/
Текст
ТРАНСФОРМАТОРЫ
В.Ш АНШИН. Л.Г.КРАЙЗ. ВТ МЕЙКСОН
ТРАНСФОРМАТОРЫ
ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ТРАНСФОРМАТОРЫ
Выпуск 39
В. Ш. АНШИН, А. Г. КРАЙЗ, В. Г. МЕЙКСОН
ТРАНСФОРМАТОРЫ
ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ
Под редакцией А. Г. КРАЙЗА
шэ
мрсквд энеягоиздАт
ББК 31.261.8
А 74
УДК 621.314.21:621.365
Редакционная коллегия:
Г. В. Алексенко, Б. Б. Гельперин, Л. П. Кубарев, С. Д. Ли-
зунов, И.Ю. Мелешко, С. И. Рабинович, С. П. Розанов,
А. В. Сапожников, Л. Н. Шифрин
Аишин В. Ш. и др.
А74 Трансформаторы для промышленных электропе-
чей/ В. Ш. Аншин, А. Г. Крайз, В. Г. Мейксон;
Под ред. А. Г. Крайза — М.: Энергоиздат, 1982.—
296 с., ил. — (Трансформаторы; Вып. 39)
В пер. 1 р.
Освещены вопросы, связанные с особенностями режимов работы и
конструкции трансформаторов для промышленных электропечей. Рас-
смотрены их классификация, основные параметры и характеристики,
схемы регулирования, ©опросы изоляции и перенапряжений. Приведены
данные по электропечным трансформаторам для дуговых сталепла-
вильных, индукционных, руднотермических печей, установок элек-
трошлакового переплава.
Рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся
проектированием, эксплуатацией и ремонтом электропечных трансфор-
маторов.
2302030000-258 ББК 31.261.8
051(01)-82 ,66’82 6П2.1.081
Владимир Шаевич Аншин
Александр Григорьевич Крайз
Вадим Григорьевич Мейксон
ТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ
Рецензент Я. И. Жижмор
Редактор издательства Н. Б. Фомичева
Технический редактор Н. А. Власова
Корректор 3. Б. Драновская
ИБ № 923
Сдано в набор 19.10.81
Формат 84X10873 8
Печать высокая
Тираж 9000 экз.
Подписано в печать 26.03.82 Т-07865
Бумага типографская № 2 Гарнитура литературная
Усп. печ. л. 15,54 Уч.-изд. л. 17,55
Заказ 6 Цена 1 р.
Энергоиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10
Московская типография № 10 Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
1'13114. Москва. М-П4, Шлюзовая наб., 10
© Энергоиздат, 198£
ПРЕДИСЛОВИЕ
Электротермия является одной из важнейших обла-
стей применения электроэнергии для самых разнообраз-
ных технологических процессов, и ее роль в народном
хозяйстве страны непрерывно растет. В 1980 г. на нуж-
ды электротехнологии предусматривалось израсходовать
230 млрд. кВт-ч, или около 31% суммарного электропо-
требления в промышленности. Наиболее широкое приме-
нение электротермия получила в таких отраслях, как
черная, цветная металлургия и химическая промышлен-
ность. В 1975 г. предприятиями этих отраслей было из-
расходовано около 94,6; 92,5 и 91,6 млрд. кВт-ч, что
означает прирост по отношению к 1970 г. в 34; 38 и 45%
соответственно.
По электровооруженности труда первое место зани-
мает цветная металлургия, что обусловлено большим
удельным весом электротехнологических процессов для
этой отрасли в суммарном потреблении электроэнергии,
превышающем 66%. За пятилетие 1970—1975 гг. элек-
тровл>руженность труда возросла в черной металлургии
на 33%, и на электротехнологию было израсходовано
26 млрд. кВт-ч, а в химической промышленности соот-
ветственно 27% и 20,5 млрд. кВт-ч.
«Основные направления экономического и социально-
го развития СССР на 1981—1985 годы и на период до
1990 года» предусматривают определяющую роль в раз-
витии народного хозяйства и получении высоких конеч-
ных результатов базовых отраслей индустрии, в том числе
электроэнергетики, металлургии и др. В развитии метал-
лургии одновременно с ростом производства еще реши-
з
ТёЛьнее будет Проводиться лйнйй нА корённое улучше-
ние качества металла. Дальнейшее наращивание произ-
водства стали будет осуществляться путем развития
кислородно-конвертерного й электросталеплавильного
методов, в 1,6 раза будет обеспечен рост выпуска элек-
тростали и будет расширено производство стали мето-
дом специальных переплавов. Предусмотрено значитель-
но увеличить производство сталеплавильных электропе-
чей емкостью до 200 т.
Широкое внедрение электротермии в промышлен-
ность страны неразрывно связано с развитием электро-
оборудования для электрических промышленных печей,
важнейшими элементами которого являются специаль-
ные электропечные трансформаторы (ЭПТ) и трансфор-
маторные агрегаты. В соответствии с общим развитием
электротехнологии и, в частности, электропечестроения
ежегодно растет выпуск ЭПТ как по количеству изготов-
ленных единиц и их суммарной мощности, так и по чис-
лу типов и типоисполнений.
По сравнению с силовыми трансфер маторами общего
назначения и другими видами специальных силовых
трансформаторов ЭПТ имеют характерные особенности.
Они связаны с параметрами и режимами работы про-
мышленных электропечей различных типов и назначения
и касаются практически всех элементов ЭПТ и в первую
очередь их магнитной системы, обмоток, отводов, вво-
дов, переключающих устройств. Кроме того, с нимй свя-
заны особенности эксплуатации ЭПТ, ухода за ними и
проведения ревизий.
В настоящее время в отечественной технической ли-
тературе нет книги, посвященной ЭПТ и охватывающей
широкий круг связанных с ними вопросов на современ-
ном уровне. В [1.2] охватывались только вопросы рас-
чета одного из видов ЭПТ, и, кроме того, она в настоя-
щее время практически недоступна для широких чита-
тельских кругов.
Авторы настоящей книги являются работниками го-
4
лййного завода Московского производственного объеди-
нения Электрозавод им. В. В. Куйбышева (МЭЗ). При
отборе материала авторы стремились к тому, чтобы кни-
га была полезна специалистам, занятым проектирова-
нием промышленных электропечных установок и их экс-
плуатацией, а также ремонтом, модернизацией ЭПТ и
уходам за ними. Авторы надеются, что материал, содер-
жащийся в книге, представит определенный интерес так-
же и для работников трансформаторных заводов, на
которых проектируются и изготавливаются различные
ЭПТ.
Главы 1 и 2 (кроме § 2.6) написаны А. Г. Крайзом,
гл. 3 (кроме § 3.2), 4 и 5—В. Ш. Аншиным и В. Г. Мёйк-
соном. По просьбе авторов § 2.6 и 3.2 написаны
Г. Я. Шнейдером.
Авторы будут благодарны всем читателям за замеча-
ния и пожелания по содержанию книги, которые просят
направлять по адресу: 113114 Москва М-114, Шлюзовая
йаб., 10, Энергоиздат.
Авторы
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ВВЕДЕНИЕ
Использование электроэнергии для целей нагрева по-
лучает все более широкое распространение не только
в промышленности, но и на транспорте, в сельском хо-
зяйстве и быту. По сравнению с другими способами
электронагрев обладает рядом преимуществ, таких как
хорошая управляемость тепловыми потоками; обеспече-
ние высоких температур и больших удельных мощностей
на единицу объема; получение продукции высокого ка-
чества; улучшение условий труда и снижение его вред-
ности и тяжести. В некоторых случаях электротермиче-
ские процессы являются единственно возможными спо-
собами производства.
Благодаря этим преимуществам электротермические
установки в электрометаллургии, электрохимии и дру-
гих отраслях потребляют около 65% всей расходуемой
нашей промышленностью электроэнергии. Это обуслови-
лб растущую потребность в специальном электрообору-
довании. Наряду с промышленными электропечами сюда
относятся специальные силовые электропечные транс-
форматоры (ЭПТ), предназначенные для питания элек-
тропечей самого различного назначения и устройства.
До Октябрьской революции электротермическое обо-
рудование, в том числе и ЭПТ, в России практически не
производилось [1.1]. Мощный импульс развитию в со-
ветской стране электротермии и других энергоемких
отраслей промышленности был дан Ленинским планом
ГОЭЛРО (1922 г.). Первые советские сталеплавильные
электропечи были спроектированы и изготовлены на
Харьковском электромеханическом заводе в 1925 г.
В 1926 г. их производство было передано Московскому
электрозаводу — ныне головной завод Московского про-
изводственного объединения Электрозавод им. В. В. Куй-
бышева (МЭЗ). В дальнейшем производство электропе-
чей в связи с растущей потребностью в них было пере-
ведено на другие специализированные предприятия.
6
На МЭЗ в 1926 г. была спроектирована первая серия
отечественных силовых трансформаторов общего назна-
чения, а в 1928 г. начато их серийное производство.
Дальнейшее развитие в нашей стране трансформаторно-
го производства, в том числе и ЭПТ, тесно связано
с МЭЗ — первенцем отечественного трансформаторо-
строения, который в 1978 г. отметил свое 50-летие.
В 1940 г. МЭЗ стал крупнейшим трансформаторным
предприятием в Европе и вплоть до 1950 г. был един-
ственным в стране предприятием, специализировавшим-
ся на выпуске всех типов силовых трансформаторов об-
Рис. 1.1. Рост номинальной
мощности ЭПТ в одной еди-
нице.
Рис. 1.2. Рост вторичных токов
ЭПТ.
щего назначения и специальных, а также всех других
видов трансформаторного и реакторного оборудования.
По сравнению с силовыми трансформаторами обще-
го назначения ЭПТ отличаются рядом особенностей, ка-
сающихся их расчета, конструкции, технологии изготов-
ления, испытания, а также эксплуатации и ремонта.
С момента зарождения отечественного трансформа-
торостроения как самостоятельной отрасли развитие
ЭПТ неразрывно связано с МЭЗ, на котором в 30-е го-
ды было создано специальное конструкторское подраз-
деление по расчету и конструированию ЭПТ.
На рис. 1.1 и 1.2 приведены графики, иллюстрирую-
щие динамику роста номинальных мощностей 5Яом в од-
ной единице и вторичных токов Л масляных ЭПТ, выпу-
скавшихся МЭЗ С 1937 по 1977 г. включительно.
7
В 30-е годы завод изготовлял ЭПТ с вторичными токами
до 40 кА; в 1940 г. были разработаны и внедрены в про-
изводство конструкции ЭПТ номинальной мощностью до
15 МВ-А с вторичными токами до 70 кА. В 1955 г. была
достигнута единичная мощность 40, а в 1977 г.—
50 МВ-А, в 1974 г. был выпущен ЭПТ с вторичным то-
ком 150 кА.
Одновременно с номинальной мощностью и вторич-
ным током ЭПТ возрастал и их класс напряжения (пер-
вичное напряжение). До 1941 г. наивысший класс на-
пряжения выпускавшихся ЭПТ составлял 35 кВ
(рис. 1.3). В 1968 г. были освоены в производстве одно-
Рис. 1.3. Рост класса напря-
жения ЭПТ.
Годы
Рис. 1.4. Рост годового выпуска
масляных ЭПТ.
фазные ЭПТ с номинальным первичным напряжением
150 кВ, а 4 года спустя— ПО кВ. В 1978 г. был изготов-
лен головной образец ЭПТ, предназначенный для пита-
ния непосредственно от сети 220 кВ без промежуточной
трансформации.
На рис. 1.4 показан график изменения годового вы-
пуска МЭЗ масляных ЭПТ мощностью более 100 кВ’А
за послевоенный период. Из графика видно, что в 1976 г.
суммарная типовая мощность ЭПТ достигла почти
2,5 млн. кВ-А и по сравнению с 1956 г. возросла более
чем в 6 раз (без учета сухих ЭПТ, изготовленных МЭЗ
I
й другими заводами). Кроме МЭЗ, сухие ЭПТ мощ-
ностыо до 250 кВ*А класса напряжения 0,5 кВ выпу-
скают также Саратовский завод электротермического
оборудования, а также некоторые другие заводы.
Одновременно с ростом выпуска ЭПТ и их единичной
мощности непрерывно совершенствовался их техниче-
ский уровень, вносились изменения в их конструкцию
с целью повышения их экономичности и эксплуатацион-
ной надежности. Например, в довоенный и послевоенный
периоды практически все ЭПТ имели чередующиеся
обмотки. Рост производства ЭПТ, увеличение глубины
регулирования, повышение единичной мощности, увели-
чение числа регулируемых под нагрузкой единиц потре-
бовали принятия мер по снижению их трудоемкости
в производстве, увеличению коэффициентов технологич-
ности и применяемости нормальных узлов и т. п. В свя-
зи с этим, начиная с конца 50-х годов, были конструк-
тивно переработаны все основные узлы ЭПТ и в том
числе осуществлен переход с чередующихся на концен-
трические обмотки. Это потребовало специальных кон-
структивных мер по повышению стойкости ЭПТ при ко-
ротких замыканиях (КЗ).
В силовых трансформаторах общего назначения
устройства переключения ответвлений обмоток транс-
форматоров под нагрузкой (устройства РПН) работают
сравнительно редко. В отличие от этого в ЭПТ, особенно
для руднотермических и электрошлаковых ЭП, для обес-
печения технологического процесса устройства РПН
работают на переключение десятки и сотни раз в сутки.
Вплоть до 60-х годов в ЭПТ применялись устройства
РПН только реакторного типа. В последние годы наря-
ду с ними для ЭПТ нашли применение устройства РПН
резисторного типа, в первую очередь для крупных
единиц.
Современные ЭПТ оснащаются защитной, контроль-
ной и измерительной аппаратурой, отвечающей требо-
ваниям высокой надежности и удобства эксплуатации.
В соответствии с общим развитием электротехноло-
гии и электротермии производство ЭПТ будет неуклонно
расти. В ближайшие годы их годовой выпуск достигнет
3 млн. кВ-А, а номинальная мощность в одной единице
превзойдет 100 мВ*А. В начале 80-х годов будет освоен
трехфазный ЭПТ с устройством РПН первичным наяря-
жением 220 кВ и номинальной мощностью 125 МВ*А.
9
В дальнейшем предстоит создание ЭПТ класса 220 кВ
единичной мощностью 250 МВ-А; перевозка этого транс-
форматора по железной дороге будет осуществляться на
транспортере сочлененного типа.
Производство ЭПТ будет и в дальнейшем продол-
жаться на МЭЗ, специализирующемся на этом виде про-
дукции. Однако, если учитывать ограниченные производ-
ственные возможности этого завода, непрерывно расту-
щая потребность электрометаллургии, электрохимии
и других отраслей народного хозяйства в ЭПТ, очевидно,
потребует уже в ближайшие годы строительства новых
заводов, предназначенных для производства ЭПТ.
ГЛАВА ВТОРАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
2.1. Классификация
Электропечные трансформаторы (ЭПТ) представляют
собой одну из разновидностей силовых трансформаторов
специального назначения (специальных трансформато-
ров). Необходимость в ЭПТ обусловлена тем, что питае-
мые ими приемники электроэнергии — промышленные
электрические печи (ЭП)—отличаются особыми пара-
метрами, условиями и режимом работы и характером
нагрузки. В комплексе электрооборудования, из которо-
го состоит промышленная электропечная установка, од-
ним из важнейших элементов наряду с ее основным эле-
ментом — ЭП является ЭПТ. Он представляет собой про-
межуточное связующее звено между электрической
сетью, от которой питается электропечная установка, и
приемником электроэнергии, т. е. ЭП (рис. 2.1).
Развитие электротехнологии и, в частности, электро-
печестроения потребовало создания большого числа раз-
личных типов и разновидностей ЭПТ, отличающихся
друг от друга не только численными значениями отдель-
ных параметров, но и принципиальным конструктивным
исполнением. Рассмотрим классификацию ЭПТ по раз-
личным Признакам.
По роду установки различают ЭПТ внутренней и на-
ружной установки. Все ЭПТ в сухом исполнении, а так-
же Масляные на первичные напряжения до 35 кВ вклю-
Ю
чительно выпускаются для внутрен-
ней установки, так как их размещают
внутри помещений в специальных ка-
мерах, где они защищены от непосред-
ственного воздействия погодных усло-
вий. Электропечные трансформаторы
с первичными напряжениями ПО кВ
и выще, как правило, выполняются
в исполнении для наружной установки
на открытых подстанциях; для них
исполнение для размещения внутри
помещений является исключением.
Род установки ЭПТ связан с опре-
деленными требованиями к конструк-
тивному исполнению отдельных его
внешних элементов, например выводов
ВН и НН, приводного механизма
устройства переключения ответвлений
обмоток трансформатора (переклю-
чающего устройства), системы охла-
ждения и др. У масляных ЭПТ наруж-
ной установки с принудительной цир-
куляцией воды и масла (вид охлажде-
ния Ц) система охлаждения выполня-
ется для внутренней установки. Все
ЭПТ с устройствами переключения от-
ветвлений обмоток без возбуждения
(устройствами ПБВ) предназначены
установки, поскольку их приводные
Рис. 2.1. Принци-
пиальная схема
трехфазной элек-
тропечной уста-
новки.
1 — питающая элек-
трическая сеть; 2 —
выключатель; 3 —
ЭПТ; 4 — короткая
сеть; 5 — ЭП; 6 —
конденсаторная уста-
новка.
для внутренней
механизмы раз-
мещены в кожухах, не защищающих их от внешних
атмосферных воздействий.
По виду охлаждения ЭПТ делятся на сухие, у кото-
рых основной изолирующей и охлаждающей средой слу-
жит атмосферный воздух, и масляные, где эти функции
выполняет трансформаторное масло. Сухие ЭПТ выпу-
скаются на сравнительно небольшие номинальные мощ-
ности— до 1000 кВ-А включительно и только для внут-
ренней установки.
Масляное исполнение находит применение для ЭПТ
номинальной мощностью 400 кВ-А и более. С ростом
мощности для интенсификации отвода теплоты приме-
няются различные разновидности масляного охлаждения.
При номинальной мощности ЭПТ вплоть до 2000 кВ-А
используется наиболее простая и надежная система
11
охлаждения М с естественной конвекцией масла и воз-
духа, не требующая применения двигательного оборудо-
вания. Система охлаждения Д с естественной конвек-
цией масла и принудительной циркуляцией воздуха пу-
тем обдува радиаторов практически не нашла
применения в ЭПТ, так как она' усложняет систему
охлаждения, но не обеспечивает для более крупных еди-
ниц необходимой интенсификации отвода теплоты.
Системы охлаждения с принудительной циркуляцией
масла используются для ЭПТ мощностью более
2000 кВ-А: начиная с 2500 кВ-А — система ДЦ, осно-
ванная на применении масляно-воздушных охладителей
с принудительной циркуляцией масла и воздуха, и начи-
ная с 4000 кВ «А — система Ц, осиованная на применении
масляно-водяных охладителей с принудительной цирку-
ляцией масла и воды. Охладители систем ДЦ и Ц мо-
гут быть как навесными, т. е. навешанными на бак
ЭПТ, так и ~ выносными, т. е. устанавливаться рядом
с ЭПТ.
В зависимости от числа фаз в одной единице ЭПТ
выполняются однофазными и трехфазными. Для стале-
плавильных ЭП применяют трехфазные ЭПТ вплоть до
номинальных мощностей, при которых габаритные раз-
меры трансформатора позволяют транспортировать его
но железной дороге; при больших мощностях приходится
переходить на однофазное исполнение ЭПТ и их вклю-
чение в трехфазную группу. Для ЭП индукционных и
руднотермических ЭПТ выполняются в виде как одно-
фазных, так и трехфазных единиц в зависимости от кон-
струкции ЭП и коротких сетей.
В зависимости от напряжения и типовой мощности
ЭПТ условно делят по габаритным размерам согласно
классификатору так же, как силовые трансформаторы
общего назначения: I—III габариты — ЭПТ с напряже-
нием первичной стороны до 35 кВ включительно (I —
типовой мощностью до 100 кВ-А включительно, II —
свыше 100 до 1000 кВ-А включительно, III — свыше
1000 до 6300 кВ-А включительно); IV — мощностью свы-
ше 6300 кВ-А напряжением до 35 кВ включительно;
V — мощностью до 32 МВ • А включительно напряжением
свыше 35 до ПО кВ включительно; VI — мощностью
свыше 32 до 80 МВ-А включительно напряжением свы-
ше 35 до ПО кВ включительно и мощностью до 80 МВ «А
включительно напряжением свыше ПО до 330 кВ вклю-
12
чительно; VII — мощностью свыше 80 до 220 МВ «А
включительно напряжением до 330 кВ включительно.
По номинальной частоте различают две группы ЭПТ
для работы в установках промышленной (50 Гц) и по-
вышенной частот. Подавляющее большинство ЭПТ
предназначено для электротермических установок про-
мышленной частоты. Вторая группа ЭПТ (для высоко-
частотной закалки и других электротехнологических
установок повышенной частоты) в настоящей книге не
рассматривается.
В зависимости от способа регулирования напряжения
ЭПТ можно разделить на три группы. К первой относят-
ся ЭПТ, не имеющие обмоток с регулировочными ответ-
влениями; сюда входят лишь отдельные типы ЭПТ, вы-
пускаемые в небольших количествах для единичных
установок. Подавляющее большинство типов ЭПТ, учи-
тывая особенности электротермических процессов, выпу-
скают в виде регулируемых единиц.
Ко второй группе относятся ЭПТ, переключаемые без
возбуждения (ПБВ), т. е. после отключения всех обмо-
ток от сети. В сухих ЭПТ переключение производят пе-
ресоединением подводящих проводов на досках зажимов
или с помощью втычных вилок, включаемых в разные
внезда. Устройства переключения ответвлений обмоток
без возбуждения (устройства ПБВ) устанавливают
в масляных ЭПТ номинальной мощностью до
10000 кВ‘А. Сюда входят ЭПТ мощностью от 630 кВ-А
до 8 МВ-А для сталеплавильных ЭП, от 400 до
1000 кВ‘А — для индукционных, а также ЭПТ мощ-
ностью до 10 МВ-А различного назначения.
Третью группу образуют ЭПТ мощностью, начиная
с 1000 кВ‘А, регулируемые под нагрузкой (РПН) при
помощи устройств РПН. Этот способ регулирования
наиболее совершенный, так как позволяет изменять раз-
мер подводимого к ЭП напряжения без отключения на-
грузки, т. е. без перерыва электропитания. Такое испол-
нение имеют ЭПТ мощностью 1600 кВ-А и более для
индукционных ЭП, ЭПТ большой мощности для стале-
плавильных ЭП и все ЭПТ для руднотермических и
электрошлаковых ЭП.
Промежуточную группу образуют ЭПТ с комбиниро-
ванным регулированием напряжения, например ПБВ
для переключения обмотки со схемы «звезда» на схему
13
«треугольник» и РПН для изменения размера напряже-
ния при данной схеме соединения обмоток.
В зависимости от номинального вторичного напряже-
ния и глубины его регулирования, а также от числа фаз
в единице и способа регулирования напряжения ЭПТ
делят на группы по их назначению: 1) для дуговых ста-
леплавильных ЭП; 2) для индукционных ЭП; 3) для
руднотермических ЭП; 4) для ЭП электрошлакового пе-
реплава; 5) для различного электротехнологического и
электротермического оборудования.
2.2. Общие параметры и номинальные данные
Основная задача, выполняемая ЭПТ, заключается
в преобразовании системы трехфазного тока питающей
электрической сети в систему, соответствующую специ-
альным требованиям ЭП. Это обусловливает не только
отличия ЭПТ от трансформаторов общего назначения,
касающиеся их расчета, конструкции, технологии произ-
водства, испытания и эксплуатации, но и приводит
к особому подходу при выборе и определении номиналь-
ных данных ЭПТ по сравнению с указанными в [2.1
и 2.2].
Мощность. Понятие номинальной мощности Sном При-
менительно к ЭПТ в целом, строго говоря, неприменимо.
В отличие от трансформаторов общего назначения ЭПТ
не имеют «основного» регулировочного ответвления (ос-
новной ступени регулирования вторичного напряжения},
как в нормальных силовых трансформаторах [2.2 и 2.3].
Поэтому каждая ступень регулирования (каждое
регулировочное ответвление) имеет свою номинальную
мощность Shom.ct- В тех случаях, когда указывают номи-
нальную мощность ЭПТ без уточнения ступени, имеют
в виду его максимальную номинальную мощность
Shom max на ступени максимального напряжения сторо-
ны НН U2ном max-
Число обмоток большинства ЭПТ, особенно крупных
и выполненных в виде двухтр.ансфбрматорных агрегатов,
превышает две и доходит до пяти и более. Поэтому для
ЭПТ часто применяют понятие типовой мощности £Тип,
равной полусумме мощностей всех частей его обмоток
[2.2] и определяющей расход материалов, габаритные
размеры и массу. В связи с этим и в условное обозначе-
14
нйе ЭПТ входит не его номинальная мощность, а тййб-
вая (см. § 2.5).
Рис. 2.2. Номинальная мощ-
ность ЭПТ в зависимости от
емкости дуговых сталеплавиль-
ных печей (ДСП).
1 — для плавки нелегированной ста-
ли; 2 —для плавки легированных
сталей.
За последние годы возросла мощность электропечных
установок, например руднотермических ЭП по производ-
ству фосфора, с 50 до 80 МВ-А, дуговых сталеплавиль-
ных печей (ДСП) с 25 до 60 MB-А для 100-тонных и
с 45 до 125 МВ-А для 200-тонных. Это привело к росту
единичных мощностей питающих их ЭПТ [2.4]. На
рис. 2.2 показаны зависи-
мости номинальной мощно-
сти ЭПТ от емкости ДСП
по данным [2.5]. Мощность
построенных ЭПТ достигает
80—100 МВ-А [2.6 и 2.7];
ожидается, что в ближай-
шие годы она возрастет
примерно до 150 МВ-А
при теоретически макси-
мальном ее значении около
270 МВ-А [2.7].
