходе из стоя одного из двух параллельно включенных трансформаторов. Допустимость аварийных перегрузок лимитируется не износом изоляции, а предельно допустимыми температурами для электрической обмотки и масла. Например, температура обмотки не должна превышать 140°С. Аварийные перегрузки вызывают повышенный износ витковой изоляции. Различают 2 вида аварийных перегрузок: кратковременные и длительные, зависящие от предшествующей нагрузки. Значения допустимой аварийной перегрузки определяется в соответствии с государственным стандартом (ГОСТ). ГОСТ-14209-85, в зависимости от коэффициента начальной нагрузки и температуры охлаждающей среды во время возникновения перегрузки и длительности перегрузки. Максимальная аварийная перегрузка не должна превышать двукратного значения номинальной мощности трансформатора. Трансформатор с системой охлаждения М, Д, ДЦ при первоначальной нагрузке, составляющей не более 90% номинальной мощности, допускают перегрузку на 40% в течение 6 часов при температуре 20°С и допускают перегрузку на 30% в течение 4 часов при температуре 30°С.

15. Многообъемные и малообъемные масляные выключатели

Масляные выключатели в зависимости от конструктивных особенностей подразделяются на выключатели с большим объемом масла (баковые или многообъемные) и выключатели с малым объемом масла (малообъемные или маломасляные).

Выключатели с большим объемом масла в основном применяются в открытых распределительных устройствах напряжением 35-220 кВ. В многообъемных масляных выключателях масло может являться либо только дугогасящей средой, либо одновременно дугогасящей средой и изоляцией между разомкнутыми контактами одного полюса (и контактами соседних полюсов, если все полюсы находятся в одном баке).

В малообъемных масляных выключателях масло используется только для гашения дуги, поэтому объем масла в них относительно невелик, а изоляция токоведущих частей осуществля­ется при помощи воздуха, фарфора, синтетических смол и других твердых диэлектриков.

Благодаря малому объему масла и прочной конструкции бач­ков, маломасляные выключатели считают взрыво- и пожаробезопасными, что увеличивает безопасность обслуживания выключателей и упро­щает установку их в закрытых распределительных устройствах и КРУ.

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распро­странение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех на­пряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструк­ций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими ма­териалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «горшковые». Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение имеют выключа­тели 6 – 10 кВ подвесного типа (рис. 2.1, а, б). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрены один разрыв контактов и дугогасительная камера.

 

 

Рис. 2.1. Конструктивные схемы маломасляных выключателей:

1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвижный контакт;

4 – рабочие контакты

По конструктивной схеме, показанной на рис. 2.1, а,изготовляются выключатели ВМГ-10 (выключатель масляный горшковый) и ВПМ-10, а ранее изготов­лялись выключатели ВМГ-133. По конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, б, изготовляются выключатели серии ВМП (выключатель маломасляный подвесной). При больших номинальных токах ограничиваться одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусмат­ривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бачка (рис. 2.1, в). При больших отключаемых токах на каждый полюс имеются два дугогасительных разрыва (рис. 2.1, г). По такой конструктивной схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позво­ляют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 12000 А).

Специально для КРУ выдвижного исполнения разработаны и изго­товляются колонковые маломасляные выключатели серии ВК по конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, д. Для установок 35 кВ и выше корпус колонковых выключателей фарфо­ровый, заполненный маслом (рис. 2.1, е).В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на фазу, при больших напряжениях − два и более разрывов.

Достоинствами маломасляных выключателейявляются небольшое коли­чество масла, относительно малая масса, более удобный, чем у баковых выключателей, доступ к дугогасительным контактам, возможность созда­ния серии выключателей на разное напряжение с применением унифициро­ванных узлов.

Недостатки маломасляных выключателей:

- взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей;

- невозможность осуществления быстродействующего АПВ;

- необходимость периоди­ческого контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках;

- трудность установки встроенных трансформаторов тока;

- относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей: закрытые распре­делительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и откры­тые распределительные устройства 35, 110 и 220 кВ.

Многообъемные масляные выключатели подразделяют на выключатели без специальных дугогасящих устройств ( со свободным разрывом дуги в масле) и на выключатели с организованным гашением дуги при помощи различных дугогасительных камер, ускоряющих гашение дуги и увеличивающих отключающую способность выключателя. 

Многообъемные масляные выключатели со специальными устройствами для гашения дуги применяются для ускорения процесса гашения дуги, повышения величины предельно отключаемой мощности.

Многообъемные масляные выключатели подразделяют на выключатели с простым ( свободным) разрывом дуги в масле ( без дугогасительных камер) и на выключатели с дуго-гасительными камерами, ускоряющими гашение дуги и увеличивающими отключающую способность выключателя

В многообъемных масляных выключателях чаще продольного применяют поперечное дутье. При движении подвижного контакта / вниз между ним и неподвижным контактом 2 возникает дуга 3 и образуется газовый пузырь. В верхней части камеры повышается давление, которое гонит масло через отверстие в перегородке в нижнюю часть камеры, как показано стрелкой. Здесь движение масла через выхлопные каналы 4 заставляет дугу изгибаться и принимать зигзагообразую форму. Кроме того, дуга прижимается к перегородкам, что усиливает ее охлаждение и деионизацию.

В многообъемных масляных выключателях масло используется для гашения электрической дуги, охлаждения, изоляции токоведу-щих частей друг от друга и от корпуса бака. В малообъемных масляных выключателях масло используется только для гашения дуги. Изоляция токоведущих частей их осуществляется с помощью воздуха и изоляционных материалов