Первичное напряжение.
Повышение мощности ЭПТ
сопровождается увеличени-
ем их номинального первич-
ного напряжения t/щом, определяющего класс напряже-
ния ЭПТ. Это связано, в частности, с тем, что для огра-
ничения колебаний напряжения в питающей сети при ко-
ротком замыкании (КЗ) в ЭП мощность электрической
сети должна во много раз превышать мощность ЭП
[2.14], например в 50 [2.8, 2.14] или даже в 80—100 раз
[2.6]. Отсюда следует, что при относительно небольших
номинальных мощностях ЭЙТ могут питаться от сети
напряжением до 35 кВ включительно, а при больших
мощностях питание электропечной установки должно
осуществляться от сетей ПО—220 кВ. Кроме того, при-
менение «глубокого ввода» таких напряжений обеспечи-
вает экономические преимущества и позволяет отказать-
ся от промежуточного трансформаторного оборудования.
Поэтому число ЭПТ классов напряжения НО, 150 и
220 кВ будет непрерывно расти.
Вторичные ток и напряжение. Одно из основных от-
личий в номинальных данных ЭПТ от силовых транс-
форматоров общего назначения заключается в значениях
их номинальных вторичных токов /гном и напряжений
15
(/гном, что обусловлено особенностями характеристик
ЭП. При мощностях до 100 МВ-А максимальные значе-
ния вторичных напряжений t/гном max не превышают
900—1000 В, ЧТО ПРИВОДИТ К ВТОРИЧНЫМ ТОКаМ /гном max,
доходящим до 100 кА и более. В современных электро-
печных установках значения 1/гномта« и /гном max на
вторичной стороне ЭПТ достигают следующих пример-
ных значений [2.6]:
Тип ЭП тая max' ^шамтах' ®
Карбидная.................. 160 350
Фосфорная .................... 75 650
Ферросплавная................. 80 200
Сталеплавильная............... 70 650
Сочетание относительно малых вторичных напряже-
ний с большими вторичными токами оказывает решаю-
щее влияние на конструкцию ЭПТ.
Номинальные вторичные напряжения ЭПТ t/гном,ст
на всех ступенях регулирования (т. е. на всех положе-
ниях переключающего устройства), так же как и для
трансформаторов общего назначения, указанные на таб-
личке (щитке) или в технических условиях, относятся
к режиму холостого хода (XX). Это означает, что ука-
занные значения t/гном,ст имеют место на выводах ра-
зомкнутой (отключенной от ЭП) обмотки низшего на-
пряжения (НН) при подведении к обмотке высшего на-
пряжения (ВН) ее номинального напряжения (Дном но-
минальной частоты.
В нагрузочном режиме, когда ЭПТ работает на под-
ключенную к нему ЭП, напряжения на стороне НН t/гст
будут меньше, чем на соответствующих ступенях в ре-
жиме XX, т. е. t/гст < t/гном,ст- Изменением напряжения
трансформатора называется арифметическая разность
напряжений при холостом ходе обмотки на данном от-
ветвлении и напряжения на ее выходах при заданных
токе нагрузки и коэффициенте мощности, когда напря-
жение на другой обмотке пары р'авно ее номинальному
напряжению, если она включена на основном ответвле-
нии, или напряжению другого ответвления, на которое
она включена при остальных обмотках, не замкнутых
на внешние цепи.
Изменение напряжения ЭПТ на данной ступени ре-
гулирования, в процентах по отношению к t/гном,ст
16
[2.16],
Д«ст=К («а,ст со§ ft -4- up>CT sin <fa) 4-
4- 200 (ы*-ст up.ct cos ?,)a, (2-1)
где ua>cT — активная составляющая напряжения КЗ
ЭПТ на данной ступени, %; ыР,Ст— то же реактивная
составляющая, °/о; cos <р2 — коэффициент мощности на-
грузки; К=/2ст//2ном,ст — коэффициент нагрузки.
В ЭПТ, как правило, «а,ст (табл.2.1). Тогда
Таблица 2.1
Параметры трансформатора тина ЭТЦН-52000/35-71УЗ
Параметр Номер ступени
1 7 1 '2 18 22
ИЬминальная мощность *$ном,ст> кВ’А Номинальный первичный ТОК / 1ном» ст»-А поминальное вторичное напряжение С^ном, ст, В Номинальный вторичный ток /аиом, ст» А Активная составляющая . напряжения КЗ ст, % Реактивная составляющая напряжения КЗ ст, % Напряжение КЗ Ок’ст, % 32 000 529 465 39 700 0,642 8,45 8,5 23 800 392 345 39 700 0,824 12,65 12,67 18 950 313 275 39 70С 1,03 18,35 18,35 18 500 305 268,5 39 700 1,12 14,6 14,7 13 750 226 199 39 700 1,43 21,9 2.1,9 10950 181 159 39 700 1,78 31,7 31,8
ик.ст = ^Г“*а.ст+ы!‘р.стя= “р.ст> т.е. напряжение КЗ ЭПТ
практически равно его реактивной составляющей, а ак-
тивной составляющей можно пренебречь. Тогда (2.1)
приобретает следующий вид:
№
Диет = sinф, + -гост (- «р.ст cos?,)’. (2.2)
Прц практических расчетах можно пренебречь вто-
рым членом в (2.2) ввиду его малости. Тогда
Дист=К«к,ст sin <р2. (2.3)
Следовательно, с учетом изменения напряжения по
(2.3)
У ICT — ^»HM4.Crf 1 ~~ (2.4)
2—6
17
При выборе параметров ЭПТ и сопоставлений графй-
ков их работы совместно с электропечной установкой
необходимо учитывать изменение напряжения ЭПТ на
разных ступенях регулирования и при разных значениях
вторичного тока /2ст-
Пример 2.1. ЭПТ типа ЭТЦН-52000/35-71УЗ для ДСП имеет
22 ступени регулирования, параметры на некоторых из них указаны
в табл. 2.1. Необходимо определить изменения напряжения и вто-
ричные напряжения на этих ступенях для двух режимов работы
ЭПТ: 1) полная нагрузка (/гетманом,ст, К=1) при cosq>2=0,8;
2) нагрузка 60% (72ст=0,6/2ном,ст, /С=0,6) при cos <р2=0,73.
Для первого режима на ступени 1 по (2.3) получаем:
Д ис т= 1 • 8,5 • 0,6=5,1 %.
По (2.4)
/ 5,1 \
[/8ст = 465( 1— -77йг) = 441,3 В.
Для второго случая нагрузки на той же ступени
Дяст = 0,6-8,5’0,68 = 3 47о/о;
/ 3,47 \
(/2СТ ="465 11 ——pyj = 448,9 В.
В табл. 2.2 приведены результаты расчетов на ступенях, ука-
занных в табл. 2.1 для принятых двух случаев нагрузки.
Таблица 2.2
Изменение напряжения трансформатора типа
ЭТЦН-52000/35-71УЗ при нагрузке
Параметр Нагрузка Номер ступени
К 1 СОЭфя 1 1 7 » 1 12 18 22
Номинальное вторичное на- пряжение 0 •— 465 345 275 268,5 199 159
^2НОМ, ст> В Изменение на- пряжения Д^СТ» Вторичное на- пряжение U2ст, D 1 0,8 5,1 441,3 7,6 318,8 11,0 244,7 8,8 244,8 13,1 172,8 19,1 128,7
D Изменение на- пряжения ДОсг> % Вторичное на- пряжение {72ст> В 0,6 0,73 3,47 448,9 5,17 327,2 7,49 254,4 6,00 252,4 8,94 181,2 12,97 138,4
18
Глубина регулирования вторичного напряжения.
В силовых трансформаторах общего назначения диапа-
зон регулирования напряжения не превышает ±16% по
отношению к напряжению на основном ответвлении
[2.1 и 2.2]. Такой диапазон достаточен, когда целью ре-
гулирования напряжения является поддержание его за-
данного уровня у потребителя при изменяющейся на-
грузке.
В ЭПТ регулирование выполняет иную функцию и не-
посредственно связано с технологическим процессом при
работе ЭП. Поэтому здесь задача заключается в под-
держании неизменного значения вторичного тока или
его изменении по заданному графику. В связи с этим для
ЭПТ указанные пределы регулирования оказываются
недостаточными; кроме того, в ЭПТ нет основного от-
ветвления. Поэтому применительно к ним пределы регу-
лирования характеризуют не в виде диапазона регули-
рования в процентах по отношению к номинальному
напряжению на основном ответвлении, а в виде «глуби-
ны» регулирования
г-__ 1^гном,ст max _
* U > (^.О)
uгном,ст min х '
где t/2H0M,cT max — номинальное вторичное напряжение на
ступени максимального напряжения, В; С/2ном,ст min —
номинальное вторичное напряжение на ступени мини-
мального напряжения, В.
Пример 2.2. Вторичное напряжение ЭПТ регулируется от
^2вом,сттах=500 ДО ^ном.сттгп^ 125 В. Глубина регулирования
Г=500/125=4.
В различных по назначению ЭПТ Г=2±5, тогда как
в отечественных трансформаторах РПН общего назначе-
ния она не превышает 1,38, а в трансформаторах ПБВ —
1,1. Кроме того, число переключений ЭПТ намного боль-
ше, чем в обычных силовых трансформаторах, и нередко
достигает 300—400 в день. Все это накладывает ряд спе-
цифических требований к ЭПТ и применяемым в них
переключающим устройствам.
Напряжение КЗ и электродинамическая стойкость.
Этот параметр является одной из важнейших характе-
ристик ЭПТ, так как от его размеров зависят: 1) крат-
ность токов при КЗ, за трансформатором, а следователь
но, его электродинамическая стойкость и колебания на-
пряжения в питающей сети; 2) размер потери напряже-
ния в ЭПТ при нагрузке.
2* 19
Напряжение КЗ обычно указывают в процентах но-
минального напряжения ЭПТ. Для всех ЭПТ полное
значение напряжения КЗ практически равно значению
его реактивной составляющей, которая прямо пропор-
циональна реактивному сопротивлению ЭПТ. Если ЭПТ
имеет относительно большое напряжение КЗ, то это
означает, что его реактивное сопротивление относитель-
но велико, и наоборот. С ростом напряжения КЗ снижа-
ется кратность токов КЗ, а следовательно, уменьшаются
электродинамические усилия в обмотках ЭПТ; вместе
с тем при этом увеличивается потеря напряжения
в ЭПТ.
Кроме того, при выборе напряжения КЗ необходимо
также учитывать рост реактивного сопротивления от-
дельных элементов (в частности, короткой сети 4 на
рис. 2.1), а следовательно, и всей электропечной уста-
новки с ростом мощности ЭП. Для его снижения приме-
няют конденсаторные установки продольной или по-
перечной компенсации (УПК). Отсюда вытекает требо-
вание снижения напряжения КЗ ЭПТ, что, однако, при-
водит к возрастанию электродинамических усилий и то-
ков при эксплуатационных и аварийных КЗ.
Таким образом, вопрос выбора оптимальных значе-
ний напряжения КЗ в ЭПТ достаточно сложен (см., на-
пример, [2.4]). Как правило, напряжения КЗ ЭПТ не-
сколько меньше, чем в сравнимых по мощности и клас-
су напряжения трансформаторах общего назначения.
Для однофазных ЭПТ примерные значения напряжения
КЗ отечественных ЭПТ составляют для классов напря-
жения: 6—10 кВ — 7%, 35 кВ — 8—9%, НО—220 кВ —
10-11%.
2.3. Схемы регулирования напряжения
Схема регулирования напряжения в значительной ме-
ре определяет компоновку ЭПТ и его технико-экономи-
. ческие показатели. На ее выбор влияет ряд факторов:
транспортные ограничения и необходимость вписывания
ЭПТ в железнодорожный габарит; параметры переклю-
чающих устройств ПБВ и РПН; обеспечение заданного
напряжения КЗ и его минимально возможные изменения
на различных ступенях регулирования; обеспечение не-
обходимой импульсной прочности трансформатора и его
электродинамической стойкости и др. Поэтому выбор
20
схемы регулирования напряжения ЭПТ являете^ слож-
ной проблемой, которой посвящено много работ
[2.5—2.13].
Схемы регулирования, применяемые в ЭПТ, можно
классифицировать по следующим основным признакам
[2.9]:
1. Число электромагнитных единиц:
а) прямое регулирование с одной электромагнитной
единицей (т. е. одним трансформатором);
б) косвенное регулирование с двумя электромагнит-
ными единицами (т. е. с двумя трансформаторами, об-
разующими трансформаторный агрегат).
2. Значение индукции в магнитопроводе:
а) не изменяется- на всех ступенях регулирования;
б) изменяется в зависимости от ступени;
3. Включение переключающего устройства (ПУ):
а) в цепи обмотки НН;
б) в цепи обмотки ВН;
в) в промежуточной цепи агрегата.
4. Способ регулирования промежуточной цепи агре-
гата:
а) автотрансформатором;
б) во вторичной обмотке первой электромагнитной
единицы (первого трансформатора) агрегата;
в) в первичной обмотке второй электромагнитной
единицы (второго трансформатора) агрегата;
г) в третичной обмотке первой электромагнитной
единицы (первого трансформатора) агрегата.
Кроме того, при наличии регулировочной обмотки
(РО.) она может быть выполнена в виде: 1) одной об-
мотки тонкого регулирования (РОТ); 2) одной обмотки
тонкого регулирования с ее согласным и встречным
включением (реверсированием); 3) одной обмотки тон-
кого и одной грубого регулирования (РОГ).
На рис. 2.3 схематично показана классификация схем
регулирования ЭПТ по указанным основным признакам
[2.9], а на рис. 2.4 — принципиальные схемы, применяе-
мые в ЭПТ.
Схема рис. 2.4,а (пп. 2,а и 3,а классификации) при-
меняется в небольших ЭПТ с мощностью на стержень
не более 2 и 5 МВ*А при вторичных напряжениях до
1000 и 2500 В соответственно [2.9]. Принципиальная
схема прямого регулирования рис. 2.4,6 (пп. 2,6 и 3,6
классификации) в ее простейшем виде применяется
21
в ЭПТ с номинальным первичным напряжением 6 или
10 кВ при АС2, а ее модификации — в ЭПТ класса на-
пряжения до 35 кВ.
При схемах косвенного регулирования (рис. 2.4,в—е)
ЭПТ представляет собой агрегат, состоящий из двух
трансформаторов, размещаемых в большинстве случаев
в одном баке. При этом регулирование напряжения
Рис. 2.3. Классификация схем регулирования ЭПТ.
(устройство РПН) осуществляется в промежуточной це-
пи (напряжением не более 35 кВ) между двумя транс-
форматорами, образующими электропечной агрегат
(п. 4 классификации). Однако само регулирование мо-
жет осуществляться по-разному.
При схеме рис. 2.4,в первая единица агрегата пред-
ставляет собой регулировочный автотрансформатор
(п. 4,а классификации); она применяется в ЭПТ с пер-
вичным напряжением £ЛНОм^35 кВ при Г^5. Если
22
£/1ном>35 кВ, находят применение схема рис. 2.4,г с ре*
гулировочным трансформатором в качестве первой еди-
ницы агрегата (п. 4,6 классификации). Схема рис. 2.4,д
(п. 4, в классификации) с регулированием в первичной
обмотке второй трансформаторной единицы агрегата
в отечественной практике не применяется из-за услож-
нения второго трансформатора, обмотка НН которого не-
посредственно подключена к ЭП; за рубежом эта схема
в некоторых случаях используется [2.8]. При схеме рис.
Рис. 2.4. Принципиальные схе-
мы регулирования ЭПТ.
а — прямое регулирование с неиз-
менной индукцией; б —то же с из-
меняющейся индукцией; в — косвен-
ное регулирование с регулировоч-
ным автотрансформатором; г —то
же с регулировочным трансформа-
тором; б —то же с регулировочным
трансформатором в качестве вто-
рой единицы агрегата; е —то же
с регулируемой третичной обмоткой
первой единицы агрегата.
2.4,е (п. 4,г классификации) регулирование в промежу-
точной цепи осуществляется с помощью третичной регу-
лировочной обмотки первого трансформатора агрегата;
она получила широкое применение в однофазных ЭПТ
с t/iaoM^HO кВ мощностью 80/3 МВ-А и более. Сравне-
ние различных схем ЭПТ по типовой мощности, потерям
XX и КЗ и другим показателям дано в [2.9].
При эксплуатации ЭПТ необходимо иметь в виду ха-
рактер зависимости потерь в ЭПТ от ступени регулиро-
вания при данной схеме. Для некоторых схем регулиро-
вания потери увеличиваются при снижении напряжения,
несмотря на понижение мощности ЭПТ (см. [2.9]).
2.4. Режимы работы
При эксплуатации ЭПТ имеет место нормальный на-
грузочный, перегрузочный и аварийный режимы их ра-
боты так же, как и у силовых трансформаторов общего
назначения. Однако имеются и существенные отличия,
обусловленные особыми условиями работы ЭП, которые
оказывают большое влияние на устройство и работу
ЭПТ.
23
й) Нагрузочный реМиМ
Указанные отличия особенно сильно выражены
у ЭПТ, питающих дуговые сталеплавильные печи (ДСП)
прямого действия. В ДСП сталь обычно выплавляется
из твердой шихты (металлического лома)—скрапа, ко-
торый загружается в ванну ДСП и затем нагревается
Рис. 2.5. График нагрузки
ЭПТ для дуговой сталепла-
вильной печи.
---------плавка нелегирован-
иой стали:-------— плавка ле-
гированной стали.
теплом, выделяющимся при
горении открытых электри-
ческих дуг, горящих между
электродами и поверхностью
металла.
Полный технологиче-
ский процесс плавки стали
в ДСП можно подразделить
на следующие последова-
тельные периоды: расплав-
ление, окисление и рафи-
нирование (восстановле-
ние). На рис. 2.5 показан
упрощенный график на-
грузки ДСП, а следователь-
но, и питающего ее ЭПТ.
Из рисунка видно, что
мощность ЭПТ изменяет-
ся ступенчато. В период
расплавления ЭПТ рабо-
тает с максимальной мощностью, необходимой для
быстрого перевода шихты в жидкое состояние и созда-
ния высокой температуры в печи [2.14]; длительность
этого периода Ti и Г/1 на рис. 2.5 для нелегированной и
легированной стали соответственно составляет 50—60%
общей длительности процесса плавки. В период окисле-
ния и рафинирования жидкая сталь очищается от вред-
ных примесей и в расплав добавляют необходимые при-
садки; длительность этого периода Т'2 больше для ле-
гированных сталей, чем Та для нелегированной; в тече-
ние этого периода ЭПТ работает с пониженной мощно-
стью (рис. 2.5). Межплавочные бестоковые паузы для
выпуска стали и загрузки печи, когда ЭПТ не нагружен,
длятся 20—30 мин (Т3 и Т'з). Общая длительность цик-
ла составляет T—Tr-\-T2-\-Tz при плавке нелегированной
и T'^T'i^-T'z-^-T'z при плавке легированной стали, при-
чем Т'>Т (рис. 2.5).
24
Работа ЭПТ сопровождается частыми отключениями
ДСП (до 10 и более за-плавку) и бестоковыми паузами
технологического характера, которые за время плавки
длятся от 1 до 25 мин и более. Таким образом, нагрузка
ЭПТ за цикл плавки непрерывно изменяется и колеб-
лется вокруг некоторого среднего значения. Кроме того,
резкопеременный характер нагрузки ЭПТ определяется
колебаниями токов электрических дуг: 1) регулярных,
циклических частотой 2—8 Гц, равны:: 15—40% /гном’,
2) нерегулярных частотой до 1 Гц, вызванных замыка-
ниями электродов печи с шихтой и др. и называемых
«эксплуатационными» КЗ. При этом в соответствии
с [2.14]:
EMKOcri. ДСП, т 13 кз//вн0М
0,5—6 (малая) 3—3,5
10—50 (средняя) 2,5—3,2
80—200 (большая) 1,5—2,3
Так как эксплуатационные КЗ происходят в ДСП, го
токи /э,кз ограничиваются суммарным реактивным сопро-
тивлением ЭПТ, короткой сети и печи. С ростом мощно-
сти печей возрастают две последние составляющие. По-
этому отношение /а.кзДгном снижается для крупных элек-
тропечных установок, применительно к которым даже
ставится требование уменьшения напряжения КЗ (т. е.
реактивного сопротивления). ЭПТ и применяются кон-
денсаторные установки продольной и поперечной ком-
пенсации (УПК) реактивной мощности. Наоборот,
в установках малой мощности из-за относительно мало-
го реактивного сопротивления самой установки отноше-
ние /э>к3//2н0„ возрастает, и в ЭПТ небольшой мощности
встраивают реактор для увеличения суммарного сопро-
тивления и ограничения /э,кз [2.4].
При эксплуатационных КЗ с указанными выше крат-
ностью и частотой, постоянно действующих при работе
ЭПТ, требуются специальные конструктивные меры, на-
правленные на повышение электродинамической стойко-
сти обмоток. В настоящее время не разработаны методы
расчета стойкости трансформаторов при многократных
трлчках тока с учетом кумулятивного эффекта. Однако
многолетний опыт проектирования и эксплуатации ЭПТ
показал, что трансформатор, рассчитанный на электро-
динамическую стойкость с кратностью тока, примерно
в 3 раза большей, чем токи эксплуатационных КЗ, обла-
др£т достаточной эксплуатационной надежностью [2.4].
б) Перегрузки
Резко неравномерный график нагрузки ЭПТ, питаю-
щих ДСП (рис. 2.5), делает нецелесообразным выби-
рать их номинальную мощность райной максимальной
мощности в период расплавления, так как в течение
всей остальной части цикла плавки трансформатор был
бы недогружен. Поэтому номинальную мощность ЭПТ
выбирают меньше максимальной по графику нагрузки,
допуская определенные перегрузки ЭПТ на период рас-
плавления. Размер и длительность этих перегрузок ого-
ворены в [2.15].
Согласно новому проекту стандарта [2.15] размеры
перегрузок пересмотрены и установлены в соответствии
с данными табл. 2.3.
Таблица 2.3
Допустимые перегрузки трехфазных трансформаторов
для ДСП
Номинальная мощность трансформатора, кВ «А Перегрузка, % не более Длительность, ч не более Длительность на- грузки номиналь- ным током, ч, не более
4000 1,00 1,50
8000 20 1,25 1,75
20 000 1,75 2,25
32 000 2,00 2,50
50900 26 1,25 1,00
в) Аварийный режим
Сквозные аварийные токи КЗ могут протекать через
ЭПТ при КЗ на его вторичной стороне, например на
электродах ЭП или вблизи них, в короткой сети или на
выводах самого ЭПТ. В последнем случае аварийные
токи КЗ будут наибольшими, так как они будут ограни-
чиваться только сопротивлением самого трансформато-
ра. При этом токи КЗ, рассчитанные по [2.1], достигают
столь больших значений, что обеспечить достаточную
расчетную электродинамическую стойкость ЭПТ оказы-
вается практически невозможным.
Один из путей решения этой проблемы заключается
в увеличении реактивного сопротивления (напряжения
КЗ) ЭПТ до Значений, принятых для сравнимых йо
мощности и классу напряжения трансформаторов обще-
го назначения [2.4]. Кроме того, необходимо иметь
в виду, что возникновение КЗ за ЭПТ можно предпола-
гать только на участках короткой сети за пределами
трансформаторной камеры, т. е. вблизи ЭП (см. табл.
4.4). В этом случае аварийный ток КЗ ограничивается
не только реактивным сопротивлением ЭПТ, но и сопро-
тивлением всей или части короткой сети.
2.5. Условные обозначения
Условные обозначения, применяемые для масляных
ЭПТ, в основном соответствуют приложению к [2.1].
Однако имеются и некоторые отличия и дополнения.
В буквенном обозначении ЭПТ содержатся следую-
щие данные согласно [2.1] в указанном порядке: а) для
однофазных единиц — О; для трехфазных — Т; б) есте-
ственная циркуляция воздуха и масла — М; принуди-
тельная циркуляция воздуха и естественная циркуляция
масла — Д; принудительная циркуляция воздуха и мас-
ла—ДЦ; принудительная циркуляция воды и масла —
Ц; в) выполнение одной из обмоток с устройством РПН
обозначают дополнительной буквой Н.
Кроме того, в буквенном обозначении ЭПТ дополни-
тельно содержатся следующие данные:
для обозначения того, что трансформатор является
электропечным, добавляют букву Э в начале буквенной
части условного обозначения;
выполнение ЭПТ в виде агрегата, состоящего из двух
или более электромагнитных единиц, обозначают буквой
К («комплект») в последней части буквенного обозна-
чения;
в конце буквенного обозначения указывают вид ЭП,
для питания которой предназначен данный ЭПТ: И —
индукционная; Ш — электрошлаковая; С — стекловароч-
ная; Э — графитировочные для изготовления электродов;
А — для производства -абразивов;
выполнение одной из обмоток с устройством ПБВ
с дистанционным управлением обозначают дополнитель-
ной буквой П (при наличии устройства ПБВ без дистан-
ционного управления дополнительная буква не приме-
няется так же, как это предусмотрено [2.1]);
27
fi некоторых ранее разработанных типах Silt в кон-
це буквенной части применялась буква X (остов из хо-
лоднокатаной стали).
В цифровой части условного обозначения указывает-
ся не номинальная мощность, как это принято согласно
[2.1] для трансформаторов общего назначения, а типо-
вая мощность ЭПТ с некоторым округлением.
Условное обозначение ЭПТ содержит также данные
о классе напряжения, годе выпуска рабочих чертежей
ЭПТ данной конструкции, климатическом исполнении и
категории размещения по ГОСТ 15150-69 в соответствии
с [2.1].
Приведем несколько примеров условных обозначе-
ний:
ЭТЦНКИ-40000/35-79УЗ — трехфазный ЭПТ с охлаж-
дением вида Ц, с устройством РПН, для индукционной
ЭП, типовой мощностью 40000 кВ-А, класса напряже-
ния 35 кВ, конструкции 1979 г., исполнения У, категории
3 по ГОСТ 15150-69;
ЭОДЦНК-83300/220-78У1—однофазный ЭПТ с ох-
лаждением вида ДЦ, с устройством РПН, типовой мощ-
ностью 83300 кВ-А, класса напряжения 220 кВ, конст-
рукции 1968 г., исполнения У, категориии 1 по ГОСТ
15150-69'
ЭТЦПК-12500/10-74УЗ — трехфазный ЭПТ с охлаж-
дением вида Ц, снабженный устройством ПБВ с дистан-
ционным управлением, типовой мощностью 12500 кВ-А,
класса напряжения 10 кВ, конструкции 1974 г., испол-
нения У, категории 3 по ГОСТ 15150-69;
ЭОЦНШ-6300/Ю-77УЗ—однофазный ЭПТ с охлажде-
нием вида Ц, с устройством РПН, для электрошлаковой
ЭП, типовой мощностью 6300 кВ-А, класса напряжения
10 кВ, конструкции 1977 г., исполнения У, категории 3
по ГОСТ 15150-69;
ЭОДЦНА-ЮООО/Ю-74УЗ—однофазный ЭПТ с охлаж-
дением вида ДЦ, с устройством РПН, для ЭП по произ-
водству абразивов, типовой мощностью 10000 кВ-А,
класса напряжения 10 кВ, конструкции 1974 г., испол-
нения У, категории 3 по ГОСТ 15150-69;
ЭТМПК-3200/10-71УЗ'—трехфазный ЭПТ с охлажде-
нием вида М, снабженный устройством ПБВ с дистанци-
онным управлением, типовой мощностью 3200 кВ-А,
класса напряжения 10 кВ, конструкции 1971 г., исполне-
ния У, категории 3 по ГОСТ 15150-69,
28
1.6. Требования я изоляции
Условия, в которых работает изоляция ЭПТ, имёют
определенные отличия от условий работы силовых транс-
форматоров общего назначения. Эти отличия вызваны
особенностями электрических схем питания электропеч-
ных установок, режимов работы, условий размещения
трансформаторов и окружающей среды, а также особен-
ностями технических параметров трансформаторов.
а) Напряжения, воздействующие на трансформато-
ры. Условия эксплуатации
Изоляция трансформатора должна быть рассчитана
таким образом, чтобы в течение всего срока службы
трансформатора в заданных условиях эксплуатации вы-
держивать напряжения, которые могут возникать между
разными токоведущими частями, а также между токо-
ведущими и заземленными частями. Эти напряжения
принято различать по причинам, обусловливающим их
появление, и по длительности воздействия.
Прежде всего на изоляцию действует рабочее напря-
жение трансформатора частотой 50 Гц. При этом сле-
дует считаться с наибольшим рабочим напряжением, не-
ограниченно длительное приложение которого к выво-
дам разных фаз допустимо по условиям работы изоля-
ции [2.17]. Это линейное напряжение трехфазных элек-
трических сетей, одинаковое для всего электрооборудо-
вания (нормировано стандартом):
Класс напряжения транс-
форматора (действую-
щее значение), кВ . . 3 6 10 15 35 ПО 150
Наибольшее рабочее на-
пряжение (действую-
щее значение), кВ . . 3,6 7,2 12 17,5 40,5 126 172
В эксплуатации допустимы кратковременные (до
20 с) повышения напряжения в аварийных условиях и
повышения напряжения длительностью до 20 мин при
оперативных коммутациях. При включениях и отключе-
ниях выключателей возникают высокочастотные перена-
пряжения, длительность которых обычно составляет ты-
сячные доли секунды (коммутационные перенапряже-
ния). Наконец, при разрядах молнии на изоляцию
29
Воздействуют грозовые перенапряжения длительностью
порядка десятков микросекунд.
Способность изоляции выдерживать все указанные
виды напряжений проверяется приложением к трансфор-
матору испытательных напряжений, виды и значения
которых определяются стандартом [2.17], общим для
всего электрооборудования. Однако специфика условий
работы и устройства ЭПТ требует уточнения требований
стандарта.
Трансформаторы классов напряжения до 15 кВ
включительно подключаются либо к кабельной сети, ли-
бо через достаточно длинный кабель к понижающей
подстанции промышленного предприятия. В обоих слу-
Рис. 2.6. Схемы питания электропечей.
а —с воздушным соединением между понижающим трансформатором и ЭПТ;
б —с кабельной вставкой; в —питание от кабельной сети; / — воздушные
ЛЭП; 2 —понижающий трансформатор; 3 — воздушный участок связи; 4 —
ЭПТ; 5 — электропечь; 6 — кабельный участок связи или экранированный
шинопровод; 7 — кабельные ЛЭП.
чаях кабельное присоединение исключает воздействие на
трансформатор атмосферных перенапряжений. Транс-
форматоры классов напряжения выше 15 кВ могут пи-
таться как через кабель, так и по воздушной линии
передачи. Характерные схемы питания показаны на рис.
2.6,а—в. В схеме рис. 2.6,а атмосферные перенапряже-
ния, воздействующие на ЭПТ, могут приходить по воз-
душным линиям электропередачи (ЛЭП) и трансфор-
мироваться на сторону НН понижающего трансформа-
30
тора, а также могут возникать непосредственно на уча-
стке между понижающим и ЭПТ. Вследствие большой
протяженности ЛЭП вероятность падения на обмотку
ВН понижающего трансформатора импульсных волн
предельной амплитуды, определяемой защитным уров-
нем вентильных разрядников, защищающих эту обмотку,
велика. Крутизна фронта импульса может достигать
больших значений, соответствующих длительности фрон-
та порядка долей микросекунды, а длина импульса —
десятков микросекунд [2.18].
Трансформация импульса на сторону НН понижаю-
щего трансформатора зависит от ряда факторов: числа
выводов ВН, на которые одновременно падает волна,
режима нейтрали, геометрии обмоток трансформатора и
их взаимного расположения, параметров линий и обору-
дования, присоединенного на стороне НН. При воздей-
ствии импульса на стороне НН сначала возникает на-
чальное распределение, определяемое емкостной связью
между обмотками, а затем — переходный процесс, опре-
деляемый разницей между начальным и квазистационар-
ным распределением [2.19]. Волны, приходящие с ЛЭП,
на проводах разных фаз могут сильно отличаться по
амплитуде. Это эквивалентно воздействию на один вы-
вод трехфазного трансформатора. Следует считаться
также и с одновременным падением волн на три фазы,
хотя с повышением класса напряжения ЛЭП вероят-
ность такого воздействия становится малой. Этот слу-
чай наиболее опасен в отношении емкостной передачи
импульсов на обмотку НН.
Нейтраль обмотки ВН современных трансформаторов
классов ПО кВ и выше имеет сниженный уровень изо-
ляции [2.17] и либо заземляется, либо защищается раз-
рядником соответствующего класса, который ограничи-
вает импульсные перенапряжения в нейтрали до значе-
ний, намного меньших, чем на линейных выводах. Все
же разземление нейтрали может несколько увеличить
потенциалы начального емкостного распределения в об-
мотке НН.
Присоединенные к обмотке НН линии, питающие
ЭПТ, и оборудование могут иметь большие емкости от-
носительно земли, которые сильно снизят потенциалы
начального распределения. Таким образом, потенциалы
начального распределения в обмотке НН обычно малы,
а потенциалы квдзистационарного распределения, воз-
31
пикающего благодаря магнитной связи между обмотка-
ми, зависят от отношения чисел витков. Предельная ам-
плитуда трансформированного импульсного напряжения
на стороне НН в этом случае
(2-6)
где Ui — напряжение на стороне ВН; а>2 — числа
витков обмоток ВН и НН соответственно.
Нагрузка на стороне НН, кроме снижения амплиту-
ды, заметно сглаживает фронт напряжения и%.
Участок линии между понижающим и ЭПТ обычно
имеет надежную грозозащиту (тросы, молниеотводы), и
вероятность прорыва молнии очень мала. Но все же
опасные-перенапряжения могут возникать на этом уча-
стке при ударе в опору или в трос, а также при ударе
в расположенные рядом объекты. Атмосферные перена-
пряжения, воздействующие на обмотку ВН ЭПТ в схеме
рис. 2.6,а, могут быть несколько выше перенапряжений
на стороне НН понижающего трансформатора вследст-
вие колебательного процесса, вызванного отражениями
волн при движении по соединительному участку. Таким
образам, атмосферные перенапряжения в схеме рис.
2.6,а могут представлять опасность для изоляции ЭПТ.
Их амплитуда ограничивается вентильными разрядни-
ками, устанавливаемыми рядом с трансформатором.
Изоляция ЭПТ должна быть рассчитана на воздействие
атмосферных перенапряжений и должна выдерживать
испытания грозовыми импульсами по нормам стандарта
[2.17].
В схеме рис. 2.6,6 перенапряжения, индуктированные
на соединительном участке, не возникают. Опасность
могут представлять лишь волны, пришедшие с ЛЭП.
Однако их амплитуда сильно снижается емкостью соеди-
нительного участка, которая в этом случае настолько
велика, что снижает как потенциалы начального распре-
деления, так и их колебания в переходном процессе.
В табл. 2.4 приведены результаты некоторых изме-
рений и расчетов. Эти данные показывают, что при схе-
ме рис. 2.6,6 атмосферные леренапряжения, воздейству-
ющие на изоляцию обмотки ВН ЭПТ, существенно сни-
жены по сравнению с уровнем, определяемым вентиль-
ными разрядниками. Трансформатор в этом случае мо-
жет быть выполнен со сниженной импульсной проццо-
3?
стью изоляции. Это относится и к ЭПТ, питание которых
осуществляется по схеме рис. 2.6,в. Однако в случае
схемы рис. 2.6,6 снижение импульсного испытательного
напряжения должно быть обосновано расчетом или ис-
следованиями на модели.
Таблица 2.4
Трансформация импульсного напряжения через понижающий
трансформатор
Тип трансформатора Соединительный участок Импульсное напряжение на стороне 35 кВ, %•
понижающего элекгропечного
ТДЦГ-125000/220 АТЦН-45000/35 и ЭТЦ-45000/35 -Кабель 35 кВ, 90 м То же, 60 м То же, 30 м 2,7 3,1 4,5
ТДЦГ-125000/220** ТДЦ-250000/220 ЭТЦН-33000/35 Шинопровод 35 кВ, 150 м 27 5,5
• За 100 % принято импульсное напряжение на стороне 220 кВ.
♦•Понижающий трансформатор в режиме Х.Х.
Для электроснабжения ДСП емкостью 100 т была
разработана схема, включающая понижающий транс-
форматор типа ТРДЦН-160000/220 и электропечной
трансформаторный агрегат, состоящий из двух отдель-
ных трансформаторов — регулировочного типа
АТЦН-63000/35 и собственно ЭПТ типа ЭТЦ-63000/35.
Трансформатор ТРДЦН-160000/220 установлен на глав-
ной понижающей подстанции 220 кВ, а электропечной
агрегат — непосредственно у ЭП. Соединение между ни-
ми осуществляется кабелями на напряжение 35 кВ типа
ЦААШВ-12 (1X300) длиной не менее 150 м, с емкостью
0,33 мкФ/км, суммарная емкость каждой фазы кабеля
относительно земли составляет не менее 50 000 пФ. Эта
емкость примерно в 25 раз больше собственной емкости
обмотки 35 кВ трансформатора ТРДЦН-160000/220. Им-
пульсные перенапряжения на стороне 35 кВ, трансфор-
мированные со стороны 220 кВ, будут в несколько раз
ниже, чем испытательное напряжение Но [2.17]. Воз-
никновение опасных индуктированных перенапряжений
непосредственно на стороне 35 кВ практически исклю-
3—6 зз
чено, поскольку длина открытых участков схемы состав-
ляет всего 10—20 м (соединения между выводами 35 кВ
ТРДЦН-160000/220 и кабелями). Вероятность возникно-
вения индуктированного напряжения 100 кВ оценивает-
ся как 1 раз в 200 лет.
Испытательное напряжение полного грозового им-
пульса для трансформатора АТЦН-63000/35 было при-
нято равным 100 кВ, что составляет 13,3% испытатель-
ного напряжения обмоток ВН трансформатора
ТРДЦН-160000/220, равного 750 кВ. Такой уровень изо-
ляции с запасом обеспечивает стойкость трансформато-
ра АТЦН-63000/35 к перенапряжениям, трансформиро-
ванным со стороны ЛЭП.
При выборе испытательного напряжения срезанного
импульса были учтены следующие соображения. Изоля-
ция распределительного устройства 35 кВ относительно
земли определяется коммутационными перенапряжения-
ми и рассчитана на одноминутное испытательное напря-
жение 85 кВ промышленной частоты. Согласно [2.20]
соответствующая расчетная кратность коммутационных
перенапряжений по отношению к наибольшему фазному
рабочему напряжению равна 3,8, т. е. амплитуда пере-
напряжении равна -у=-Г2-3,8= 120 кВ (40,5 кВ —
наибольшее линейное рабочее напряжение). Поскольку
грозовые перенапряжения сильно снижены, с их срезом
можно не считаться — он маловероятен и не опасен для
изоляции. Однако возможны перекрытия изоляции рас-
пределительного устройства при коммутационных пере-
напряжениях, т. е. срезы с амплитудой 120 кВ. Это зна-
чение и было принято в качестве испытательного напря-
жения срезанного импульса.
Что касается импульсных испытательных напряже-
ний трансформатора ЭТЦ-63000/35, то они были приня-
ты равными нормам стандарта, так как импульсные на-
пряжения на вторичных выводах АТЦН-63000/35 при
определенных положениях переключающего устройства
могут примерно в 1,5 раза превышать напряжения на
первичных выводах.
Технологические процессы плавки в ЭП требуют ча-
стых включений и отключений питания. Эти операции
обычно осуществляются выключателем на стороне ВН
ЭПТ и сопровождаются коммутационными перенапря-
34
жениями, которые в настоящее время в схемах электро-
снабжения ЭП изучены мало. Имеющиеся данные отно-
сятся к трансформаторным агрегатам большой мощно-
сти на напряжения 35—150 кВ. Число включений — от-
ключений ЭПТ значительно больше, чем для трансфор-
маторов общего назначения. Частые воздействия на изо-
ляцию коммутационных перенапряжений могут приво-
дить к быстрому снижению электрической прочности
изоляции вследствие кумулятивного эффекта. Перена-
пряжения могут возникать и при других коммутациях,
например при шунтировании или размыкании конденса-
торов установки продольной компенсации.
В однофазных трансформаторах следует считаться
с возможностью емкостной передачи рабочего напряже-
ния обмотки ВН на обмотку НН в случаях, когда по-
следняя оказывается изолированной от земли и от обмо-
ток НН других фаз трехфазной группы. Если такой ре-
жим возможен при работе трансформатора или в ава-
рийных условиях, то емкостный потенциал обмотки НН
может намного превзойти ее испытательное напряжение.
Это объясняется значительной емкостью между обмот*
ками ВН и НН и малой емкостью наружной обмотки НН
относительно земли, так как расстояния до бака велики.
Для защиты изоляции обмотки НН от емкостного потен-
циала в этих случаях необходимо ее заземлить через
резистор с небольшим сопротивлением или включить на
ее выводах пробивные предохранители.
Для уменьшения длины короткой сети ЭПТ распола-
гаются рядом с ЭП. Как правило, при таком размеще-
нии имеет место сильная запыленность, что требует при-
менения выводов с усиленной внешней изоляцией. При
установке трансформаторов в закрытых помещениях
Таблица 2.5
Испытательные напряжения, кВ, промышленной частоты
ЭПТ классов напряжения 3—15 кВ (действующие значения)
Испытательное напряжение Класс напряжения обмотки, кВ
. 3 6 1 1' 10 15
Одноминутное для внут- ренней изоляции 18 25 35 45
Внешней изоляции (в су- хом состоянии) при плавном подъеме 26 34 45 60
3*
35
следует учитывать высокую температуру окружающей
среды, которая мало зависит от атмосферных условий.
При воздушном охлаждении трансформаторов это при-
водит к ускорению теплового старения изоляции.
б) Испытания изоляции
Испытательные напряжения изоляции всех ЭПТ в на-
стоящее время определяются [2.17] и приведены
в табл. 2.5 и 2.6. Для трансформаторов классов напря-
жения до 15 кВ включительно предусматриваются испы-
тания только переменным напряжением промышленной
частоты. Они имеют нейтраль с «полной» изоляцией
(т. е. класс напряжения нейтрального и линейных вы-
водов обмоток ВН одинаков), и поэтому все обмотки
испытываются напряжением частотой 50 Гц, приложен-
ным от постороннего источника, а также индуктирован-
ным напряжением частотой 100 Гц, равным двойному
номинальному.
Для всех трансформаторов классов напряжения вы-
ше 15 кВ независимо от схемы питания и условий экс-
плуатации, кроме испытаний переменным напряжением,
предусмотрены испытания грозовыми импульсами (см.
табл. 2.6). Схемы испытаний этих трансформаторов пе-
ременным напряжением зависят от класса напряжения
нейтрали. Трансформаторы на напряжения 110 кВ и
выше могут иметь нейтральный вывод обмотки ВН как
с полной, так и со сниженной изоляцией. В последнем
случае нейтраль испытывается напряжением, приложен-
ным от постороннего источника, а линейные выводы
ВН — напряжением повышенной частоты, индуктирован-
ным в трансформаторе (полностью или частично).
Грозовые импульсы прикладываются к выводам об-
моток ВН. Схемы соединения обмоток ВН при испыта-
ниях приведены на рис. 2.7. Обмотки НН замыкаются
накоротко и заземляются, что соответствует требовани-
ям [2.21]. Однако стандарт не рассматривает методы
испытаний электропечных агрегатов, состоящих из двух
трансформаторов, которые могут быть расположены как
в одном, так и в разных баках. Соединение регулировоч-
ных обмоток и обмоток возбуждения при испытаниях
в этих случаях зависит от схемы агрегата и схемы пи-
тания электропечной установки.
36
Таблица 2.6
Испытательные напряжения, кН, ЭПТ классов напряжения 35—150 кВ ври промышленной
частоте (действующие значения) и грозовых импульсах (максимальные значения)
Испытательное напряжение Класс напряжения обмотки. кВ
35 | 110 | 150
Полного грозового импуль- са Внутренней изоляции Каждого линейного вы- вода (поочередно) Трех линейных выводов, соединенных вместе Вывода нейтрали 200 140 185 480 200 550 275
Внешней изоляции Каждого линейного вы- вода (поочередно) Вывода нейтрали 185 185 460 200 500 275
Срезанного грозового им- Внутренней изоляции Каждого линейного вы- вода (поочередно) Вывода нейтрали 225 225 550 600
пульса Внешней изоляции Каждого линейного вы- вода (поочередно) Вывода нейтрали 230 230 570 . 625
Внутренней изоляции, одноминутное Линейных выводов Вывода нейтрали 85 85 200 100 230 130
Промышленной частоты Внешней изоляции в су- хом состоянии, плав- ный подъем Линейных выводов Вывода нейтрали 105 105 280 135 320 195.
Примечание. Испытательные напряжения выезда нейтрала обмоток классов 110 и 150 кВ указаны для нейтрали с неполной изоляцией
При выборе схем соединения необходимо руководст-
воваться следующими принципами: 1) напряжения на
наиболее опасных участках изоляции должны иметь
наибольшие значения; 2) если возможно воздействие
импульсов на разные концы одной и той же обмотки, то
следует провести испытание для обоих случаев; 3) же-
лательно, чтобы при каждой схеме испытывалась только
одна обмотка, так как при одновременном испытании
нескольких обмоток затрудняется определение места по-
вреждения.
Выбор нужной схемы осуществляется соответствую-
щим соединением выводов обмоток, а также выбором
Рис. 2.7. Принципиальные схемы соединения обмоток ВН при им-
пульсных испытаниях трансформаторов.
а — однофазного; б — трехфазного с выведенной нейтралью со стороны линей-
ных выводов; в —то же со стороны зажима нейтрали: г — трехфазного без вы-
вода нейтрали, испытание каждого вывода поочередно; д — то же, испыта-
ние трех выводов, соединенных вместе; е — трехфазного при соединении об-
мотки в треугольник.
положения переключающего устройства. Стандарт
[2.21] не требует проводить испытания при разных по-
ложениях, но в случае испытаний ЭПТ со сложной схе-
мой оказывается удобным изменять положение переклю-
чающего устройства при переходе от одной схемы испы-
тания к другой. Рассмотрим несколько примеров.
Пример 2.3. На рис. 2.8 приведена схема однофазного трансфор-
маторного агрегата типа ЭОЦНК-40000/150. Он состоит из главного
и вольтодобавочного трансформаторов, размещенных в одном баке.
В цепь между регулировочной обмоткой главного трансформатора и
обмоткой возбуждения вольтодобавочного включается конденсатор-
ная батарея (УПК). Эти обмотки защищаются разрядниками класса
20 кВ, подключенными к выводам Ат и Хт.
38
В эксплуатации импульсные волны падают на линейный вывод
ВН агрегата (вывод 4). Нейтраль (вывод X) выполнена с непол-
ной изоляцией, но допускает разземление (при защите соответствую-
щим разрядником). Таким образом, разрядники задают уровень
импульсных воздействий на выводах A, X, Ат и Хщ агрегата. Кроме
того, вывод Xmi соединяется предызбирателем либо с Ат, либо
с Хт, а потенциал вывода Хт2 при импульсном воздействии прак-
тически равен потенциалу Хт\ вследствие большой емкости УПК*
Поэтому испытания импульсным напряжением проводились при по-
Рис. 2.8. Схема трансформаторного агрегата типа ЭОЦНК-40000/150.
РО —регулировочйая обмотка; ВО — обмотка возбуждения; УПК — установка
продольной компенсации; /—/2 —номера отпаек РО.
очередном воздействии на выводы А, X, Ат, Хт и Хт2 и заземле-
нии остальных выводов. Испытательные напряжения для выводов
А и X — по табл. 2.6; для выводов Ат, Хт и Хтг—соответствую-
щие классу 20 кВ по [2.17] — 130 кВ полного импульса и 150 кВ
срезанного.
Пример 2.4. Схема трансформаторного агрегата типа
ЭОЦНК-54000/1Ю (рис. 2.9) отличается от схемы ЭОЦНК-40000/150
отсутствием выводов для подсоединения УПК и разрядников, а так-
Главный
трансформатор
Вольтодо^авочныИ
трансформатор
Рис. 2.9. Схема агрегата типа ЭОЦНК-54000/1Ю.
1^-22 — номера отпаек РО.
39
же глухим заземлением одного вывода (точка 21) РО. В первом
агрегате, изготовленном МЭЗ, для целей испытаний был выполнен
вывод Дуп*
Испытания проводились при соединении обмоток по схемам
рис. 2.10. В схеме рис. 2.10,а РО и обмотка возбуждения коротко-
замкнуты, испытывается только обмотка ВН. Ее испытание прово-
Рис. 2.10. Схемы импульсных испытаний агрегата типа
ЭОЦНК-54000/110.
в —испытание обмотки ВН; б —испытание всех обмоток.
дится при воздействии импульсов поочередно на выводы А и X,
причем испытательные напряжения для обоих выводов одинаковы —
480 кВ полного импульса и 550 кВ срезанного, так как обмотка
предназначена для включения на линейное напряжение. По схеме
рис. 2.10,6 испытывались все обмотки (кроме обмотки НН).
Пример 2.5. На рис. 2.11, а и б показана схема электропечного
агрегата из двух отдельных трансформаторов соответственно типов
АТЦН-63000/35 и ЭТЦ-63000/35. Согласно [2.21] испытания прово-
дятся поочередным воздействием импульсов на линейные выводы и
на вывод нейтрали. Неиспытываецые выводы должны» быть зазем-
Рис. 2.11. Схема агрегата АТЦН-63000/35+ЭТЦ-63000/35 [одной
фазы).
РОр — обмотка грубой регулировки; РОТ — обмотка тонкой регулировки^
40
лены, что эквивалентно присоединению к ним линий электропередачи
и оборудования, имеющих большую емкость относительно земли.
Однако в данном случае в отличие от силбвых трансформаторов
общего назначения к выводам Ат, Вт, Ст трансформатора
АТЦН-63000/35 присоединяются только обмотки ЁН ЭТЦ-63000/35,
входная емкость которых невелика. Измерения показали, что на-
пряжения на выводах Amt Вт, Ст практически не зависят от того,
присоединен ли трансформатор ЭТЦ-63000/35. Учитывая также то,
что импульсные воздействия в эксплуатации приходят лишь со сто-
роны выводов А, В, С трансформатора АТЦН-63000/35, для него
следует принять схемы испытаний, изображенные на рис. 2.12. По
схеме рис. 2.12,а испытываются поочередно обмотки каждой фазы
Рис. 2.12. Схемы импульсных испытаний трансформатора типа
АТЦН-63000/35.
а -- испытание линейных выводов; б — испытание нейтрали.
при воздействии импульсов со стороны линейных выводов А, В, С.
Вторичный вывод испытываемой фазы остается холостым, и напря-
жение на нем соответствует тому, которое будет в условиях экс-
плуатации. Заземление вторичных выводов неиспытываемых фаз не-
обходимо для того, чтобы обмотки этих фаз были короткозамкнуты*
и, следовательно, были исключены изменения импульсов, вызванные
насыщением магнитной системы. Такие изменения нежелательны, так
как затрудняют индикацию повреждений при импульсном испыта-
нии и могут привести к неправильной оценке его результатов.
При положении переключающего устройства, показанном иа
схеме, перенапряжения на обмотке тонкого регулирования дости-
гают наибольших значений. При испытании нейтрального вывода
(рис. 2.12,6) все линейные выводы заземлены. При такой схеме
имеют место наибольшие градиенты в обмотке ВН.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ
3.1. Магнитная система
Магнитная система (магнитопровод) ЭПТ служит
для локализации основного магнитного поля трансфор-
матора и разделяется на стержни и ярма.
Стержни — это части магнитной системы, на которых
располагаются обмотки, а ярма служат для соединения
стержней, замыкают магнитную цепь и, как правило, не
несут обмоток. Основной тип магнитной системы ЭПТ —
стержневая система, у которой ярма соединяют разные
стержни одного диаметра и нет боковых ярм. Однако
в некоторых сериях однофазных ЭПТ применяют конст-
рукцию с одним боковым ярмом, соединяющим два кон-
ца одного и того же стержня. Такую магнитную систему
принято называть бронестержневой. Обычно у трансфор-
маторов с этой магнитной системой один стержень име-
ет сечение, примерно вдвое большее сечения второго
стержня, а боковое ярмо—сечение, равное сечению мень-
шего стержня.
Форма поперечного сечения стержней определяется
главным образом формой обмотки. У большинства ЭПТ
обмотки, как у трансформаторов общего назначения,,
имеют цилиндрическую форму, поэтому и форма по-
перечного сечения стержней у них должна приближать-
ся к кругу. Однако существуют конструкции бронестер-
жневых магнитопроводов и с овальной формой меньшего
стержня и бокового ярма. В этом случае обмотка, на-
саживаемая на меньший стержень, также имеет оваль-
ное сечение.
В последнее время получила распространение броне-
стержневая конструкция магнитопровода со стержнями
разного диаметра и боковым ярмом прямоугольного
(или близкого к нему) сечения. Это позволяет выпол-
нять обмотки на оба стержня однофазного трансформа-
тора только цилиндрической формы. На рис. 3.1 пока-
зано сечение (вид сверху) магнитопроводов различных
конструкций, применяемых для отечественных ЭПТ.
Магнитопроводы собирают из отдельных пластин
электротехнической стали в два или три листа, причем
пластины стержней и ярм «переплетаются» (шихтуют-
42
Рис. 3.1. Форма сечения стержней магнитопроводов ЭПТ.
а — трехфазный с одинаковыми стержнями; б — бронестержневой с овальными
стержнем и боковым ярмом; в — то же с «круглыми» стержнями разного диа-
метра и прямоугольным боковым ярмом; / — «круглый»; 2 —«овальный» стер-
жень; 3 — основной стержень; 4 —овальное и прямоугольное ярма; 5 —изо-
ляционные прокладки; 5 —пакеты стали.
ся). Как и в трансформаторах общего назначения, в ЭПТ
применяется ступенчатая форма сечения стержней (рис.
3.1) с числом ступеней от четырех (диаметр стержня ме-
нее 100 мм) и более. Число ступеней определяет число
«пакетов» стержня 6 (рис. 3.1), т. е. набора (стопы)
пластин одинаковой ширины.
Во всех случаях, когда это возможно, форма сечения
ярм, исключая боковые, повторяет сечение стержня. Од-
нако встречаются конструкции, где ярма имеют меньшее
число ступеней или вообще выполняются прямоуголь-
ными.
По форме стыка (места сочленения) стержневых и
ярмовых пластин магнитопроводы ЭПТ могут выпол-
няться как с прямым (пластины сохраняют прямоуголь-
ную форму), так и с косым (пластины в месте сочлене-
ния срезаются под острым углом) стыком. Иногда их
выполняют с так называемым «комбинированным» сты-
ком, когда пластины стали с косым стыком чередуются
с пластинами с прямым стыком. На рис. 3.2 показаны
схемы шихтовки магнитопроводов с различными видами
стыков.
43
Практически все ЭПТ вне зависимости от мощности,
выполняемые в настоящее время, не имеют отверстий
в пластинах стержней и ярм. Это несколько усложняет
сборку остова, крепление его составных частёй и дета-
лей, однако существенно снижает потери холостого хода
(XX).
Магнитную систему в собранном виде вместе со все-
ми узлами и деталями, служащими для соединения ее
отдельных частей в единую конструкцию, называют
остовом трансформатора. В состав остова входят прежде
всего детали, предназначенные для надежной прессовки
магнитопровода: ярмовце балки, с двух сторон стягива-
г) 9)
Рис. 3.2. Схемы шихтовки магнитопроводов ЭПТ.
<а — однофазные с прямым стыком; б —то же с комбинированным стыком;
в — то же с косым стыком; г — трехфазные с прямым стыком; д — то же
с косым стыком; / — первое положение (нечетные слои); // — второе положе-
ние (четные слои).
ющие верхние и нижние ярма; стальные полубандажи
(или струбцины) и боковые шпильки, вынесенные за
активную сталь ярма; стальные (редко) или стеклобан-
дажи, прессующие стержни с высотой окна более
1000 мм (рис. 3.3). При меньшей высоте окна специаль-
ных устройств для прессовки стержней, как правило, не
предусматривают. В этом случае стержень запрессовы-.
вается деревянными планками, которые устанавливают
после насадки обмоток между крайними пластинами
магнитопровода и бумажно-бакелитовым цилиндром об-
мотки. Цилиндр выбирается достаточно прочным, толщи-
44
ной б—8 мм, чтобы при тугой установке деревянных пла-
нок обеспечить надежную запрессовку стержней магни-
топровода;
Отдельно решается вопрос о прессовке бокового яр-
ма, не несущего обмоток. У трансформаторов мощностью
до 2500 кВ-А для этой цели обычно устанавливают прес-
сующие пластины, усиленные ребрами жесткости, или
швеллеры, концы которых прижимаются к магнитопро-
воду ярмовыми балками. Для трансформаторов больших
мощностей прессовку осуществляют стальными или
стеклобандажами различных конструкций.
Верхние и нижние ярмовые балки ЭПТ часто связы-
вают вертикальными шпильками, показанными на рис.
3.3,6, а иногда—пластинами, проходящими вдоль стерж-
ня (рис. 3.3,а). Ярмовые балки, вертикальные шпильки
и пластины должны быть достаточно прочными, так как
они рассчитаны на суммарные усилия короткого замы-
кания (КЗ), запрессовки обмоток, а также на подъем
активной части в полностью собранном виде. Особен-
ность связи (соединения) ярмовых балок при помощи
пластин, проходящих вдоль наружного пакета стержня
магнитопровода, в том, что они располагаются -под об-
мотками и после их насадки не видны, что затрудняет
выравнивание ярковых балок после насадки обмоток и
зашихтовки верхнего ярма. В то же время вертикальные
шпильки устанавливаются снаружи обмоток и позволя-
ют свободно регулировать положение ярмовых балок.
Основой конструкции связующей пластины являются
две приваренные к ней по концам одинаковые или раз-
ные пластины необходимой толщины. Им соответствуют
такие же пластины, приваренные к ярмовым балкам.
Принцип работы устройства понятен из рассмотрения
рис. 3.4. Для компенсации возможных отклонений одна
из пластин 2 делается срезанной под острым углом;
специальный стальной клин 9, перемещаемый по пла-
стине 4 ярмрвой балки 1, обеспечивает надежное (без
зазоров) соединение всех деталей устройства. У мощных
ЭПТ пластины 5, проходящие вдоль стержня, изолируют
от ярмовых балок специальными электрокартонными
прокладками 10, что позволяет разорвать возможные
контуры, йо которым могут замыкаться токи, создавае-
мые потоками рассеяния.
В остовах с магнитопроводами без отверстий в стали
особое значение приобретают устройства, препятствую-
45
щие возможным перемещениям магнитной системы при
перевозке трансформаторов (толчки или резкие останов-
ки транспортных средств). В ЭПТ малой мощности это
могут быть боковые шпильки (с бумажно-бакелитовыми
трубками), вынесенные за активную сталь ярма (рис.
3.5,а); ярмовые бруски, плотно прилегающие (через
электрокартонную прокладку) к ярму (рис. 3.5,6); спе-
циальные полубандажи (рис. 3.5,г). Мощные ЭПТ, как
и большинство трансформаторов общего назначения,
имеют для этих целей специальные винты, вворачивае-
мые в пластины ярмовых балок, которые как бы «от-
жимают» ярмовые бруски, создавая дополнительную
46
Рис. 3.3. Остовы трансформаторов типов ЭОЦНК-27000/110-75 (а)
и ЭТЦПК-6300/10-72 (б).
/ — стержень магнитопровода; 2— шпилька, соединяющая верхнюю 3 и ниж-
нюю 12 ярмовые балки; 4 — вертикальная пластина; 5 — верхнее ярмо; 6 —
электроизоляционные подкладки; 7 — стальные полубандажи; 8 -г- прессующие
шпильки: 9 — подъемная пластина; 10 — подкладка под стеклобандажи //;
13 — опорный полубандаж; 14 — шпилька для установки крышки; /5 —боковые
прессующие шпильки; 16 — бумажно-бакелитовые трубки.
опору, препятствующую перемещению магнитопровода
(рис. 3.5,в).
Для удобства присоединения отводов НН к шинным
выводам, которые у ЭПТ мощностью до 4000—8000 кВ-А
обычно устанавливают на крышке бака, применяют раз-
личные конструкции, связывающие активную часть
с крышкой. Чаще всего крышка бака соединяется с осто-
вом посредством четырех вертикальных шпилек 8,
ввинчиваемых в горизонтальные полки верхних ярмо-
вых балок (рис. 3.3). Чтобы обеспечить надежное уплот-
нение, на другом конце шпильки (рис. 3.6) приваривают
стальное кольцо 3 с выточкой под резиновую шайбу 4,
на которую и опирается крышка 6. Каждая шпилька
заканчивается квадратной головкой 9, позволяющей
с помощью ключа регулировать положение (высоту)
крышки 6, ввинчивая (или вывинчивая) шпильку в яр-
мовую балку.
47
Существуют и другие конструкции, исключающие от-
верстия в крышке для прохода шпилек остова трансфор-
матора. Одна из них показана на рис. 3.7. Угольник 3,
входящий в комплект остова, имеет овальные отверстия
4, через которые болтами 5 связывается с пластиной 2,
приваренной к крышке 1 трансформатора. Подобные
конструкции применяются у всех трансформаторов серий
ЭПОМ, ЭОМП, ЭОДЦНА и ряда других мощностью
до 3000—5000 кВ >А. Преимуществом такого соедине-
ния остова .с крышкой является обеспечение достаточ-
но устойчивого положения в баке всей активной части,
так как механическая связь нижних ярмовых балок
Рис. 3.4. Способ соединения ярмовых балок вертикальными пла-
стинами.
а— принцип соединения; б и в — различные конструкции упорйых пластин;
а —соединение с помощью клина; д — конструкция с электроизоляционными
прокладками; 1 и S —верхняя и нижняя ярмовые балки; 2 и 7 —упорные
пластины, приваренные к пластине 5; 3 — магиитопровод;. 4 и б —упорные
пластины, приваренные к ярмовым балкам; 9 — стальной клин; 10 — электро-
изоляционная прокладка.
с днищем (через шипы, входящие в отверстия балок) и
верхних с крышкой надежно предохраняет всю актив-
ную часть от перемещений при перевозках трансформа-
тора. У трансформаторов больших мощностей для этих
целей на верхних ярмовых балках остовов обычно пре-
дусматривают специальные винты, которые после уста-
новки активной части на дно бака заворачивают до упо-
ра в стенки бака.
Поскольку многие типы ЭПТ работают в режимах экс-
плуатационных КЗ и вызванных ими вибраций, особое
внимание в конструкциях остовов уделяется предотвра-
48
Рис. 3.5. Устройства, предохраняющие активную сталь магнитопровода от горизонтальных перемещений при
транспортировании.
а — с помощью шпилек; б — с помощью ярмовых брусков;, в — то же, но с упорными винтами; г — с помощью стальных полубан-
дажей; 1 — вертикальная шпилька, соединяющая верхнюю и нижнюю ярмовые балки; 2 —. горизонтальная шпилька; 3 — бумажно-
бакелитовая трубка; 4 — прямоугольное ярмо; 5 — заземляющая лента; 6 — верхние ярмовые балки; 7 — подъемная пластина; 8 —
ярмовой брусок; 9 — ступенчатое ярмо; 10 — электроизоляционная подкладку 11 — полу$арда?к ддя стяжки ярма; /2 —упорна
винты; 13 — опорная пластина; /f — Сталиной полубандаж
повременно под
ацению отвинчивания болтов и гаек на резьбовых соеди-
нениях. Из многих способов наиболее надежным являет-
ся применение замковых пластин, устанавливаемых од-
гайку и головку болта или только под
головку болта, когда он вворачивает-
ся в отверстие с резьбой. Этот способ
широко применяется при соединении
деталей остовов; значительно реже
используются контргайки — главным
образом там, где установка замковых
пластин оказывается технологически
или конструктивно невозможной.
Жесткие режимы эксплуатации вы-
двигают повышенные требования к ме-
ханической прочности ярмовых балок
и прессующих устройств (винтов), для
аапрессовки обмоток. Выполнение этих
требований достигается изготовлением
балок из сварных или гнутых лис-
тов необходимой толщины, примене-
нием усиливающих косынок или так
называемых «коробчатых» балок
и т. п.
Во многих случаях источниками
питания электротермических устано-
вок являются трансформаторные агре-
гаты, т. е. устройства, в которых кон-
структивно объединены два трансфор-
матора или любое другое число транс-
форматоров с реакторами или без них.
Агрегатами являются, например, не-
мощных руднотермических печей, со-
стоящие, как правило, из регулировочного (.вольтодоба-
вочного) и собственно понижающего ЭПТ и др.
Конструктивное объединение отдельных трансформа-
торов агрегата осуществляется соединением их остовов
с помощью опорных пластин, связывающих нижние яр-
мовые балки, и общих балок (швеллеров, уголковых рам
и т. п.) консольного типа, соединяющих верхние ярмо-
вые балки всех элементов агрегата в единую конструк-
цию. На общих балках обычно размещают подъемные
пластины для опускания в бак (или выемки из него)
всего агрегата в собранном виде, а на опорных пласти-
$0
Фис. 3.6. Уплотне-
ние вертикальных
шпилек остовов
-трансформаторов
серии ЭТМПК на
крышке бака.
J — шпилька; 2 —
-сварной шов; 3 —
стальное кольцо; 4 —
резиновая шайба; 5 —
асбестовое уплотне-
ние; 6 — крышка ба-
ка: 7— стальная шай-
ба; 8 — гайка; 9 —
«вадратная головка
-шпильки; 10 — сталь-
ной «колпак».
точники питания
нах — отверстия для шипов, фиксирующих положение
агрегата на дне бака. На рис. 3.8 показано соединение
остовов трансформаторного агрегата типа
ЭТЦНК-24000/35.
В тех случаях, когда масса активной части агрегата
превышает 25 т, конструктивное объединение остовов
не производится. При
этом каждый остов уста-
навливается и закрепля-
ется на дне бака незави-
симо от другого; его ус-
тойчивое положение при
транспортировании обес-
печивается такими же
устройствами, как и у от-
дельных ЭПТ.
3.2. Изоляция
Изоляцию трансфор-
маторов принято делить
на внешнюю и внутрен-
нюю [3.1, 3.2]. Во внеш-
ней изоляции изолирую-
щей средой является ат-
мосферный воздух или
его сочетание с поверх-
ностью твердого диэлек-
трика; поэтому ее элек-
трическая прочность за-
висит от атмосферных и
других внешних условий
(давления, температуры
и влажности воздуха,
загрязнения, осадков
Трансформаторах к внеш-
ней изоляции относятся внешние поверхности наружных:
частей выводов ВН и изолирующих плит выводов НН»,
а также воздушные промежутки между выводами и за-
земленными частями трансформатора.
Внутренняя изоляция не подвергается непосредст-
венному воздействию внешних условий. Ее электриче-
ская прочность практически не зависит от давления»
4* 5k
Рис. 3.7. Соединение остова
с крышкой у трансформатора
типа ЭПОМ-500/10-70.
1 крышка; 2 — пластина; 3 —
угольник; 4 — овальное отверстие;
5 — соединительные болты; 6 —
ярмовые балки; 7 — вертикальные-
шпильки, связывающие верхние и-
нижние ярмовые балки; 8 — сталь-
ное кольцо для прессовки обмоток;
9 — винты для прессовки обмоток.
и т. п.). В масляных
Рцс. 3.8. Соединение остовов трансформаторного агрегата.
/ — остов собственно ЭПТ: 2 — соединительная балка; 5 —верхняя ярмовая
балка ЭПТ; 4 — подъемная шпилька ‘ агрегата; 5 —крюк для подъема агре-
гата; 6 — подъемные планки ЭПТ; 7 —верхние ярмовые балки реактора; 8 —
реактор; 9 — подъемные планки ярмовых балок 10 регулировочного автотран-
сформатора; // — остов автотрансформатора.
-52
температуры и влажности Атмосферного воздуха. Изо-
лирующей средой является жидкий, твердый или газо-
вый диэлектрик или их комбинации. Внутренняя изо-
ляция трансформаторов включает изоляцию обмоток
(главную и продольную)^ отводов, переключающих
устройств, внутренней части вывода. Главная изоляция
обмоток — это изоляция каждой обмотки, представляю-
щей собой самостоятельный конструктивный узел, отно-
сительно остова и других обмоток. Продольная изоля-
ция — это изоляция между отдельными элементами
обмотки (между соседними витками, катушками, слоя-
ми).
В масляных трансформаторах для создания изоляци-
онной конструкции применяется широкий набор материа-
лов— электроизоляционный картон и различные виды
бумаг, намоточные изделия (бумажно-бакелитовые труб-
ки и цилиндры), гетинакс и текстолит, дерево, фарфор,
трансформаторное масло и синтетические жидкости и др.
Важнейшими из них, определяющими размеры конст-
рукции и ее"электрические характеристики, являются
масло, электроизоляционный картон и бумага.
В ЭПТ используется трансформаторное масло марки
ТКп по ТУ 38.101.890-81. Его свойства описаны в лите-
ратуре (например, [3.3]). Перед заливкой в транс-
форматор масло подвергается сушке и, если требуется,
дегазации, после чего производится химический анализ
и определяются основные электрические параметры.
Электроизоляционный картон, выпускаемый в Совет-
ском Союзе, соответствует ГОСТ 4193-78. В трансфор-
маторах на напряжения до 220 кВ включительно приме-
няется картон марок Б — для основных деталей главной
изоляции и Г — для клееных деталей.
Для изготовления обмоток применяется провод мар-
ки ПБ (ГОСТ 16512-80), который изолируется кабель-
ной бумагой марки К (ГОСТ 23436-79) и телефонной
бумагой (ГОСТ 3553-73). Отводы изготовляются из про-
вода марки ПБОТ (ГОСТ 10787-77) с изоляцией из ка-
бельной бумаги. Кроме того, для изоляции отводов в ме-
стах паек применяется крепированная бумага марки
ЭКТМ (ГОСТ 12769-76). Свойства электроизоляционных
бумаг и картонов подробно описаны в [3.4].
Для проектирования изоляции отдельных частей и
элементов трансформаторов необходимо знать распреде-
ление испытательных напряжений в обмотках. При этом
53
следует учитывать все возможные схемы соединений об-
моток и положения переключающих устройств. Распре-
деление напряжений промышленной частоты при воз-
буждении трансформатора легко может быть рассчитано
по числам витков обмоток и их элементов. Импульсные
напряжения по обмоткам распределяются неравномерно
[2.19, 3.5, 3.6], и расчет обычно делается с помощью вы-
числительных машин. Широко распространено также ис-
следование распределения импульсных напряжений
в обмотках на трансформаторах и моделях при низком
напряжении — импульсный обмер [3.6].
а) Распределение импульсных напряжений
Напряжения в обмотках ВН. Импульсные напряже-
ния в обмотках зависят от их схемы соединения и кон-
струкции. Рассмотрим вначале напряжения на продоль-
ной изоляции обмоток ВН — градиенты. Анализ схем
ЭПТ (см. § 2.3 и рис. 3.56) показывает, что обмотки ВН
в ряде случаев включают нерегулируемую (основную)
часть витков, а также регулировочные части РОТ и РОГ.
Каналы
(мм)
5
— 10
10
10
10
7,5
7,5
7,5
— 7,5
далее 5
Рис. 3.9. Непрерывная обмотка ВН трансформатора тина
ЭТЦН-52000/35.
« — схема обмотки; б — емкостная схема замещения; /, 2, 3 ... — номера пе-
реходов; Ск — продольные емкости катушек; С — емкости катушек на РО;
С" — емкости катушек на обмотку НН; Свх — входная емкость остальной ча-
сти обмотки.
54
Каждая из частей обмотки ВН выполняется отдельно и
располагается концентрически. Импульсные градиенты
в основной обмотке мало зависят от процессов в РО, и
поэтому их можно рассматривать отдельно. Таким обра-
зом, здесь и ниже под обмоткой ВН в указанных слу-
чаях будем понимать ее нерегулируемую часть.
Электропечные трансформаторы, на которые распро-
страняются требования в отношении импульсной элек-
трической прочности, выпускаются в СССР на классы
напряжения 35 кВ и выше
и имеют значительные мощ-
ности. Обмотки ВН таких
трансформаторов — кату-
шечные [3.2].
Для удобства выполнения
отводов НН на большие ра-
бочие токи обмотки НН рас-
полагаются снаружи. Следо-
вательно, обмотки ВН явля-
ются внутренними, примем
обмотки НН имеют очень
малое число витков и с точ-
ки зрения распределения им-
пульсных напряжений пред-
ставляют собой заземленный
экран. Внутри обмотки ВН
располагаются либо стер-
жень остова, либо РО. Пос-
ледние обычно выполняются
Рис. 3.10. Схема переплетенной
обмотки.
Цифрами обозначены номера вит-
ков; 0,5; 1; 1,5; 2 ... — номера пе-
реходов; ЕК — емкостные кольца.
как многоходовые винтовые,
в которых ходы соединяются последовательно. Число
витков в каждом ходе невелико, и потенциалы началь-
ного распределения по всей высоте РО близки к нулю.
Обмотки ВН на напряжение 35 кВ — непрерывного типа
(рис. 3.9). Радиальный размер катушек обмотки ВН
обычно невелик, что связано с требованиями в отноше-
нии напряжения КЗ трансформатора. Таким образом,
емкостная схема замещения непрерывной обмотки ВН
(рис. 3.9,6) характеризуется сравнительно небольшими
продольными емкостями Ск и большими емкостями от-
носительно земли С' и С", что приводит к неравномер-
ному начальному распределению и высоким импульсным
градиентам и вызывает необходимость специальных за-
щитных мер. Так, для обеспечения импульсной прочно-
55-
сти продольной изоляции обмоток ВН класса 35 кВ
оказывается целесообразным применять емкостные коль*
ца. Обмотки классов НО кВ и выше делаются перепле-
тенными (рис. 3.10). Последние характеризуются боль-
шой продольной емкостью, благодаря чему начальное
распределение в них близко к равномерному.
Вывод обмотки ВН, на который не подается напря-
жение, при импульсном испытании заземляется. Если же
нейтральный конец обмотки ВН трехфазного трансфор-
матора не выведен или по-
следовательно с обмоткой
ВН включены РО, то он. не
заземлен, и его потенциал
при этом не равен нулю.
В выпускаемых трансфор-
маторах на напряжения
ПО кВ и выше выведены оба
конца переплетенных обмо-
ток ВН. Случаи, когда один
конец не выведен, относят-
ся к обмоткам непрерывной
конструкции. Однако, по-
скольку потенциалы началь-
ного распределения в непре-
рывных обмотках быстро
спадают по мере удаления
от вывода, к которому при-
Рис. 3.11. Начальное распре-
деление потенциалов в об-
мотках ВН трансформато-
ров (по отношению с испы-
тательному напряжению).
1 — ЭТЦН-52000/35 (непрерыв-
ная); 2 — АТЦН-63000/35 (непре-
рывная с емкостным кольцом);
3 — ЭОЦНК-54000/110 (перепле-
тенная).
ложено напряжение, на про-
тивоположном конце обмотки они практически равны
нулю независимо от его заземления. Этому способствует
также относительно большая емкость между концом об-
мотки и землей, которая включает в себя емкость послед-
ней катушки на ярмо остова, входную емкость других об-
моток, присоединенных в этой точке, и емкость на землю
соединительных отводов. Крутизна начального распреде-
ления в начале непрерывной обмотки практически не
зависит от состояния ее конца, а градиенты на межка-
тушечной и витковой изоляции при полном и срезанном
импульсах определяются градиентами начального рас-
пределения и почти не зависят от колебательных про-
цессов в РО.
На рис. 3.11 показаны начальные распределения по-
тенциалов в обмотках ВН . трансформаторов классов
35—НО кВ, в табл. 3.1 — градиенты на межкатушечной
56
и витковой изоляции. Как видно из рисунка, наиболь-
шую крутизну имеет начальное распределение в непре-
рывной обмотке без емкостного кольца, наименьшую—
в переплетенной обмотке. В непрерывных обмотках про-
дольная изоляция определяется градиентами срезанного
импульса, которые значительно выше, чем полного.
В переплетенных обмотках градиенты полного и срезан-
ного импульса примерно одинаковы.
Таблица 3.1
Наибольшие импульсные градиенты на ^межкатушечной
и витковой изоляции обмоток ВН, •/*
Тип трансформатора Конструкция обмотки ВН Полный импульс СрезаиньА импульс
Межкату- шечная изоляция Витковая изоляция Межкату- шечная изоляция Ветковая изоляция
ЭТЦН-52000/35 Непрерывная 14,9 52,7
АТЦН-63000/35 Непрерывная с ем- костным кольцом 9,0 3,0 35,6 14,4
ЭОЦНК-54000/110 Переплетенная^ 16,4 5,0 16,8 6,2
Потенциалы обмотки ВН следует учитывать при вы-
боре ее главной изоляции. Особо важное значение име-
ют потенциалы выводов обмотки. В отличие от градиен-
тов потенциалы зависят не только от крутизны началь-
ного распределения, но и от схемы соединений. Распре-
деление потенциалов полного импульса в катушечных
обмотках ВН, состоящих из одного концентра и не име-
ющих гальванических связей с другими обмотками, изу-
чено достаточно подробно [2.19, 3.5, 3.6]. Как следует
из рис. 2.7, необходимо учитывать три разных случая:
падение импульса на один вывод обмотки при заземлен-
ном другом (рис. 2.7,а—в и в); падение импульса на
один вывод обмотки трехфазного трансформатора при
соединении в звезду без вывода нейтрали (схема на
рис. 2.7,г); то же, что в схеме на рис. 2.7,г, но падение
импульса на три линейных вывода одновременно
(рис. 2.7,5).
В первом случае потенциалы зависят от начального
распределения. При резко неравномерном распределе-
57
нии потенциалы в средней части обмотки могут быть вы-
ше, чем на линейном выводе. В переплетенных обмотках
благодаря равномерному начальному распределению
потенциалы полного импульса постепенно спадают от
линейного вывода к нейтрали, приближаясь к потенциа-
лам квазистационарного («конечного») распределения.
Потенциалы полного импульса во втором случае не-
сколько выше, чем в первом, так как выше потенциалы
конечного распределения. Но наибольшего значения по-
тенциалы достигают в схеме на рис. 2.7,5: потенциалы
конечного распределения почти одинаковы вдоль всей
обмотки, и потенциал полного импульса в нейтрали мо-
жет быть примерно в 2 раза выше, чем на линейном вы-
воде.
Рассмотрим распределение потенциалов полного им-
пульса в случаях, когда обмотка ВН имеет гальваниче-
скую связь с РО, как, например, в схеме рис. 2.11. Ха-
рактер распределения зависит в основном от трех фак-
торов: конструкции обмоток, положения переключающе-
го устройства и от того, в какую точку падает импульс.
Пусть обмотки ВН и РОГ — катушечные непрерывные,
а РОТ — многоходовая винтовая с последовательным со-
единением проводов в ходах. Все три обмотки имеют
примерно одинаковые числа витков. Понижающий ЭПТ
имеет довольно большое входное сопротивление при им-
пульсном напряжении, поэтому вывод Ат автотрансфор-
матора при испытании, когда собственно ЭПТ отсутст-
вует, следует оставить свободным, и, таким образом, по-
ложение избирателя переключающего устройства не
имеет значения. Поэтому необходимо рассмотреть четы-
ре случая: два положения предызбирателя при воздей-
ствии импульса на выводы А и X (рис. 3.12).
Потенциалы начального распределения в непрерыв-
ной обмотке быстро спадают при удалении от вывода,
на который падает импульс, и на противоположном
конце они приближаются к нулю. В многоходовой вин-
товой РО продольная емкость определяется емкостями
между ходами или между параллельно расположенными
проводами в ходе, каждый из которых образует ступень
регулирования. Эти емкости велики по сравнению с про-
дольной емкостью непрерывной обмотки, и поэтому по-
тенциалы начального распределения вдоль РО примерно
одинаковы. Таким образом, в рассматриваемых схемах
получаются начальные распределения, показанные на
58
рис. 3.13. Здесь же показаны конечные распределения и
огибающие максимальных потенциалов полного им-
пульса. Отметим, что в схеме на рис. 3.13,а потенциалы
РОТ при начальном распределении близки к 100%, при-
чем они выше, чем при конечном распределении.
Наибольшего значения, примерно равного 120%, до-
стигает потенциал точки 1 в схеме рис. 3.12,г. При соот-
ветствующем положении избирателя переключающего
устройства этот потенциал попадает на вывод Ат и
воздействует на обмотку ВН понижающего ЭПТ. В рас-
Рис. 3.12. Схемы соединений обмоток трансформатора типа
АТЦН-63000/35 (одной фазы) для расчета импульсных потенциалов.
а — испытание со стороны зажима А, предызбиратель в точке 4; б —то же,
предызбиратель в точке 10\ в — испытание со стороны зажима X, предызби-
ратель в точке А\ г — то же, предызбиратель в точке 10.
сматриваемом случае точка X, имеющая вывод наружу,
при воздействии импульсов на вывод А заземляется.
В эксплуатации нейтраль трехфазного трансформатора
может быть изолирована, и тогда распределение потен-
циалов изменится аналогично тому, как оно меняется
в схемах рис. 2.7,г и д.
До сих пор рассматривались лишь потенциалы пол-
ного импульса. При срезанном импульсе потенциалы,
как правило, значительно ниже, так как из-за его не-
большой длительности колебательный процесс не успе-
вает развиться.
Рассмотрим схему на рис. 2.8. Если в электрической
цепи, включающей РО и обмотку возбуждения вольто-
добавочного трансформатора, нет заземленной точки, то
при падении импульса на обмотку ВН потенциалы в РО
могут достигать больших значений за счет емкостной
связи. При заземлении одного из концов обмотки по-
59
тенциалы емкостного распределения в ней приближенно
равны нулю, а потенциал полного импульса на изоли-
рованном конце равен удвоенному потенциалу конечного
распределения, определяемого отношением чисел витков
РО и обмотки ВН.
Напряжения на обмотках РО. Эти напряжения опре-
деляют выбор изоляции как самих обмоток, так и пере-
ключающих устройств, и поэтому необходимо знать на-
Рис. 3.13. Импульсные потенциалы в обмотках трансформатора типа
АТЦН-63000/35 (по отношению к испытательному напряжению).
HP — начальное распределение; КР — конечное распределение; ОМП — оги-
бающая максимальных потенциалов; М3 — минимальные значения потенциалов
в колебательном процессе; а— схемы соединений по рис. 3.12,а; б — рис. 3.12,6;
в —рис. 3.12,в; г —рис. 3.12,г.
пряжения на всей обмотке (т. е. между ее концами) и
на отдельных участках (например, на одной или не-
скольких регулировочных ступенях).
Напряжение полного импульса между концами лю-
бой обмотки может быть приближенно определено из
анализа начального и конечного распределений потен-
циалов. При этом нужно учитывать, что потенциалы
концов обмотки могут колебаться в противофазе —
в этом случае напряжение достигает наибольших значе-
ний. Так, в схеме рис. 3.12,г расчетный потенциал точ-
ки 1 колеблется между значениями 0 (начальное распре-
деление) и 130% (амплитудное значение), а расчетный
60
потенциал точки 9 — соответственно между значе-
ниями 0 и 60% (рис. 3.13,г). Если эти колебания на-
ходятся в противофазе, то напряжение между этими точ-
ками 171-9 может достичь значения, равного 130%.
В действительности описанный процесс имеет отли-
чия, вызванные влиянием ряда факторов. Большая часть
из них ведет к уменьшению напряжения на обмотке.
Сюда относится, во-первых, отличие сдвига фаз колеба-
ний потенциалов концов обмотки от 180°: чем мень-
ше сдвиг, тем меньше напряжение. Во-вторых, к момен-
ту, когда разность потенциалов концов достигнет мак-
симума, напряжение воздействующего импульса успеет
снизиться по сравнению с амплитудным значением, что-
приведет к соответствующему снижению потенциалов w
их разности. Чем больше период колебаний потенциа-
лов, тем сильнее будет снижение. Далее амплитуда ко-
лебаний снижается благодаря затуханию вследствие по-
терь энергии.
В сторону увеличения напряжения может действо-
вать разница в частотах колебаний потенциалов Кон-
цов. Если эти частоты отличаются в несколько раз, то-
в один из моментов времени колебания окажутся в про-
тивофазе. Однако колебания более высокой частоты^
быстро затухают. При небольшой разнице в частотах
возможно возникновение биений, но для их развития:
обычно требуется значительное время, в течение кото-
рого затухание также будет заметным. Наконец, на ко-
лебания основной частоты могут накладываться высшие
гармоники. В зависимости от их фазы они могут приво-
дить как к увеличению, так и к уменьшению напряже-
ния, однако обычно их влияние невелико вследствие
небольшой амплитуды.
Расчет с учетом всех указанных факторов возможен
лишь при использовании ЭВМ. Однако опыт показывает,
что их результирующее действие обычно приводит к сни-
жению напряжения на обмотке. Так, в рассмотренном
выше случае напряжение U^-g по данным измерений
равно 80%. Поэтому ориентировочная оценка перена-
пряжений на РО может быть сделана описанным мето-
дом (т. е. исходя из начального и конечного распределе-
ний потенциалов), что дает дополнительный запас при
определении электрической прочности.
Распределение импульсного напряжения на РО вну-
три нее зависит от крутизны фронта этого напряжения.
61
При увеличении крутизны распределение становится ме-
нее равномерным, напряжения на отдельных участках
(градиенты) возрастают. Если РО непосредственно со-
единена с выводом, на который падает импульсное на-
пряжение, градиенты в ней достигают наибольшего зна-
чения как при полном, так и при срезанном импульсе.
Если же рассматриваемая обмотка отделена от точки
приложения импульса другой обмоткой или вообще не
имеет гальванической связи с обмоткой, на которую
падает импульс, то крутизна фронта напряжения на ней
уменьшается. В этом случае распределение напряжения
близко к равномерному; градиенты на отдельных участ-
ках примерно пропорциональны числу витков на
участке:
где а>в и ®ро — соответственно числа витков на участке
и на всей РО; Про— напряжение на всей обмотке; а—
коэффициент, учитывающий неравномерность.
Для винтовых РО обычно а^1,3 для градиента на
•одной ступени регулирования; для участков, включаю-
щих несколько ступеней,
Градиенты срезанного импульса, как и напряжение
на всей обмотке, в рассматриваемом случае обычно зна-
чительно меньше градиентов и напряжения полного им-
пульса.
б) Перенапряжения в обмотках НН
Источниками перенапряжений на обмотках НН, к вы-
водам которых подключаются ЭП, могут являться:
1) коммутации на стороне ВН ЭПТ; 2) нестационарные
процессы в ЭП (обрывы и зажигания электрической ду-
ги в дуговых ЭП в начале режима плавки), а также
аварийные режимы, например обрыв электрода в рудно-
термических ЭП; 3) емкостная передача рабочего на-
пряжения.
Экспериментальные исследованйя коммутационных
перенапряжений, вызванных первыми двумя причинами,
показали, что уровень перенапряжений в‘ наиболее опас-
ных случаях не превосходит трехкратного по отношению
к рабочему напряжению и безопасен для изоляции обмо-
ток НН.
62
Емкостная передача рабочего напряжения со стороны
обмотки ВН возможна в случае, если обмотка НН одно-
фазного трансформатора окажется изолированной от
обмоток НН других фаз и от земли. В подавляющем
большинстве случаев такой режим невозможен. Но если
в результате аварии или из-за особенностей технологи-
ческого процесса или электрической схемы возникает
такой режим, потенциал обмотки НН во много раз пре-
высит ее рабочее напряжение, так как собственная
емкость обмотки НН относительно земли обычно значи-
тельно ниже, чем емкость между обмотками ВН и НН.
Для ограничения потенциала до безопасного для изоля-
ции уровня необходимы защитные меры — включение
между выводами НН и землей разрядников (пробивных
предохранителей), конденсаторов или резисторов.
Трансформация на обмотку НН грозовых перенапря-
жений со стороны ВН возможна лишь в случае, когда
обмотка НН холостая. Поскольку такой режим для об-
мотки НН является ненормальным и маловероятным,
с возможностью одновременного воздействия грозовых
перенапряжений можно не считаться.
в) Ограничение импульсных перенапряжений
в обмотках
Большой размер импульсных перенапряжений созда-
ет трудности при конструировании ЭПТ. Они особенно
велики при значительной глубине регулирования и усу-
губляются ограниченностью выбора переключающих
устройств. В связи с этим возникает необходимость огра-
ничения перенапряжений, в частности, на РО и на от-
дельных ступенях регулирования. С этой целью исполь-
зуются вентильные разрядники, конденсаторы и нели-
нейные резисторы.
Для подключения параллельно защищаемому участ-
ку разрядника (см. рис. 2.8) необходимо на крышке ба-
ка иметь выводы соответствующих точек — концов участ-
ка, так как разрядники, выпускаемые промышленно-
стью, не могут работать в трансформаторном масле и
должны быть установлены вне бака. Это приводит
к усложнению конструкции и снижению надежности
трансформатора. Перекрытие изоляции разрядников мо-
жет вызвать КЗ РО, при котором токи в трансформато-
ре превзойдут допустимые значения.
63.
В переключающих устройствах типа РНТА-35/1000В,
выпускаемых объединением Уралэлектротяжмаш, для
защиты вакуумных дугогасительных камер применены
конденсаторы типа ФГТ-И-10-0,025, установленные па-
раллельно камерам и работающие непосредственно
в масле трансформатора. Однако эффективность защи-
ты конденсаторами зависит от частоты напряжения, дей-
ствующего на защищаемом участке: чем ниже частота,
тем меньше снижается на-
пряжение; поэтому при
полном импульсе защитное
действие слабее, чем при
срезанном.
Наилучшие результаты
дает использование нели-
нейных резисторов (вари-
сторов). Для указанных це-
лей разработаны варисторы
типа СНК-500 [3.7], предна-
значенные для работы вну-
три баков трансформаторов
в масле при температуре от
-т-20 до 4-100°С. Они рассчи-
таны на длительную работу
при номинальном рабочем
напряжении 500 В частотой
50 Гц. При этом через
варистор течет ток утеч-
ки, не превышающий
0,7 мА. При появлении
на защищаемом участке
обмотки импульсного на-
Рис. 3.14. Главная изоляция
трансформатора на напря-
жение 110 кВ.
J — прессующее кольцо; 2 — ци-
линдры; 3—-шайбы (ярмовая
изоляция); 4 —угловые шайбы;
— клинья; 6 — рейки.
пряжения сопротивление варистора падает не менее чем
в 300 тыс. раз по сравнению с сопротивлением при
рабочем напряжении, импульсный ток течет через вари-
стор, а напряжение ограничивается до значения* равного
остающемуся напряжению. При амплитуде импульсного
тока 2 кА остающееся напряжение не превышает 5 кВ.
Варистор выдерживает воздействие не менее чем 100
импульсов тока с такой амплитудой и длительностью
50 мкс. Кроме того, он выдерживает напряжение 1000 В
частоты 100 Гц при температуре масла 75°С в течение.
1 мин, т. е. испытаниях трансформаторов индуктирован-
ным напряжением, равным двойному номинальному.
€4
г) Главная изоляция обмоток
На рис. 3.14 изображена главная изоляция обмоток
ЭПТ на напряжение НО кВ. Конструкция изоляции
маслобарьерная; основные элементы конструкции — бу-
мажная изоляция обмоток, масляные каналы и электро-
картонные барьеры (цилиндры, плоские и угловые
шайбы).
Электрическое поле в главной изоляции, возникаю-
щее при воздействии на нее напряжения, определяется
конфигурацией электродов (обмоток, остова) и деталей
твердой изоляции. Поскольку диэлектрическая прони-
цаемость масла примерно в 2 раза меньше, чем бумаги
и картона, напряженность
электрического поля в /
масле соответственно вы- ;
ше, чем в твердой изоля- /
ции. Электрическая проч- /
ность масла значительно ;
ниже, чем твердой изоля-
ции. Таким образом, элек- /
трическая прочность мае- ;
лобарьерной изоляции ;
определяется прочностью
масляных каналов.
Конструктивно, с точ-
ки зрения электрических
характеристик, в главной
Рис. 3.15. Электрическое поле
в главной изоляции трансформа-
тора НО кВ.
/, 2, 3 —участки силовых линий в мас-
ляных каналах: 4 — эквипотенциальные
линии.
изоляции различают две
части: изоляция средней
части обмоток, в кото-
рой электрическое поле
близко к однородному, и изоляция на концах обмо-
ток, или концевая изоляция, где поле неоднородно. Об-
щая картина электрического поля показана на рис. 3.15.
Наиболее нагруженными в электрическом отношении
являются масляные каналы, прилегающие к обмотке
с меньшим диаметром, а также участки каналов у кон-
цов обмоток. Так, в изоляционном промежутке «обмот-
ка ВН — обмотка НН» электрическая прочность опреде-
ляется участками вдоль отрезков силовых линий /, 2
и 3. Напряженность электрического поля вдоль линии 1
можно рассчитать по методу, разработанному в ВЭИ.
Расчетная средняя напряженность в канале
Е=EpkokKt
5-6
65
где Ер — радиальная составляющая напряженности
в цилиндрическом конденсаторе с неоднородным диэлек-
триком и обкладками, образованными поверхностями
обмоток, которые условно приняты за гладкие цилиндры:
£ — и
еГмАср ,канЛ
Здесь U — напряжение на промежутке главной изо-
ляции (между обмотками), при котором рассчитывается
электрическая прочность; #Ср,кан— средний радиус кана-
ла, для которого определяется напряженность поля;
I т
л=4г‘»п ЮО +-^1"П «/<) +
1 1
п
+тг to п дао.
1
где вгм, егц и вгб — относительные диэлектрические прони-
цаемости масла, электрокартонных цилиндров и кабельной
бумага соответственно (егм=2,3; егц=5,5 и егб=3,5)
i
ГТ (/?“ ) — произведение отношений наружных и
JL Л. кан кан кан
1
внутренних радиусов всех масляных каналов в рас-
т
сматриваемом промежутке; (7?“//?®т) — то же для всех
1
п
цилиндров; Д (£”/#”)—то же для участков изоляции
1
из кабельной бумаги, входящих в рассматриваемый про-
межуток (изоляции обмоток).
Коэффициент k0 учитывает влияние осевой состав-
ляющей электрического поля. При возбуждении обмот-
ки, к которой прилегает рассматриваемый канал, пере-
менным напряжением Ло=1,1. При воздействии полного
грозового импульса k0 зависит от отношения Е0/Ер
(рис. 3.16), где Ео — средняя осевая напряженность
в межкатушечном (осевом) канале:
E0=-Gj (S+Д).
66
Здесь G — максимальный импульсный градиент на
канале; S+A— размер межкатушечного канала «от ме-
ди до меди», т. е. включая масляный канал S и изоля-
цию проводов А.
Коэффициент kK учитывает влияние краевого эффек-
та из-за осевых каналов. При размерах масляных кана-
Рис. 3.16. Коэффициент
для учета осевой состав-
ляющей электрического
поля.
лов S> 10 мм будет kK=0,95+0,005 S (S — в миллимет-
рах) ; при 10 мм будет kK— 1.
Для определения средней напряженности, действую-
щей вдоль линий 2 и 3 (см. рис. 3.15), следует снять
картину электрического поля в кон-
цевой изоляции на математической
модели, используя электролитическую
ванну или электропроводящую бу-
магу.
Электрическая прочность масляно-
го канала, прилегающего к обмотке,
зависит от конструкции дистанцирую-
щих деталей и длины отрезка силовой
линии в канале [3.8]. В трансформа-
торах на напряжения НО кВ и выше
применяется конструкция, изображен-
ная на рис. 3.17. Она характеризуется
тем, что прокладки.имеют скругленные
углы, а электрокартонный цилиндр
опирается на рейки, и между угла-
ми прокладок и цилиндром обес-
Рис. 3.17. Дистан-
цирование канала,
прилегающего к
обмотке.
/ — обмотка; 2 — ци-
линдр; 3 —проклад-
ка: 4 — рейка.
печивается зазор не менее 2 мм. Средние допустимые
напряженности в масляном канале для такой кон-
струкции в зависимости от длины силовой линии опреде-
ляются по следующим формулам [3.8]:
при воздействии одноминутного испытательного на-
пряжения промышленной частоты (действующие значе-
5*
67
ния)
^-ДОП (1мин) '),85 ^15 -[
у=) кВ/см;
при воздействии полного грозового импульса
^доп (пи) — 0,8^82-}
кВ/см,
VI/
где I — длина участка силовой линии в масляном кана-
ле, см.
Для масляного канала у конца обмотки ВН (силовая
линия 2) допустимые напряженности [3.9]:
£доп (1мин) = °-85 (7 + -yf ) КВ/СМ’
£доп (пи) = 0,8 (18,6+-^) кВ/см.
Торцы листовой обмотки НН закругляются для
уменьшения максимальной напряженности возле края
обмотки. Однако надо учи-
Рис. 3.18. Продольная изо-
ляция катушечной обмотки.
1 — провод: 2 — витковая изо-
ляция; 3 — прокладки; 4 —
рейки.
тывать возможность местно-
го повышения напряженно-
сти, и поэтому допустимые
напряженности для силовой
линии 3 следует принять на
10% ниже, чем для силовой
линии 2. Для повышения
прочности концевой изоля-
ции на торцах листовых об-
моток НН могут быть уста-
новлены изолированные эк-
раны, электрически соеди-
ненные с обмоткой. Экраны,
установленные на катушеч-
ной обмотке ВН, одновре-
менно выполняют роль ем-
костных колец.
Зная воздействующие и
допустимые напряженности,
можно определить коэффициенты запаса электрической
прочности:
k3 — Едой/Е
возд-
68
д) Продольная изоляция обмоток ВН
На рис. 3.18 изображена конструкция изоляции ка-
тушек непрерывной или переплетенной обмотки. Меж-
катушечные масляные каналы в обмотках ВН как не-
прерывного, так и переплетенного типа дистанцируются
прокладками, крепящимися на рейках. Поскольку
в ЭПТ обмотки ВН по расположению внутренние, рейки
располагаются как внутри, так и снаружи обмоток. Тол-
щина реек делается по возможности меньшей (10 мм),
чтобы обеспечить минимальные размеры каналов глав-
ной изоляции, прилегающих к обмотке.
В непрерывных обмотках напряжение на витковой
изоляции между соседними витками мало: оно равно
напряжению на одном витке. Размеры витковой изоля-
ции и масляных межкатушечных каналов определяются
Рис. 3.19. Зависимости Ux от размеров межкатушечного канала S
и витковой изоляции А.
а-трасч_2° мкс: б~ трасч=8 мкс-
требованиями импульсной электрической прочности меж-
катушечной изоляции.
Импульсное напряжение, допустимое для межкату-
шечной изоляции,
£^доп—»
69
где U — напряжение, определяемое в зависимости от
размеров витковой изоляции, масляного канала и рас-
четной длительности импульсного градиента Трасч-
На рис. 3.19 показаны номограммы, по которым опре-
деляется Ux для расчетной длительности 3 и 20 мкс.
Обычно для срезанного импульса трасч=3 мкс, а для
полного — Траоч=20 мкс. При расчете прочности необхо-
димо, чтобы соблюдалось условие
Трасч^!,25т.
где т — длительность градиента по результатам измере-
ния (или расчета градиентов на ЭВМ).
Коэффициент ki учитывает конструктивные и техно-
логические особенности; его значение зависит также от
Рис. 3.20. Допустимые напря-
жения для витковой изоляции.
*»асч “ *0 мкс: * 1расч
'40 мкс.
длительности градиента и ле-
жит в пределах от 0,6 до 1.
Как видно из рис. 3.19,
допустимое напряжение
сильно зависит от размера
масляного канала. Однако
увеличение масляных кана-
лов, ближайших к линейно-
му выводу непрерывной об-
мотки, приводит к ухудше-
нию-начального распределе-
ния и возрастанию градиен-
тов. При этом, несмотря на
увеличение допустимого на-
пряжения межкатушечных
каналов входной зоны, запас
импульсной прочности может
снизиться. Обычно более
целесообразной оказывается конструкция обмотки, изо-
браженная на рис. 3.9: у линейного вывода один или
несколько каналов имеют наименьший размер, затем
каналы увеличиваются до максимального размера, а да-
лее уменьшаются до размера каналов средней части
обмотки. В такой обмотке благодаря увеличению про-
дольной емкости первых каналов импульсные градиен-
ты снижаются, а запас прочности, несмотря на некото-
рое снижение допустимых напряжений, возрастает.
Допустимые импульсные напряжения для витковой
изоляции приведены на рис. 3.20.
70
При проектировании переплетенной обмотки необхо-
димо учитывать следующие особенности:
1. Наибольшее напряжение на межкатушечном кана-
ле равно напряжению на участке, число витков на кото-
ром равно числу витков трех катушек (на рис. 3.10 —
участок 0, 5—3,5). Расположение витков и внутренних
переходов должно быть таким, чтобы крайние витки
этого участка (6 и 30 на рис. 3.10) не были расположе-
ны на краю катушки, а были удалены на один виток
от реек, на которых намотана обмотка. При такой схеме
некоторое снижение электрической прочности вдоль по-
верхности реек по сравнению с прочностью масляного
канала компенсируется меньшим напряжением между
витками 14 и 22 (см. рис. 3.10), прилегающими к рей-
кам, поскольку число витков на этом участке равно чис-
лу витков только одной катушки.
2. В переплетенных обмотках возможно увеличение
импульсных градиентов в середине радиального размера
обмотки ^из-за колебаний внутри катушек, особенно при
срезанных импульсах. Для уменьшения градиентов сум-
марное число витков в переплетенной паре катушек
должно быть нечетным [3.10].
3. Напряжение между рядом расположенными вит-
ками равно напряжению на участке, включающем чис-
ло витков, равное числу витков катушки. Поэтому вит-
ковая изоляция переплетенной обмотки должна выдер-
живать более высокие напряжения, чем непрерывной,
в том числе и рабочие.
Наибольшая допустимая средняя рабочая напряжен-
ность в витковой изоляции, по результатам исследова-
ний ВЭИ, для провода марки ПБ равна 2 кВ/мм (ча-
стота 50 Гц). Следовательно, при выборе витковой изо-
ляции должно соблюдаться условие
t/кат/Д^2 кВ/ММ.
Здесь t/кат — рабочее напряжение, создаваемое вит-
ками одной катушки; Д— толщина витковой изоляции.
Разумеется, витковая изоляция должна иметь доста-
точный запас прочности и при импульсных воздействиях.
На торцах переплетенной обмотки устанавливаются ем-
костные кольца,. обеспечивающие более равномерное
распределение по обмотке импульсных напряжений и
улучшающие электрическое поле в главной изоляции.
71
е) Изоляция регулировочных обмоток
Продольная изоляция РОГ непрерывного типа не от-
личается от изоляции аналогичных обмоток ВН, описан-
ной выше.
На рис. 3.21 и 3.22 показаны примеры схем многохо-
Рис. 3.21. Схема регулировоч-
ной обмотки. Индексы указы-
вают номера ходов (паралле-
лей).
довых винтовых РОТ. В пер-
вой схеме все регулировоч-
ные ступени расположены в
одном ходе, а провода, при-
надлежащие одной и той же
ступени, но расположенные
в разных ходах, соединяют-
ся параллельно. Таким об-
разом, между крайними про-
водами хода действуют на-
пряжения, почти равные на-
пряжениям на всей РОТ. Та-
кие же напряжения действу-
ют и между внутренним и
наружным проводами раз-
ных ходов, т. е. на мйсляный
канал (по диагонали), но
электрическая прочность об-
мотки определяется напря-
жением перекрытия по по-
верхности проводов одного хода в радиальном направле-
нии (рис. 3.23). Это напряжение зависит от длины пути
перекрытия и толщины витковой изоляции, а также от
числа витков вдоль пути перекрытия, которое опреде-
ляется размерами провода в направлении перекры-
тия. Указанные зависимости иллюстрируются кри-
выми рис. 3.24, построенными по результатам экспе-
риментов.
В обмотке рис. 3.22 по два соседних провода в каж-
дом ходе соединены параллельно, а ступени распреде-
лены в пяти ходах. Значительные напряжения действу-
ют в этой обмотке вдоль поверхности хода (в радиаль-
ном направлении) и на масляные каналы (вдоль рейки
у внутренней и наружной поверхностей обмотки и по
диагонали). Для снижения напряжений на каналах рас-
положение ступеней в ходах выбрано таким, чтобы друг
против друга в разных ходах лежали провода, электри-
чески удаленные не более чем на восемь ступеней (5
72
и 13\ 12 и 20 и т. п.). При последовательном расположе-
нии ступеней разница между проводами, лежащими
друг против друга в первом витке последнего хода и
втором витке первого хода, составляла бы 16 сту-
пеней.
Напряжения на аналогичных участках в разных вит-
ках винтовой РОТ практически одинаковы вдоль всей
обмотки, поэтому размеры масляных каналов вдоль нее
Рис. 3.22. Схема регулировочной обмотки.
могут быть одинаковыми. Конструкция дистанцирующих
электрокартонных деталей такая же, как для обмоток
ВН.
Напряжения на витковой изоляции в обеих рассмот-
ренных схемах равны напряжению на одной ступени
регулирования, включающей большое число витков. Эти
напряжения велики как при импульсных воздействиях,
так и при воздействиях напряжений промышленной ча-
стоты (испытательных и рабочих), аналогично тому, как
это имеет место в переплетенных обмотках. Расчет элек-
трической прочности и выбор размеров витковой изоля-
ции и масляных каналов производятся так же, как для
катушечных обмоток.
73
ж) Изоляция отводов
Особые трудности представляет обеспечение необхо-
димой электрической прочности изоляции отводов вну-
тренних обмоток ВН. При выведении отводов через
ярмовую изоляцию должны быть выдержаны достаточ-
ные расстояния от отвода до заземленных деталей осто-
Путь перекрытия
ооооопоа
Рис. 3.23. Путь перекрытия по
поверхности катушки.
Рис. 3.24. Зависимости напря-
жений перекрытия [/ПеР по по-
верхности катушек от длины
пути перекрытия I. Полный им-
пульс 1,5/40 мкс.
а — перекрытие вдоль длинной сто-
роны провода; размеры* провода и
витковой изоляции, мм: 1 —
(2,83 • 8,6)70,45; 2 — (2,83 • 8,6)/0,95;
3— (2,83 • 14,5)/1,95; 4— (2,83 • 5,1 )/1,95;
б — перекрытие вдоль короткой сто-
роны провода; размеры провода й
витковой изоляции, мм: 1 —
(2,83 • 8,6)/0,45; 2 - (4,1 • 8,6)/1,95; 3 -
(2,83 • 8,6)72,95; 4 — (2,1 • 8,6)71,95.
ва и до края наружной обмотки, что приводит к значи-
тельному увеличению расстояния от обмоток до ярма по
всей окружности обмоток, хотя для изоляции отвода это
не требуется. В случаях, когда снаружи расположена ли-
стовая обмотка НН, в ней делаются полукруглые выре-
зы для отвода (рис. 3.25). Отводы выполняются из про-
вода типа ПБОТ, между отводами и обмоткой НН уста-
навливаются электрокартонные фигурные барьеры.
На рис. 3.26 показан отвод ВН трансформатора типа
ЭОЦНК-40000/150. Изоляционный промежуток между
отводом и заземленными частями трансформатора
(прессующим кольцом, остовом) разделен несколькими
барьерами — двумя фигурными, изготавливаемыми из
листов тонкого электрокартона, склеенных метилцеллю-
лозным клеем, и двумя цилиндрическими (из бумажно-
бакелитовых цилиндров). Для изготовления фигурных
барьеров применяются специальные оправки.
74
На рис. 3.27 изображены отводы РО, расположенной
внутри обмотки ВН. Они проходят сквозь отверстия
в ярмовой балке (внизу) и в прессующем кольце (ввер-
ху) и распределены по окружности обмотки в пяти по-
лях между рейками и прокладками (по два отвода внизу
и вверху в каждом поле). При их выполнении обес-
А
Рис. 3.25. Отвод ВН трансфор-
матора иа напряжение ПО кВ.
1 —. отвод ВН с бумажной изоля-
цией; 2 —фигурный барьер из элек-
троизоляционного картона.
иечивается необходимая электрическая прочность отно-
сительно заземленных деталей и торцов обмоток, а так-
же между соседними отводами.
Регулировочные отводы присоединяются к переклю-
чающим устройствам. Конструкция изоляции последних
подробно описана в [3.11].
3.3. Обмотки
Основные эксплуатационные.требования, предъявляе-
мые к электрической и механической прочности обмоток,
выделяют этот узел ЭПТ в один из важнейших.
По своему назначению обмотки ЭПТ можно разде-
лить на регулировочные и нерегулируемые. По конст-
руктивному исполнению' обмотки делятся на следующие
основные типы: цилиндрические, винтовые, непрерывные.
По ряду второстепенных признаков (число слоев, число
ходов, наличие параллельных ветвей, соединение между
витками в одной катушке, соединение между катушка-
ми и т. п.) эти типы обмоток можно подразделить на
75
одно- или многослойные цилиндрические, одно- или мно-
гоходовые винтовые, дисковые, переплетенные. Особое
место среди обмоток, применяемых в ЭПТ, занимают
обмотки, выполненные из листовой меди (алюминия), и
кованые катушки, выполненные из шинной меди (алю-
миния).
Кроме собственно проводникового материала (обмо-
точный провод из меди или алюминия по ГОСТ
16512-70), в обмотку входят элементы крепления этого
Рис. 3.27. Отводы РО тран-
сформатора на напряжение
150 кВ.
1,2 — верхние и нижние отво-
ды РО о бумажной изоляцией;
3 —• верхняя ярмовая балка; 4 —
прессующее кольцо; 5 — нижняя
ярмовая балка; 6 — изоляцион-
ный барьер.
Рис. 3.26. Отвод ВН трансформа-
тора на напряжение 150 кВ.
/ — отвод ВН с бумажной изоляцией;
2 и 4 — фигурные барьеры; 3 и 5 —бу-
мажно-бакелитовые цилиндры; 6 —
прессующее кольцо.
провода, обеспечивающие заданные геометрические раз-
меры обмоток в процессе изготовления, дальнейшей
сборки трансформатора и в процессе эксплуатации (про-
кладки, клинья, цилиндры, сегменты, кольца и т. п.).
Для ЭПТ мощностью до 630 кВ-А, класса напряже-
ния 0,5 кВ с естественным воздушным охлаждением
76
Рис. 3.28. Мно-
гослойная ци-
линдрическая
обмотка.
(сухие трансформаторы), предназначенных для работы
на спокойную, без резких толчков, нагрузку, в качестве
обмоток ВН применяется многослойная цилиндрическая
обмотка из прямоугольного провода (рис. 3.28). Внут-
ренний слой 1 таких обмоток наматывается на жестком
изоляционном бумажно-бакелитовом или стеклотексто-
литовом цилиндре 2 через днстанирующие клинья 3
или непосредственно на цилиндр. Внутренние каналы
между слоями образуются при помощи равномерно уста-
новленных по окружности клиньев 4.
Для выравнивания торцевых поверх-
ностей обмотки на крайние витки каж-
дого слоя устанавливают кольца 5,
вырезанные из цилиндра. Кольцо кре-
пится при помощи хлопчатобумажной
ленты к нескольких крайним виткам.
Намотка провода в цилиндриче-
ских обмотках производится плашмя
или на ребро в один или несколько
параллельных проводов. Цилиндриче-
ские обмотки ВН применяются в ЭПТ
серий ОСУ и ТСУ.
В ЭПТ классов напряжения 6, 10
и 35 кВ в качестве обмоток ВН при-
меняются: винтовые (одно- или мно-
гоходовые) и непрерывные обмотки.
В трансформаторах без регулирова-
ния напряжения либо с регулировани-
ем типа ПБВ для обмоток ВН исполь-
зуют, как правило, непрерывные ка-
тушечные обмотки (рис. 3.29). Обмот-
ка намотана обычно на жестком бу-
мажно-бакелитовом цилиндре 1, на
рейках 2, расположенных по образующим цилиндра.
Обмотка состоит из отдельных последовательно
соединенных катушек 3, намотка которых ведется
одним (двумя и более) проводом без перепайки кон-
цов. Каналы между катушками образуются путем уста-
новки прокладок 4 из электроизоляционного картона.
Если сечение витка состоит из двух или более парал-
лельных проводов, то для уменьшения добавочных по-
терь, вызванных циркулирующими токами (отдельные
параллельные провода наматываются на окружностях
разных диаметров и находятся в разных по интенсивно-
77
Рис. 3.29. Непрерывная обмотка.
сти полях рассеяния), в обмотке производится транспо-
зиция параллельных проводов на внутренних переходах
из катушки в катушку.
В ЭПТ мощностью до 6300 кВ А с регулированием
типа ПБВ на стороне ВН, а также мощностью до
2500 кВ-А с регулированием типа РПН на стороне НН
РО выполняется иногда
как часть обмотки ВН
или НН соответственно.
В этих случаях регули-
ровочные витки распола-
гаются в отдельных ка-
тушках непрерывной об-
мотки симметрично отно-
сительно ее середины.
Так выполнена, напри-
мер, обмотка ВН в
трансформаторах серий
ЭТМПК и ЭТЦХ (рис.
3.30).
Широкое применение
в ЭПТ нашли винтовые
обмотки, используемые в
качестве обмоток НН в
трансформаторах со вто-
ричными токами до
5000 А. Сечение витка в
таких обмотках состоит
из нескольких параллель-
ных проводов, располо-
женных в радиальном
направлении. При необ-
ходимости сечение может быть увеличено путем увели-
чения числа заходов по высоте. Для этих обмоток
с целью выравнивания сопротивлений отдельных парал-
лелей обязательным является условие, когда размеры
поперечного сечения каждого из параллельных прово-
дов должны быть одинаковыми.
Наиболее массовое применение винтовые обмотки
в ЭПТ нашли в качестве РО. В этом случае параллель-
ные проводники, расположенные в радиальном направ-
лении, после запайки концов и сборки схемы представ-
ляют собой последовательно соединенные ветви РО.
При этом, варьируя число проводников в радиальном на-
78
правлении и число заходов, можно всегда выбрать РО
с заданным числом ступеней регулирования и необходи-
мого сечения. На рис. 3.31 представлена РО трансфор-
маторного агрегата ЭОЦНК-54000/110.
В винтовых РО нет необходимости выполнять транс-
позицию по выравниванию сопротивлений всех провод-
ников, расположенных в ради-
альном направлении, так как
они являются последовательно
соединенными ветвями одной
электрической цепи. При необхо-
димости транспозиция проводни-
ков делается только в том слу-
чае, если каждая из регулиро-
вочных ветвей состоит из не-
скольких параллельных провод-
ников. В этом случае транспози-
ция осуществляется между па-
раллельными проводниками в
пределах каждой регулировочной
ветви. Иногда транспозицию всех
проводников, расположенных в
радиальном направлении, делают
только исходя из удобства рас-
положения выводов РО и монта-.
жа регулировочных отводов.
В отдельных случаях, когда раз-
личные ветви РО обтекаются раз-
ными токами, сечения отдельных
проводников в радиальном на-
правлении также принимают раз-
хажа АХ
Рис. 3.30. Расположение
регулировочных витков
в обмотке ВН трансфор-
матора типа
ЭТЦХ-5000/10.
1 w I
ными; осевой размер всех проводников одинаков, а ра-
диальный пропорционален необходимому сечению.
В ЭПТ класса ПО кВ и выше в качестве обмоток
ВН применяются переплетенные обмотки. Такая обмот-
ка является разновидностью непрерывной, но отличает-
ся как по расположению в ней последовательно соеди-
ненных витков, так и по способу намотки. Каждая пара
катушек переплетенной обмотки наматывается как
обычная непрерывная из двух (или любого четного чис-
ла) параллелей (рис. 3.32). После пайки каждых двух
пар катушек между собой получается обмотка с умень-
шенным в 2 раза числом параллелей, соединенных по
схеме рис. 3.32,6.
79
Рис. 3.31. Пятиходовая винтовая ре-
гулировочная обмотка трансформато-
ра типа ЭОЦНК-54000/110.
Кроме описанных винтовых,
для обмоток НН ЭПТ часто
применяют следующие четыре
типа обмоток: дисковые, не-
прерывные, шинные и листо-
вые.
Дисковая обмотка пред-
ставляет собой катушечную
обмотку, собранную из отдель-
но намотанных катушек (дис-
ков), и применяется исключи-
тельно в конструкциях с чере-
дующимися обмотками.
При намотке непрерывных
обмоток для использования
их в качестве обмоток НН
™________р-n в местах наружных переходов
Щ~” Ш оставляют петли во всех ка-
тушках, кроме входных (рис.
3.33,а). Петли затем разреза-
ют> а K0H«M катушек припаи-
вают к сборным шинам (от-
водам) в соответствии со схе-
мой, приведенной на рис. 3.33,6. Число пар шин, на
которые собираются катушки, может быть равно еди-
нице или более. Таким образом, между каждой
парой шин заключается полное число электрических вит-
ков со стороны НН трансформатора. При соединении
сборных шин между собой последовательно напряжение
на стороне НН увеличивается в число пар шин раз,
а ток остается равным току одной пары шин. При соеди-
нении сборных шин параллельно напряжение на стороне
НН трансформатора остается равным напряжению
одной пары шин, а ток увеличивается в число пар шин
раз.
Распределение тока между катушками, соединенны-
ми параллельно на сборные шины, обусловлено индук-
тивным сопротивлением каждой пары катушек. Так как
индуктивность крайних катушек отличается от индуктив-
ности катушек, расположенных в средней части обмотки,
то распределение тока по катушкам неравномерно. Если
80
не принимать никаких мер, то ток в крайних катушках
по сравнению со средними увеличивается в 1,5—1,8 ра-
за. Для снижения нагрева крайних катушек из-за
неравномерности распределения тока в таких обмот-
ках принимают ряд мер, как-то: специальные схемы
соединения крайних катушек («вмотанные» катушки) —
рис. 3.33,6, увеличение сечения крайних катушек, уве-
личение охлаждающих каналов и др. Непрерывные об-
мотки по рис. 3.33 позволяют получить на стороне НН
малое число (от 8 до 3) электрических витков. При
^Пайка , , ' ,
ft 2' 2 3'3 V If 5' 5 С S 7^7 8' 8 3'
а)
3 |zq<7|Z»|7|23| g|zz|yp| 4р|зр|2р ?
этом в случае четного г
числа витков число па- < . । । гтп
раллельных проводки- р ? 2\2\3ИИ5г |g И 717 г г г
ков в каждой двойной
катушке может быть
от 1 до 6. При нечет-
ном числе витков чис-
ло параллелей выби-
рается равным четному
числу 2, 4, 6. Тогда при
намотке, например, об-
мотки с пятью элек-
трическими витками в
каждой паре катушек,
состоящей из двух па-
раллельных проводов
(рис. 3.34), одним па-
раллельным проводни-
ком в первой катушке будет произведено Толька
S)
Рис. 3.32. Расположение витков-
в переплетенной обмотке.
а — в процессе намотки; б — после пайки
наружных переходов.
три электрических витка. Этим же проводом во вто-
рой катушке будет выполнено два электрических
витка. Вторым параллельным проводником в первой
катушке будет произведено два электрических витка.
Этим же проводохм во второй катушке будет выполнено'
три электрических витка. Таким образом, в каждой
двойной катушке получается по пять электрических вит-
ков, выполненных каждым из параллельных проводни-
ков. При этом в любом из сечений в радиальном на-
правлении в каждой катушке располагается по пять
проводов, т. е. радиальный размер катушек во всех се-
чениях одинаков. По такому же принципу производится
намотка обмоток с любым другим нечетным числом
электрических витков в паре катушек.
Трудности технологического и конструктивного ха-
6-6
8Г
рактера, связанные с креплением витков, ограничивают
применение катушечных обмоток с числом витков в па-
ре катушек менее трех. При числе электрических витков
на стержень стороны НН трансформаторов два и один
обычно применяют шинные либо листовые обмотки. Они
нашли широкое применение в качестве обмоток НН
ЭПТ, начиная от сухих трансформаторов мощностью
12,5 кВ-A и кончая ЭПТ мощностью 80000/3 кВ-А.
Шинные обмотки (рис. 3.35), выполненные из стан-
дартных медных или алюминиевых шин, наиболее часто
встречаются в сухих однофазных и трехфазных ЭПТ
мощностью от 12,5 до 250 кВ «А. Пересоединения, осу-
ществляемые между концами шин на каждом из стерж-
ней, а также между стержнями, позволяют получить
сочетание различных напряжений и токов от одного и
того же трансформатора. В ряде трансформаторов мощ-
ностью на стержень 800—2500 кВ‘А в качестве обмоток
НН применяются шинные обмотки, раскрой которых
выполняется из листовой меди.
В ЭПТ мощностью 4000 кВ’А и более на стержень
при числе электрических витков на стержень 1 или 2
«2
широкое применение нашли одно- и двухвитковые об-
мотки, выполненные из листовой меди (рис. 3.36). Обес-
печение заданной формы (кругового цилиндра) обмот-
кам из листового материала производят путем их сборки
на специальных технологических шаблонах с последую-
щей обтяжкой. Канал между внутренним и. наружным
витками обеспечивается установкой в него реек из ге-
тинакса, стеклотекстолита либо другого электроизоля-
Рис. 3.34. Схема намотки
с нечетным числом электри-
ческих витков в каждой па-
ре катушек.
Рис. 3.35. Шин-
ная обмотка.
ционного материала. Для обеспечения повышенной ди-
намической стойкости таких обмоток на ударные токи
порядка (5—10) -105 А предусмотрено специальное креп-
ление витков и отводов, повышающее жесткость обмот-
ки. Так выполнены обмотки НН трансформаторов для
мощных руднотермических печей.
Обмотки ЭПТ испытывают повышенные механиче-
ские воздействия при эксплуатационных и аварийных
токах (см. например, [3.12]). Для повышения динами-
ческой стойкости обмоток при этих воздействиях прини-
мается ряд мер конструктивного и технологического ха-
рактера. Внутренние обмотки, а также обмотки, средние
6* 8а
Рис. 3.36. Двухвитковая
обмотка из листовой
меди.
по расположению на остове и работающие на сжатие от
внешних радиальных сил, выполняют, как правило,
на жестких бумажно-бакелитовых цилиндрах толщиной
6—12 мм. При этом число клиньев в остове для опоры
на них цилиндров, как правило, больше, чем у силовых
трансформаторов общего назначения, что позволяет
уменьшить пролет между опорами при воздействии ра-
диальных сил. Однако при этом трудно обеспечить плот-
ное прилегание жесткого цилиндра сразу по нескольким
клиньям-опорам остова. Даль-
нейшего увеличения жестко-
сти обмоток от радиальных
сил можно достигнуть путем
намотки обмоток на стекло-
текстолитовые цилиндры тол-
щиной 25—30 мм без увеличе-
ния числа опор в остове или
намоткой обмоток на шабло-
нах без жестких цилиндров
с последующей их насадкой
на остов через «мягкие» ци-
линдры из электрокартона.
В последнем случае в остове
должно быть предусмотрено
число опор под обмотку, рав-
ное числу реек.
Следующим мероприятием,
направленным на повышение
динамической стойкости обмо-
ток, является применение в них малоусадочного элек-
трокартона и сушки обмоток по особому технологическо-
му режиму с их подпрессовкой в процессе сушки. Эти
меры направлены на исключение влияния упругости
электроизоляционного картона при эксплуатации транс-
форматоров, а следовательно, и поддержание заданно-
го уровня запрессовки обмоток.
Увеличению жесткости обмоток способствует также
их пропитка глифталевым лаком с последующим запе-
канием. Такой обработке подвергаются все обмотки ЭПТ
до класса напряжения 35 кВ включительно. Для наруж-
ных обмоток, работающих на растяжение от внутренних
радиальных сил, применяются бандажи из стеклоленты
с устройствами, позволяющими регулировать натяг
этих бандажей.
S4
Рис. 3.37. Расположение
обмоток на стержне. >
а — концентрическое; б — че- /
редующееся. у
Расположение об- ;
моток на стержне ос- ;
това в ЭПТ может
быть концентрическим
(рис. 3.37,а) или че-
редующимся (рис. /
3.37,6). При концен- >
трическом расположе- >
нии каждая из обмоток '
(ВН и НН) распола- /
гается вдоль стержня /
остова, а в поперечном /
сечении внутренние и
наружные диаметры
каждой из них пред- л
ставляют собой кон-
центрически расположенные окружности. Концентри-
ческое расположение обмоток применяется во всех
современных конструкциях ЭПТ. В мощных ЭПТ с
концентрическим расположением обмоток наружной
обычно является обмотка НН, что вызвано сложностью
выполнения токоподвода на токи (10—lOOJ-WA от
обмоток внутреннего р асположения. Даже при первичном
напряжении НО кВ и более обмотка НН в ЭПТ распо-
лагается снаружи, а обмотка ВН является внутренней.
Рядом с обмоткой НН ближе к остову располагается
обмотка ВН, что вызвано требованиями по обеспечению
заданного напряжения КЗ трансформатора. Регулиро-
вочная обмотка (гальванически связанная с обмоткой
ВН в трансформаторах класса напряжения до 35 кВ
включительно, либо отдельная обмотка в трансформа-
торах класса более 35 кВ) располагается наиболее
часто под обмоткой ВН и насаживается на остов
первой.
При чередующемся расположении каждая из обмо-
ток (ВН и НН) разбита на несколько групп. Группы
обмоток ВН и НН, чередуясь, располагаются вдоль
стержня. При этом внутренние и наружные диаметры
каждой из обмоток соответственно равны.
Начиная с 1960 г. в связи со сложностью и повышен-
85
ной трудоемкостью при изготовлении чередующихся об-
моток последние, как правило, не применяются в новых
разработках ЭПТ.
3.4. Отводы
В ЭПТ, как и в трансформаторах общего назначе-
ния, имеется много узлов, токоведущих деталей и про-
водов, которые должны быть гальванически соединены
между собой. Совокупность электрических проводников,
служащих для соединения обмоток с выводами, пере-
ключающими устройствами и другими токоведущими
частями, называется отводами трансформатора. Как
у большинства трансформаторов общего назначения, от-
воды ЭПТ выполняют собственным проводом (при мощ-
ностях 100—250 кВ «А) или гибким изолированным ка-
белем марки ПБОТ или медными шинами прямоуголь-
ного сечения различных размеров главным образом для
отводов НН.
Многообразие различных типов ЭПТ объединяет
одна особенность — сложность электрической схемы со-
единения обмоток ВН, обеспечивающих большую глубину
регулирования вторичных напряжений. При этом сте-
пень сложности схемы необязательно определяется спо-
собом регулирования — при отключенном от сети транс-
форматоре (ПБВ) или под нагрузкой (РПН). Сущест-
вуют серии трансформаторов ПБВ с достаточно сложной
схемой соединения нескольких обмоток — основной ча-
сти обмотки ВН и ее регулировочных частей. Отводы
ВН таких трансформаторов представляют собой слож-
ную конструкцию; иногда они располагаются в два или
три слоя; соприкасаются друг с другом; имеют сложную
конфигурацию с крутыми радиусами изгиба и т. п.
Такие отводы могут быть выполнены только из гиб-
кого провода — многожильного изолированного кабеля
соответствующего сечения (16, 25, 50, 95, 120, 150, 185,
240 или 300 мм2) с толщиной изоляции (на одну сторо-
ну) 3, 6 или 8 мм. Сечение кабеля зависит оттока, а тол-
щина изоляции — от электрических воздействий, возни-
кающих в местах соприкосновения или перекрещивания
регулировочных отводов разных обмоток и фаз. При этом
для трансформаторов с ВН более 15 кВ толщина изо-
ляции определяется импульсными градиентами между
соответствующими точками обмоток (и их отводов), для
86
трансформаторов с ВН 6—10 кВ — испытательными и
длительными рабочими напряжениями, действующими
между отводами в процессе эксплуатации. В необходи-
мых случаях толщина изоляции может быть увеличена
обматыванием отводов кабельной бумагой или тонким
электрокартоном в местах их соприкосновения. Всюду,
где это возможно, электрическую прочность обеспечи-
вают изоляционными (масляными) промежутками меж-
ду отводами.
На рис. 3.38,а и б показаны отводы ВН однофазного
ЭПТ с большой глубиной регулирования НН, а на
3.38,в — такие же отводы трехфазного трансформатор-
ного агрегата для дуговых сталеплавильных печей, где
диапазон изменения НН меньше и соответственно проще
схема и отводы ВН.
Другой важнейшей особенностью ЭПТ является зна-
чение тока НН, измеряемое тысячами и десятками ты-
сяч ампер. Так, например, уже при мощности 12,5 кВ-А
(трансформатор типа ОСУ-20/0.5-А) вторичный ток пре-
вышает 1000 А, а у трансформатора мощностью всего
3000 кВ «А (для установок электроконтактного нагрева)
его значение может достигать 150 кА.
Необходимость вывода такого вторичного тока уже
при столь малых мощностях выдвигает ряд сложных
технических проблем, которые решаются в каждом от-
дельном случае с одновременным учетом и специфиче-
ских требований заказчика. Наиболее распространенное
из этих требований — размещение выводов НН на крыш-
ке трансформатора. В этом случае длина отводов и их
электрическое сопротивление становятся соизмеримыми
с сопротивлением самой обмотки НН. Это заметно уве-
личивает потери, рассеяние и механические усилия
(между отводами), что требует специальных решений
для их снижения.
Однако при всем многообразии конкретных конструк-
торских решений для отводов НН существует ряд общих
положений, выполняемых в ЭПТ любых мощностей:
1) разделение обмоток НН во всех случаях, когда оно
возможно, на несколько групп с равным числом витков,
отводы от которых отдельно выводятся наружу; 2) соблю-
дение обязательного правила чередования отводов (на-
чало— конец) друг с другом для максимального сни-
жения рассеяния; 3) размещение шинных отводов НН
только ребром к стенке бака и на значительном расстоя-
87
нии от нее для уменьшения местных нагревов стенки
в зоне расположения отводов; 4) минимально возмож-
ное по конструктивным соображениям расстояние меж-
ду каждой парой шинных отводов, идущих от начала и
конца соответствующей части обмотки НН.
Способы соединения отводов ЭПТ не отличаются от
аналогичных способов, применяемых для других сило-
вых трансформаторов. Общие требования — прочность
и надежность соединения в сочетании с простотой вы-
полнения и контроля качества, хорошей электропровод-
ностью и долговечностью — в одинаковой степени отно-
сятся ко всем видам трансформаторов.
Во всех случаях, когда это возможно, соединения
отводов с обмотками ЭПТ выполняют неразъемными.
Существует несколько способов создания неразъемных
соединений. В ЭПТ чаще всего применяют пайку с по-
мощью твердых припоев, в основном медно-фосфори-
стых; достаточно широко используется соединение глав-
ных и контактных частей отводов методом опрессовки.
Рис. 3.38,а.
88
На рис. 3.39 показаны типичная конструкция отводов
и их соединения с концами катушечных обмоток НН.
Начала и концы группы 1 обмотки НН 5 подводятся
к соответствующим шинам 2 отводов, к которым пред-
варительно припаяны медные угольники 6. К горизон-
тальной плоскости угольников и припаиваются концы
обмоток. Соединения отводов с обмотками ВН выполня-
ют только неразъемными (способом пайки) практически
у всех ЭПТ (см. рис. 3.38).
Контактная часть отводов — так называемые «ком-
пенсаторы»— это легко деформирующиеся гибкие эле-
менты, которые служат для соединения отводов с выво-
дами трансформатора. Они необходимы для компенса-
ции возможных отклонений в длине отвода, высоте бака
или перемещениях выводов (вместе с крышкой) во вре-
мя перевозок трансформаторов. В ЭПТ гибкие связи
выполняют еще одну важную роль: они компенсируют
Рис. 3.38,6.
89
Рис. 3.38. Отводы РО ВН трансформатора типа ЭОДЦН-4800/10-70
(а, б) и трехфазного агрегата типа ЭТЦПК-12500/10-74 (в).
а и в — вид со стороны отводов ВН; б — то же со стороны избирателя; 1—
избиратель; 2 — деревянные планки; 3 — трансформаторы тока; 4 — отводы ВН;
5 — токоограничивающий реактор; 6 — электроизоляционный картон; 7 —вер-
тикальная шпилька остова; 8— крышка бака; 9 — серьга для подъема актив-
ной части с крышкой; 10 — вывод НН; // — выводы ВН; 12 — компенсаторы
ВН; 13 — компенсаторы НН.
вибрационные колебания, возникающие в активной ча-
сти и ее элементах при эксплуатационных КЗ.
В последнее время для всех ЭПТ мощностью до
8 МВ-А компенсаторы отводов ВН выполняют только
из гибкого (без изоляции) провода марки ПЩ, соеди-
90
Рис. 3.39. Соединение концов обмотки и отводов НН трансформа-
торного агрегата типа ЭТЦПК-12500/10-74.
1 — концы групп обмотки НН 5; 2 — отводы НН одной фазы; 3 — деревянные
планки крепления; 4 — верхняя ярмовая балка; 6 — медные угольники.
Рис. 3.40. Конструкция компенсатора отводов ВН трансформаторов
мощностью до 8 МВ-А.
а —соединение провода ПЩ с наконечником; б —общий вид компенсатора;
в — медная трубка, соединяющая провод ПЩ с кабелем отвода; г — компен-
сатор из провода ПЩ с двумя наконечниками; / — провод ПЩ; 2 — медная
трубка; 3 — кабель отвода; 4 — наконечник.
91
Рис. 3.41. Отводы НН с компенсаторами из медной ленты для при-
соединения к шинным выводам.
/ — шины отводов НН: 2 — избиратель ВН; 3 — компенсаторы; 4 — гетинаксо-
вые планки крепления отводов.
няемого с более жестким кабелем отвода методом опрес-
совки при помощи медной трубки. Второй конец такого
компенсатора соединяется с наконечником также опрес-
совкой (рис. 3.40). Получаемое соединение исключительно
прочно, обладает хорошей электрической проводимостью
и надежно выдерживает любые перемещения или ви-
брации отводов.
В трансформаторах больших мощностей как для
отводов ВН, так и для отводов катушечных обмоток НН
компенсаторы выполняются из медной ленты толщиной,
как правило, 0,3 мм необходимой ширины, число листов
ленты определяется током. С одного конца ленты спаи-
ваются между собой и припаиваются к отводу, а дру-
гой конец пропаивается оловянистым припоем и через
отверстия соединяется со шпилькой вывода ВН или
шинным выводом НН. На рис. 3.41 показаны верхние
концы отводов НН с припаянными к ним компенсатора-
ми. Для улучшения контакта и уменьшения переходного
92
сопротивления концы компенсаторов, присоединяемые
к выводам, подвергаются обязательному лужению.
Другой способ соединения отводов с обмотками —
разъемные соединения — широко применяется для ЭПТ
с листовыми обмотками НН, которые могут быть вы-
полнены одним листом или несколькими его частями,
подразделенными по высоте, отводы от которых незави-
Рис. 3.42. Активная часть (без
отводов НН) трансформатора
типа ЭОЦНШ-12500/Ю-74УЗ.
1 контактная часть обмоток НН
для болтового соединения с отвода-
ми; 2 — обмотка НН; 3 — деревян-
ные планки крепления отводов
ВН 4.
Рис. 3.43. Шинный
отвод ЭПТ.
1 — отвод; 2 — ком-
пенсаторы; 3 — кон-
тактная часть для
присоединения к об-
мотке; А и Б —по-
верхности, подвергае-
мые горячему луже-
нию.
симо выводятся наружу. На рис. 3.42 показан мощный
ЭПТ с листовой обмоткой НН, состоящей из четырех
частей.
В обоих случаях единственно возможным способом
соединения отводов является болтовое (разъемное) со-
единение. Для надежности контакта соединяемые по-
верхности обмоток (рис. 3.42) и отводов тщательно за-
чищают и лудят; число и диаметр болтов выбирают так,
чтобы создать усилия, необходимые для плотного сжа-
тия и прилегания контактных поверхностей друг к дру-
гу. На рис. 3.43 показан шинный отвод (на ток 7 кА)
93
Рис. 3.44. Шинные отводы ЭПТ с выводами на крышке бака.
/ — листовая обмотка НН; 2 т отводы НН; 3 — крепление отводов.
для разъемного соединения с обмоткой и с припаянными
компенсаторами 2 для подключения к выводам НН.
При выполнении разъемных соединений особое вни-
мание обращается на предупреждение самоотвинчивания
гаек, возникающего от вибраций при работе трансфор-
матора. С этой целью применяют замковые пластины,
устанавливаемые как под головки болтов, так и под
гайки. При правильном исполнении эта задача хорошо
решается и с помощью контргаек.
Выводы ЭПТ с листовыми обмотками обычно рас-
полагают на стенке или (реже) на крышке бака. Опре-
деляющими при этом являются требования заказчика и
значение вторичного тока трансформатора. Нередко оба
эти фактора оказываются несовместимыми: вывод через
крышку тока более 30 кА создает не только технические
трудности в выполнении отводов, но и существенно уве-
личивает рассеяние, т. е. снижает коэффициент мощно-
сти электропечной установки в целом. Отводы от листо-
вых обмоток проектируют с учетом технических воз-
можностей и решений, согласованных с заказчиком
трансформатора. В качестве примера на рис. 3.44 пока-
94
заны отводы, выводящие на крышку вторичный ток
28 кА однофазного ЭПТ мощностью 2,5 МВ*А.
Отводы вторичного тока, когда выводы располагают-
ся на стенке бака, значительно проще. Они выполняют-
ся гибкими компенсаторами, набранными из медной лен-
ты толщиной 0,3 мм и пропаянными в местах контакта
с обмоткой и выводами НН. Как правило, эти отводы
целиком подвергают горячему лужению.
На рис. 3.45 показан трансформатор с листовой об-
моткой НН и установленными на ней отводами — ком-
пенсаторами. .
Проводники отводов удерживаются в требуемом по-
ложении креплениями. Они должны придать необходи-
мую жесткость конструкции отводов, исключить смеще-
ния проводников как во
время сборки и перевоз-
ки трансформатора, так и
в процессе эксплуатации
под воздействием дина-
мических сил при КЗ. Для
крепления отводов ВН и
НН применяют деревян-
ные (буковые) и гетинак-
совые планки. При этом
крепления отводов ВН
ЭПТ не отличаются от
аналогичных конструк-
ций силовых трансфор-
маторов общего назна-
чения.
Система крепления
образуется вертикальны-
ми и горизонтальными
деревянными планками
прямоугольного сечения
(рис. 3.38,в). Вертикаль-
ные планки (их называ-
ют «стойками») прикре-
пляют к ярмовым бал-
I
i
L
Рис. 3.45. Отводы листовой об-
мотки НН для выводов на
стенке бака.
/ — обмотка НН: 2 — отводы НН;
3 — ярмовая балка; 4 — избиратель;
5 — отводы ВН: 6 — болтовое соеди-
нение отводов и обмотки НН.
кам с помощью стальных
угольников, пластин, ребер жесткости или корот-
ких деревянных планок. Отводы 4 прижимаются
к стойкам или горизонтальным планкам другими
планками, которые и называют «прижимными». Обычно
95
& прижимных планках делают вырезы, в которые поме-
щают отводы. В местах закрепления отводы, как пра-
вило, обматывают электроизоляционным картоном 6
толщиной 0,5 мм; эта дополнительная подмотка служит
защитой от механических повреждений основной изоля-
ции отвода. Планки 2 отводов 4 соединяют между собой
стальными болтами (при напряжениях 6 или 10 кВ) или
шпильками и гайками из электроизоляционного матери-
ала (текстолита, пластмассы) при больших значениях
ВН.
Значительные вибрации при работе большинства
ЭПТ нередко приводили к ослаблению и даже самоот-
винчиванию стальных гаек крепления отводов. Широко
распространенная раскерновка гаек после сушки и от-
Рис. 3.46. Замковые шайбы для болтов М10, соединяющих деревян-
ные планки.
а — под головки болтов; б — под гайки.
делки трансформаторов (перед опусканием в бак) во
многих случаях оказалась малоэффективной. Поэтому
в последнее время для всех серий ЭПТ мощностью до
8 МВ-А стали применять специальные замковые шайбы,
подкладываемые как под головки болтов (рис. 3.46,а),
так и под гайки (рис. 3.46,6), скрепляющие деревянные
96
планки крепления отводов. После сушки активной части
и подтяжки болтовых соединений заусенцы замковых
шайб врезаются, т. е. плотно закрепляются в планках,,
а затем те из них, что установлены под гайками, заги-
бают, надежно предотвращая таким способом их само-
отвинчивание.
Крепление отводов НН выполняют попарно (шины
от начала и конца группы обмотки) или целыми «паке-
тами», объединяющими несколько пар шин. На рис. 3.29,
3.41 и 3.44 показаны различные способы крепления шин-
ных отводов НН на активной части трансформатора.
/I- А
Рис. 3.47. Крепление пары шинных отводов НН между собой.
1 — шины; 2 и 5 — гетииаксовые планки; 3 — гайка; 4 — электроизоляционная
трубка; — стальная шпилька; 7 —шайба; 8 — промежуточная гетинаксовая
планка.
Между собой каждая пара или «пакет» шин скрепляет-
ся двумя стальными шпильками диаметром 10 или
12 мм, которые располагают с двух сторон на опреде-
ленном (5—10 мм) расстоянии от шин. Во избежание
замыкания шпильки изолируют бумажно-бакелитовыми
или стеклотекстолитовыми трубками. На рис. 3.47 пока-
зана типичная конструкция крепления шин отводов НН
между собой.
3.5. Переключающие устройства
Задачи регулирования вторичного напряжения с от-
ключением от питающей сети (переключение без возбуж-
дения— ЙБВ) или под нагрузкой (РПН) в ЭПТ по сво-
ему назначению принципиально отличаются от регули-
рования напряжения в силовых трансформаторах (см.
§ 2.3).
Регулирование напряжения в ЭПТ выполняется пе-
реключающими устройстрами ПБВ и РПН.
7-« 97
а) Переключающие устройства ПБВ
Регулирование ПБВ применяют в трансформаторах
мощностью до 12 500 кВ-А в тех случаях, когда по
условиям технологического режима допускаются кратко-
временные перерывы в питании электротермической
установки. Трансформатор отключают от питающей се-
ти, и контактное устройство осуществляет переключения
ответвлений обмотки при невозбужденном трансформа-
торе. Существует несколько типов переключающих
устройств ПБВ, применяемых в ЭПТ. Обозначение типов
устройств и их основные параметры приведены в
табл. 3.2.
Таблица 3.2
Параметры устройств ПБВ
Тип переключающего устройства Номинальное напряжение, кВ Номинальный ток, А Число фаз Число ступеней
П6-150/10 10 150 1 5
ПЛ-11-10/320 10 320 1 11
ПТЛ-11-10/630 10 630 3 11
НТ-4ХЗ-350/10 10 350 3 12
НТ-4ХЗ-625/10 10 625 3 12
НТ-5-625/10 10 625 3 5
НТ-8-625/10 10 625 3 8
Устройство ПБВ состоит из следующих основных уз-
лов: переключателя ответвлений, служащего для пере-
ключения ответвлений обмотки, и приводного механиз-
ма, осуществляющего переключение с одного положения
устройства на другое при помощи электродвигателя или
от руки. Устройства ПБВ с приводом от электродвига-
теля имеют, кроме того, системы валов для передачи
вращения от приводного механизма к переключателю
ответвлений.
Устройство типа П6-150/10 (рис. 3.48). Переключа-
тель ответвлений состоит из шести контактных стерж-
ней 1, запрессованных в бумажно-бакелитовые втулки 2.
Втулки расположены по окружности и закреплены меж-
ду двумя гетинаксовыми дисками 3. В центре каждого
из двух дисков запрессована стальная втулка 4. В сталь-
ных втулках вращается коленчатый вал 5 с пятью кон-
тактными кольцами 6. Вверху переключатель имеет
95
муфту 7 для соединения коленчатого вала со штангой S'
ручного привода, которая представляет собой бумажно-
бакелитовую трубу, связанную с валом колпачка 9. Кол-
пачок снабжен рукоятками для управления переключа-
ющим устройством.
Устройство типа НТ-5-625110 (рис. 3.49). Переключа-
тель ответвлений представляет собой стальную раму 1,
на которой установлены три гетинаксовые плиты 2 с не-
подвижными ножевыми контактами 3. Через эти плиты
проходит бумажно-бакелитовый вал с укрепленными на
нем подвижными контактами 4. Переключатель связан
с конической мальтийской передачей 5 через горизон-
Рис. 3.48. Переключающее устройства П6-150/10.
тальный изолирующий карданный вал 6. Соединение
конической передачи с приводным механизмом 8 осуще-
ствляется с помощью вертикального карданного вала 7.
Переключающее устройство типа НТ-8-625110 (рис.
3-50). Переключатель ответвлений представляет собой
раму /, на которой установлены шесть гетинаксовых
плит 2 (по две на фазу). В плитах закреплены непо-
движные контакты 3, расположенные по окружности.
Каждый из подвижных контактов (по два на фазу) при-
водится в действие отдельной мальтийской шестерней
так, что сначала происходит соединение подвижного и
неподвижного контактов одной полуфазы, затем другой.
Соединение переключателя ответвлений с приводом осу-
ществляется так же, как в устройстве НТ-5-625/10.
Устройство типа ПЛ-11-101320 (рис. 3.51). Непо-
движная часть переключателя ответвлений представляет
7* 99
2
1
Рис. 3.49. Переключающее
устройство НТ-5-625/10.
100
Собой электроизоляционную йлйту / с устанббЛёййЫМй
по окружности одиннадцатью неподвижными ножевыми
контактами 2 и одним отводящим контактом 3 с токо-
съемным кольцом 4. Изоляционная плита крепится под
общей стальной плитой 5. Подвижные контакты 6 пере-
ключателя установлены с нижней стороны мальтийской
Рис. 3.50. Переключающее устройство НТ-8-625/10.
изоляционной шестерни 7, вращающейся на оси, заде-
ланной в стальной плите. Шестерня с подвижными кон-
тактами поворачивается поводком 8 конической переда-
чи 9. Приводной механизм 10, коробка конической пере-
дачи 9 и переключатель ответвлений монтируются на
общей стальной плите 5.
Коническая передача представляет собою чугунную
коробку, внутри которой находится пара конических ше-
стерен с передаточным числом 1:1. На вертикальном
валу применяется радиальное уплотнение. Снизу на вер-
тикальном валу установлен поводок мальтийской пере-
дачи. Коробка закрывается чугунной крышкой. Привод-
ной механизм соединяется с конической передачей гори-
зонтальным карданным валом 11.
Имеется трехфазная модификация этого устройства
ПТЛ-11-10/630, в котором контактная система рассчита-
на на токи до 630 А, а соединение переключателя от-
ветвлений с приводным механизмом осуществляется так
же, как в устройстве НТ-5-625/10.
Устройство типа НТ-4Х.З-625/10 (рис. 3.52). Пере-
ключатель ответвлений представляет собой стальную
101
раму /, на которой установлена плита с мальтийскими
передачами 2 и три гетинаксовые плиты 3. На каждой
из гетинаксовых плит собрано по два переключателя от-
ветвлений I и II с неподвижными ножевыми контактами
4. На одном переключателе таких контактов четыре, на
другом три. Подвижные контакты 5 закреплены на ва-
лах 6 из бумажно-бакелитовых трубок и приводятся
в действие от поводков мальтийских передач, установ-
ленных на механической плите. Взаимное переключение
обеих групп контактов осуществляется таким образом,
что каждому положению переключателя I соответствуют
три положения переключателя II. Соединение привод-
ного механизма 7 с переключателем осуществляется
с помощью горизонтальных карданных валов 8 и ку-
лачковой муфты 9 либо посредством горизонтального
и вертикального карданных валов и конической пере-
дачи.
Устройство типа HT-4X.3-350/10. Оно аналогично
устройству типа ЙТ-4ХЗ-625/10, но отличается тем, что
неподвижные контакты каждого из переключателей за-
102
креплены в гетинаксовых рейках, установленных в пли-
тах. Через эти плиты проходят бумажно-бакелитовые
валы с подвижными контактами. Соединение переклю-
чателя с приводным механизмом осуществляется так же,
как в устройстве ПЛ-11-10/320.
Все описанные переключающие устройства ПБВ, за
исключением устройства П6-150/10, имеют приводной
механизм с электродвигателем. Внешний вид приводных
Рис. 3.53. Приводные механизмы.
а — для размещения на стенке бака; б — для размещения на крышке бака.
механизмов приведен на рис. 3.53. Основными элемента-
ми привода являются электродвигатель, редуктор и ап-
паратура управления и контроля работы.
Привод рис. 3.53,а помещен в литую коробку 1, дверь
2 которой плотно закрывается с помощью винтовых за-
жимов 3. Редуктор состоит из цилиндрических и кони-
ческих шестерен с общим передаточным отношением
1 :70. Для управления приводом с помощью рукоятей
104
редуктор имеет вал со.штифтом на конце, который вы?
ходит к двери, в которой имеется смотровое окно 4 ука-
зателя положения и счетчика числа переключений.
В нижней части коробки находятся муфты 5, 6 для
ввода кабелей, в верхней части выходит вал, на конце
которого укреплена конусная муфта 7.
Привод рис. 3.53,6 смонтирован на стальной плите 1
и накрывается сверху стальным кожухом 2, который
крепится к плите зажимами 3. Редуктор состоит из ци-
линдрических шестерен и имеет передаточное отношение
1:30,25. На передней стенке кожуха имеются отверстие
для ввода рукоятки при ручном управлении, закрытое
крышкой 4, и смотровое окно 5 указателя положений.
Снизу плиты расположены сальники 6, 7 для ввода ка-
белей. Выходной вал 8 на одном конце имеет штифт для
рукоятки ручного привода, а другой конец передает вра-
щение ведущему валу переключающего устройства.
Во всех приводах предусмотрены электрическая и
механическая блокировки, препятствующие вращению
привода за крайние положения. Для подсчета числа пе-
реключений в приводах установлен механический счет-
чик. Во избежание совместной работы электродвигателя
и рукоятки при ручном управлении в приводах преду-
смотрена электрическая, а в приводе рис. 3.53,а и меха-
ническая блокировки. Принципиальная электрическая
схема управления приводным механизмом приведена на
рис. 3.54.
Для дистанционного управления приводным меха-
низмом на щите управления должны быть установлены
ключ и указатель положения, представляющий .собой
прибор, внутри которого находится сельсин-приемник
самосинхронизирующейся передачи. Стрелка, укреплен-
ная на его валу, показывает, на каком положении нахо-
дится переключающее устройство.
Часть приводных механизмов оборудована коммута-
тором. Он является дополнительным датчиком положе-
ний и представляет собой переключатель, подвижной
контакт которого приводится в действие от выходного
вала привода. Число неподвижных контактов в секции
коммутатора соответствует числу положений привода,
а число секций в коммутаторе может доходить до трех.
Коммутатор может быть использован: а) для снятия
сигнала о ступени трансформации и ввода этого сигнала
в автоматический регулятор мощности электропечи;
105
€
о
Питание цени управлений
Питание силовой цепи
Питание Л О
1.0
Ш
6f.5
Z
у
9'10
12
IS 15
6 Б
P2
2 H Jr 3 W
P2 *
63
Bl
B2
P2
f.SV
PI
PI
БК замкнут при
отключенном вы-
ключателе трансфор-
матора
13 2 20 ^БК
'—о—*—О—О-'^л-О—
o
1У±1_Л-
• ВНП ‘
Ц.З 1 1>2 1
0-0------o-^T-o-j-o
-о—№
-<£------
-o'------
4
A3
O
BK
*2
Pf
2.16
-0-0
32
13 ш
Pf 22
Л12 1
Р2
РП1
-o—0-
'i В цепь включения выключа-
-Q---о S теля трансформатора
______0) ЛК R2 R3
R4-
ZZZ)-----о-
1с/
Р1 ^3.1^
•о—--О—О
г,?**
О—о—°—О в цепь отключения выключателя трансформатор*
Дк
Рис. 3.54. Принципиальная электрическая схема управления привод-
ным механизмом устройств ПБВ.
В1 — выключатель автоматический; В2 — выключатель пакетный ПВМЗ-10;
ВБ — выключатель ВПК-4040, исп. 3; ВК, ВКП — микропереключатель МП-1105
исп. 3; Д/ —диод Д-226; Д2—Д5 — диод Д-247; Дк — сельсин бесконтактный
типа БД-404А, ПО В, переменного тока; К.Т — контроллер; КчУ — переключа-
тель универсальный УП-5311-АЗЗ; ЛК — арматура ЛС-53, светофильтр красный;
^2, Кз — добавочные резисторы; ЛО — лампа освещения; М трехфазный
асинхронный электродвигатель АОЛ-21-4; Пр — предохранитель; Р/, Р2 — реле
промежуточное РПК1-031; Ре — реле постоянного тока РЭВ-811; ПО В; РП1 —
реле промежуточное; Ш — соединитель (штепсельный разъем); Ук — указатель
положения типа УП-30, ПО В, переменного тока; Я/—резистор ПТ-50, 39 Ом;
R4 — резистор ПТ-50, 27 Ом. О — зажим блока зажимов привода (с обозначе-
нием); О — зажим блока зажимов щита управления (без обозначения); о —
прочие зажимы.
б) как датчик конечных положений привода при авто-
матическом регулировании напряжения трансформатора;
в) в качестве датчика положений для дистанционного
указателя положений привода.
б) Переключающие устройства РПН
В трансформаторах мощностью более 12 500 кВ-А,
а также при меньшей мощности, когда по условиям тех-
нологического режима электротермической установки не
допускаются перерывы в электроснабжении, применяют
переключающие устройства РПН [3.13], что позволяет
автоматизировать управление технологическим режимом
ЭП. Обозначение типов устройств РПН, применяемых
в ЭПТ, и их основные параметры приведены в табл. 3.3.
Переключающее устройство РПН состоит из следую-
щих основных узлов (рис. 3.55): избирателя, предназна-
ченного для выбора обесточенными подвижными контак-
тами И1 и И2 соответствующего ответвления регулиро-
вочной обмотки РО трансформатора; контактора 12,
предназначенного для отключения тока в цепи избира-
теля при переходе его подвижных контактов с одного
ответвления РО на другое; токоограничивающего рези-
стора, служащего для ограничения тока в короткозамк-
нутой секции РО и перевода нагрузки с одного ответв-
ления на другое без перерыва в токе нагрузки и без
существенного его изменения; приводного механизма,
осуществляющего переключение с одного положения
устройства на другое при помощи электродвигателя Э
или от руки; кинематической системы для передачи вра-
щения от приводного механизма к избирателю и кон-
тактору.
Для увеличения глубины регулирования применяют
специальные схемы: с грубой и тонкими ступенями (рис.
3.56,а), с реверсированием РО (рис. 3.56,6), с помощью
регулировочного автотрансформатора (рис. 3.56,в) либо
трансформатора (рис. 3.56,г), с применением допол-
нительного нерегулируемого трансформатора (рис.
3.56,6) и др.
В зависимости от применяемых токоограничивающих
элементов устройства РПН делятся на два класса: с ре-
акторами и с резисторами, На рис. 3.57 представлена
107
Параметры устройств РПН
Тип переключающего устройства Номиналь- ное напря- жение, В Номиналь- ный ток, А Число фаз Число ступеней Напряже- ние ступе- ни, В
РНТ-9-150/10 10 150 3 9 350
РНТ-13-625/35 35 G25 3 9 1100
РНО-13-1200/Ю 10 1200 1 9 1100
РНО-17-625/35 35 625 1 17 1650
РНО-17-850/10 10 850 1 17 1650
РНО-20-625/35 35 625 1 23 1650
РНО-23-625/35 35 625 1 . 23 1650
РНО-24-625/35 35 625 1 23 1650
PHOA-35/lOOO 35 1000 1 43 2050
РНТА-35/1000 В 35 1000 3 19 2000
Таблица 3.3
Отключае- мый ток, А Срок службы контактов, тыс. пере- ключений \ Z Примечание
150 18
625 10
1200 30
625 30 Реакторные устройства
850 30
1000 30
1000 30
1000 30
1000 40 Резисторное устройство
1000 100 Резисторное устройство с контактором ВДК
Рис. 3.55. Устройство РПН резистор-
ного типа.
а — электрокинем этическая схема; б —
электрическая схема контактора; / — вы-
ходной вал приводного механизма; 2 —» ко-
ническая передача; 3 — червячная переда-
ча; 4, 5 — цилиндрические зубчатые пере-
дачи; 6 — вал контактора; 7 — вал избира-
теля; S —нечетные контакты избирателя;
9 — четные контакты избирателя; 10 —
мальтийская передача; 11 — предызбира-
тель; 12 — контактор; К — главные контак-
ты; КВ — вспомогательные контакты; КД~
дугогасительные контакты; И\, И2 — изби-
ратели; Из — предызбиратель; Э — электро-
двигатель.
Рис. 3.56. Основные схемы регулирования напряжения в ЭПТ.
а — с грубой и тонкими сгупен'-ми; б —с реверсированием РО; в —с помощью*
регулировочного авшп »нси юматора; г — с. помощью регулировочного транс-
форматора; б —с приме нем дополнительного нерегулируемого трансформа-
тора; 1 — регулировочн* и автотрансформа гор: 2 — ЭПТ; 3 — регулировочный!
трансформатор; 4 — главный ЭПТ; 5 — дополнительный ЭПТ.
последовательность работы контактов переключающего^
устройства с токоограничивающим реактором за полный
цикл переключения с одной ступени напряжения на дру-
гую. В установившемся положении контакты и 7(2.’
замкнуты, контакты И1 и И2 избирателя установлены на1,
одном ответвлении (рис. 3.57,а). Из рис. 3.57,6 видно,,
что в первую очередь размыкается контакт К1 контак-
тора. После погасания дуги отводящий контакт И1 из-
бирателя без тока переходит на другое ответвление РО
(рис. 3.57,я), за^ем контакт К1 вновь замыкается (рис.
3.57,г); такое положение устройства называют положе-
нием «моста». Два соседних ответвления РО через от-
водящие контакты И1 и И2 избирателя оказываются со-
единенными через реактор Р. По замкнутой цепи про-
текает, кроме нагрузочного, циркулирующий ток, значе-
ние которого ограничено индуктивным сопротивлением
реактора. За последующие полцикла происходят размы-
кание контактов К2 (рис. 3.57,6) и переход отводящего
контакта И2 избирателя без тока на другое ответвление
РО (рис. 3.57,е), после чего контакт К2 контактора
вновь замыкается (рис. 3.57,ж). Переключение закончи-
лось.
Иногда с целью получения более мелких ступеней
110
регулирования устройство РПН с токоограничивающим
реактором имеет фиксированное положение «моста». Из
рис. 3.57,ж следует, что в установившемся режиме от-
водящие контакты избирателя И1 и И2 и оба плеча ре-
актора Р обтекаются током, равным половине нагрузоч-
ного /в/2. В положении моста на этот ток накладывается
циркулирующий ток /ц, который складывается с нагру-
зочным током /н или вычитается из него в контактах И1,
И2 и плечах реактора.
Действие резисторного устройства РПЦ принципи-
ально не отличается от реакторного. Однако в его кон-
струкцию внесены изменения, связанные с применением
вместо токоограничивающего элемента большой мощ-
ности в виде реактора элементов относительно неболь-
шой мощности — резисторов. Эти изменения сводятся
в основном к следующему: 1) в установившемся режиме
резисторы не обтекаются током; 2) резисторы включа-
Рис. 3.57. Последовательность работы устройства РПН при симмет-
ричном включении реактора.
И1, И2 — отводящие контакты избирателя; К/, К2— контакты контактора; Р —
токоограничивающий реактор.
111
ются только на время, когда работает контактор. Токо-
съем нагрузочного тока в установившемся положении
осуществляется поочередно одним из отводящих контак-
тов избирателя И1.п H2j
Реакторные устройства РПН
Устройство типа РНТ-9-1501Ю (рис. 3.58). В устрой-
стве отсутствует отдельный контактор, так как отклю-
чаемая мощность устройства невелика. Контактор-изби-
ратель, т. е. избиратель, расположенный в отдельном
баке 1 с маслом, предназначен для переключения от-
Рис. 3.58. Устройство типа РНТ-9-150/10.
112
ветвлений под током. Неподвижные контакты 2 избира-
теля-реактора (по девять парных контактов на фазу)
расположены по окружности и установлены на внутрен-
ней поверхности бумажно-бакелитового цилиндра 3.
Шесть отводящих (подвижных) контактов 4 (по два на
К реагсторд!____________________
Рис. 3.59. Электрокинематическая схема устройства РНТ-1-3-625/35.
а — контактор; б — избиратель.
8—6 113
фазу) ножевого типа с дугостойкими металлокерамиче-
скими наконечниками закреплены на бумажно-бакели-
товом валу 5. Цилиндр подвешен к стальной плите 6, на
которой сверху расположен приводной механизм 7.
Устройство типа РНТ-13-625/35 (рис. 3.59). Основой
конструкции контактора (рис. 3.59,а) является стальная
плита с двумя окнами. Окна закрыты гетинаксовыми
плитами, одна сторона которых (внутренняя) обращена
к баку трансформатора, а другая (внешняя) закрывает-
ся кожухом, куда заливается трансформаторное масло.
На внешней стороне плит расположены контакты и их
кулачковый механизм. Вращение от привода через вер-
тикальный карданный вал 1 передается кулачковому
механизму 2, который приводит в действие подвижные
контакты 3, причем за один оборот кулачка контакты
поочередно размыкаются и замыкаются по одному разу.
Одновременно вращение передается посредством кониче-
ской передачи 4 и горизонтального вала 5 избирателю.
Каждая фаза избирателя устройства (рис. 3.59,6)
состоит из двух изоляционных плит 6 с неподвижными
контактами избирателей И1 и И2, двух мальтийских
шестерен 7 с закрепленными на них подвижными кон-
тактами и общего вала с подводками 8. Каждая плита
имеет девять неподвижных контактов. Одноименные не-
подвижные контакты обеих плит для каждой фазы элек-
трически связаны между собой. В трехфазном исполне-
нии избиратель каждой фазы имеет конструкцию и элек-
трические соединения, аналогичные однофазному. Все
три избирателя жестко связаны между собой. Переклю-
чающее устройство комплектуется приводным механиз-
мом одной из двух модификаций. Первая осуществляет
при переключении полный цикл перехода с одного от-
ветвления РО на другое, что обеспечивает девять ступе-
ней регулирования. Вторая осуществляет фиксированное
положение «моста» (см. рис. 3.57,г), что обеспечивает 17
ступеней регулирования.
Устройство типа РНО-13-1200/Ю представляет собой
модификацию устройства РНТ-13-625/35 в однофазном
исполнении с усиленными контактами избирателя и кон-
тактора, обеспечивающими длительную работу при токе
1200 А. Устройство не допускает работу с фиксирован-
ным положением моста.
Устройство типа РНО-17-625/Ю. Контактор выполнен
по схеме с мостиковым включением дугогасительных
114
Рис. 3.60. Последовательность работы переключающего устройства
с контактором, имеющим основные и вспомогательные контакты.
8*
115
контактов и двойным разрывом (рис. 3.60). Плечи реак-
тора не имеют общей средней точки и соединяются толь-
ко через контактор. В исходном положении (рис. З.бО/i)
контакты контактора К01, 1(02, К замкнуты, а подвиж-
ные контакты избирателей1 И1 и И2 находятся на одном
из ответвлений РО. Нагрузочный ток проходит в основ-
ном по контактам К01 й К02. В процессе переключения
первым размыкается контакт К01 (рис. 3.60,6). При этом
весь ток идет через основной контакт К02 и через оба
подвижных контакта избирателя И1 и И2. Затем отклю-
чается дугогасительный вспомогательный контакт К
(рис. 3.60,в). В обесточенном состоянии подвижной кон-
такт И1 переходит на следующее ответвление (рис.
3.60,г). Затем контакт К замыкается, переводя часть на-
грузки на И1 и образуя контур для протекания цирку-
лирующего тока /ц (рис. 3.60,6). Замыканием контакта
К01 (положение «моста») заканчивается первая поло-
вина цикла переключения (рис. 3.60,е). Вторая поло-
вина осуществляется в следующей последовательности.
Размыкается контакт К02 (рис. 3.60,ж), отключается
контакт К (рис. 3.60,з), разрывая контур циркулирую-
щего тока /ц. Обесточенный контакт избирателя И2
переходит на следующее положение (рис. 3.60,и). Замы-
кается контакт К (рис. 3.60,к), переводя часть нагрузки
на избиратель И2. Процесс переключения завершается
замыканием контакта К02 (рис. 3.60,л).
Контактор собран на изоляционной плите (рис.
3.61,а), на внешней стороне которой расположёны дуго-
гасительный контакт К и его кулачковый механизм, а на
внутренней стороне установлены основные контакты К01
и К02 со своим кулачковым механизмом. Внешняя сто-
рона плиты закрывается кожухом и заливается транс-
форматорным маслом. Вращение от привода через вер-
тикальный вал 1 передается кулачковому механизму 2
вспомогательного контакта 3, который дважды размы-
кается и замыкается за один полный оборот кулачка.
Одновременно через коническую пару 4 вращение пере-
дается по горизонтальному валу 5 к избирателю, а по-
средством двух конических передач 6 и 7 и вала 8 —
к кулачковым механизмам 9 основных контактов 10, ко-
торые за один оборот вала поочередно по одному разу
размыкаются и замыкаются.
Избиратель устройства (рис. 3.61,6) состоит из двух
изоляционных плит 11, жестко скрепленных между со-
116
Рис. 3.61. Электрокинематическая схема устройства РНО-17-625/10.
а — контактор; б — избиратель; / — внешняя сторона плиты контактора, // —
внутренняя сторона этой плиты.
117
бой, на каждой из которых находятся неподвижные кон-
такты избирателя ИЗ или И4 (тонкое регулирование) и
предызбирателя И1 или И2 (грубое регулирование),
двух редукторов 12 из мальтийских и зубчатых передач
для распределения вращения между избирателями и
предызбирателями, валов 13 с подвижными контактами
и вала с поводками 14. Избиратель и предызбиратель
каждой изоляционной плиты имеют по семь неподвиж-
ных контактов.
Одноименные неподвижные контакты избирателей и
предызбирателей передней и задней плит электрически
связаны между собой и с соответствующими ответвле-
ниями РО трансформатора. Кинематика избирателя та-
кова, что переключение предызбирателя происходит по-
сле того, как избиратель пройдет весь диапазон, т. е.
при переходе подвижного контакта избирателя с 14-го
контакта на 8-й и наоборот.
Устройство имеет 49 рабочих положений. В устрой-
ствах, в которых в качестве рабочего положения исполь-
зуется положение «моста», избиратель с предызбирате-
лем обеспечивает 90 рабочих положений. В некото-
рых ЭПТ применяется^ модификация этого устройства
типа РНО-17-850/Ю, рассчитанная на номинальный ток
850 А.
Устройство типа РНО-20-625/35. В устройстве приме-
нен такой же контактор, как и в устройстве
РНО-17-625/Ю. Избиратель устройства (рис. 3.62) со-
стоит из изоляционной плиты 1 и стальной плиты 2. На
передней стороне изоляционной плиты расположена кон-
тактная система избирателя И1 и предызбирателя ИЗ,
а на задней — контактная система избирателя И2. На
стальной плите смонтирован редуктор из мальтийских и
зубчатых передач для распределения вращения между
избирателями и предызбирателями. Вращение подвиж-
ным контактам избирателя передается через вал с под-
водками 3 и пару мальтийских шестерен 4 из электро-
изоляционного материала, а вращение подвижным кон-
тактам предызбирателя передается валом 5.
Избиратель имеет 12 неподвижных контактов. Одно-
именные контакты избирателей, расположенные с обеих
сторон плиты, электрически связаны между собой и
с соответствующими ответвлениями РО трансформатора.
Предызбиратель срабатывает при переходе подвижного
контакта избирателя И2 с 11-го неподвижного контакта
118
Рис. 3.62. Электрокинематическая схема избирателя устройства
РНО-20-625/35 (/—/// — контакты предызбирателя).
на 12-й, либо наоборот. Избиратель с предызбирателем
обеспечивает 20 ступеней регулирования.
Устройство типа РНО-23-625/10 представляет собой
модификацию устройства РНО-13-625/10, в котором ис-
пользован контактор от устройства РНО-17-625/10.
Устройство типа РНО-24-625/35 представляет собой
модификацию устройства РНО-17-625/10, в котором из-
биратель выполнен с пятью вместо семи неподвижными
контактами на каждой полуфазе переключателей грубо-
го и тонкого регулирования.
119
Описанные реакторные устройства РНО-13-625/10,
PHO-2Q-625/35 и РНО-24-625/35 имеют также модифика-
ции в трехфазном исполнении.
Резисторные устройства РПН
Устройство PHOA-35/lOOO. На рис. 3.55,а была по-
казана электрокинематическая схема устройства. С вы-
ходного вала 1 приводного механизма через коническую
передачу 2, червячную передачу 3 и цилиндрические
зубчатые передачи 4 и 5 вращение передается на вал
контактора 6 и вал избирателя 7. На валу избирателя
установлены поводки мальтийских передач нечетных 8 и
четных 9 контактов. Через передачу 10 приводится в дей-
ствие предызбиратель 11. Контактор 12 выполнен по
схеме (рис. 3.55,6) и имеет главные контакты, которые
размыкаются без дуги, вспомогательные контакты КВ,
включенные параллельно главным и рвущие дугу нагру-
зочного тока, и дугогасительные КД, включенные по-
следовательно с резисторами и коммутирующие сумму
половины нагрузочного и циркулирующего токов.
Устройство РНТА-35/1000 В. На рис. 3.63 изображе-
на схема устройства с контактором на вакуумных дуго-
гасительных камерах (ВДК). Вращение переключателю
(рис. 3.63,а) передается от приводного механизма 1 че-
рез вертикальный вал 3, боковую передачу 4 и горизон-
тальный вал 5. Горизонтальный вал устройства посред-
ством внутренней входной угловой передачи передает
вращение валу контактора 11 через вертикальный вал 7,
крестовую муфту 9 и коническую передачу 10. Этот же
вал посредством цилиндрической передачи 8, кольца 6,
промежуточного вала и двух мальтийских передач пере-
дает вращение внутреннему 12 и наружному 2 валу из-
бирателя.
Контактор устройства (рис. 3.63,6) приводится в дей-
ствие пружинным механизмом и имеет главные контак-
ты 1* и 5*, служащие для длительного пропускания тока
трансформатора в промежутках между переключениями;
разрывные контакты (контакты ВДК) 2*, 3* и 4*, слу-
жащие для коммутации тока во время переключения, и
вспомогательные контакты 6* и 7*, служащие для под-
готовки схемы к переключению. Так как контакты 2* и
4* не рассчитаны на длительное пропускание номиналь-
ного тока трансформатора, они шунтируются контакта-
120
Рис. 3.63. Электрокинематическая схема устройства РНТА-35/1000В.
а — кинематическая схема; б — электрическая схема; /•, 5*, £♦, 7* — замыка-
тели контактора; 2*. 3*, 4* — ВДК; Г—10' — неподвижные контакты избирате-
ля. И1, И2 — подвижные контакты избирателя; R — резистор; С — конденсатор,
1~Щ — цоцта|ст|>1 предызбирателя.
1?|
ми 1* и 5* соответственно. Контакты 1* и 5* всегда раз-
мыкаются раньше своей ВДК и замыкаются позже ее;
2*, 3* и 4* действуют во время переключения. В проме-
жутках между переключениями ВДК 3* и одна из ВДК
2* или 4* разомкнута. Вспомогательные контакты 6* и
7* переключаются только, когда их цепь разомкнута
ВДК 3*.
Токоограничивающий резистор J?, служащий для ог-
раничения тока ступени обмотки РО, подключается па-
раллельно ВДК 2* или 4* в зависимости от того, какой
замкнут контакт—7* или 6*. Число коммутаций каждой
из камер за четыре цикла (последовательное переклю-
чение ступеней 1—2—3—2—1) представлено в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Число коммутаций вакуумных дугогасительных камер
за четыре цикла переключения устройства
типа PHOA-35/lOOO В
• Номер ВДК (рис.3.63, б) Коммутируемый ток
'и 'ц 1 I /=0
2* 1 0 1 2
3* 0 2 0 2
4* 1 0 1 2
Как следует из таблицы, последовательность коммута-
ционных операций в устройстве выбрана следующим об-
разом:
ВДК 2* и 4*: 1) попеременно коммутируют нагру-
зочный, либо разность нагрузочного и циркулирующего
токов; 2) никогда не коммутируют циркулирующий ток;
3) каждая из камер дважды за четыре цикла не участ-
вует в разрыве токовых цепей;
ВДК 3*: 1) коммутирует только циркулирующий ток;
2) дважды за четыре цикла не участвует в разрыве то-
ковых цепей.
Указанные особенности в последовательности комму-
тационных операций ВДК позволили довести срок служ-
бы устройства без смены его контактов до 100 тыс. пере-
ключений.
Принципиальная электрическая схема управления
приводным механизмом для устройств РПН (рис. 3.64)
отличается от аналогичной для устройств ПБВ тем, что
122
Ё первую внесены цепи защиты от работы устройств при
токах выше допустимых и исключена блокировка с вы-
ключателем трансформатора при работе привода. Раз-
новидности схем управления предусматривают различ-
ные режимы их работы (пошаговый с обязательной
Рис. 3.64. Принципиальная электрическая схема управления привод-
ным механизмом устройств РПН.
РТ — реле токовой перегрузки; остальные обозначения см. на рис. 3.54.
123
Остановкой после каждого переключений й Непрерыв-
ный), способы остановки электродвигателя механизма
(динамическое торможение постоянным током, торможе-
ние на выбеге с помощью червячного редуктора и Др.),
типы датчиков положения, счетчиков числа переключе-
ний и т. п.
3.6. Выводы
У силовых масляных трансформаторов концы обмо-
ток выводятся наружу через крышку или стенки бака.
Для их присоединения к электрической сети или непо-
средственно к какому-либо устройству, потребляющему
электрическую энергию, используются выводы. Вывод —
это часть трансформатора, предназначенная для его
электрического соединения с другими устройствами.
Трансформаторный вывод состоит из токоведущей
части в виде металлического стержня, трубы, кабеля или
шины, и изоляции, отделяющей токоведущую часть от
крышки или стенки бака. При этом к токоведущей части
относят не только стержень, трубу, шину и т. д., по кото-
рым непосредственно проходит ток, но и другие детали,
электрически связанные с ними (колпаки, втулки, нако-
нечники, обоймы и т. п.). Ток, для которого предназна-
чен вывод, определяет сечение токоведущего стержня
(трубы, кабеля, шины), а класс .напряжения вывода —
конструкцию его изоляции.
В зависимости от напряжения обмоток различают вы-
воды высшего (ВН) и низшего напряжения (НН). Про-
стейший трансформаторный вывод ВН состоит из ци-
линдрического фарфорового изолятора, внутри которого
проходит токоведущий стержень, труба или кабель.
Фарфоровый изолятор одним концом выступает внутрь
бака, другим — наружу, над крышкой или стенкой бака.
Пространство внутри изолятора обычно заполняется
трансформаторным маслом: дальнейшее усиление внут-
ренней изоляции достигается дополнительным изолиро-
ванием токоведущего стержня вывода, причем конструк-
ция изоляции тем сложнее, чем выше класс напряжения
трансформатора. Таким образом, выводы ВН ЭПТ прин-
ципиально не отличаются от аналогичных выводов
трансформаторов общего назначения.
В настоящее время все ЭПТ с ВН до 35 кВ включи-
тельно выпускают только со съемными выводами ВН,
124
позволяющими заменять поврежденный фарфоровый изо-
лятор без подъема активной части или верхней части
бака трансформатора. Выводы закрепляют с помощью
фланцев, кулачков и шпилек, приваренных к крышке,
или болтов, вворачиваемых в отверстие в крышке или
в приваренном к ней фланце (рис. 3.65); выводы имеют
Рис. 3.65. Установка выводов 6—35 кВ на токи до 630 А (а) и
1000 А (б).
/ — кабель отвода; 2 —крышка трансформатора; 3 — фарфоровый изолятор;
4 — гайки; 5 — наконечник (медный стержень); колпак; 7 и 8 — резиновые
кольца; 9 — болт; 10 — шайба; // — фланец; 12 — кулачок; 13 — фланец, при-
варенный к крышке; 14 — кольцо (шайба) резиновое; 15 — медная шпилька
(стержень); 16 — башмак контактный.
специальную пробку для выпуска воздуха при заполне-
нии внутренней полости маслом; они просты по конст-
рукции и надежны в эксплуатации.
Одинаково часто применяют два исполнения съемных
выводов (рис. 3.65,а и б): с токоведущим стержнем 15
(подключение отводов через компенсаторы) и с токове-
дущим изолированным кабелем 1, который является
продолжением отвода, проходит через внутреннюю по-
лость изолятора 3 и заканчивается припаянным кон-
125
Рис. 3.66. Установка выводов
1 кВ на ток 3200 А.
/—токоведущий стержень М42ХЗ;
2 —шайбы; <3 —крышка трансфор-
матора; 4— плита алюминиевая;
5 — колпак вывода; 6 — болты. М12
для фиксирования положения кон-
тактных башмаков 7; 8 — гайка
М42ХЗ; 9 — кольцо резиновое; 10 —
изолятор фарфоровый; 11 — шайба
резиновая; 12 — гайка М12; 13 —
шпилька, вваренная в крышку; 14 —
прокладка резиновая; 15 и 16 —
шайбы электрокартонные.
тактным стержнем (наконечником) 5, закрёпляёмым чё->
рез уплотняющие кольца 7 и 8 на верхней части вы-
вода.
У большинства ЭПТ вторичные токи не позволяют
применять выводы НН с фарфоровыми изоляторами.
Исключение составляют трансформаторы для питания
индукционных ЭП, у которых НН обычно задается в пре-
делах 0,5—2 кВ и обмотки
выполняются так, чтобы
вторичные токи на выводах
не превышали 2000—2500 А.
При таких токах и НН до
2 кВ применяют стандарт-
ные выводы с токоведущими
стержнями (шпильками) с
резьбой до М42ХЗ и фарфо-
ровыми изоляторами.
Для уменьшения потерь
от магнитного поля рассея-
ния выводы на крышке раз-
мещают попарно — один от
начала, другой от конца об-
мотки. При этом в крышке
делают одно общее отвер-
стие, которое затем закрыва-
ется плитой из немагнитного
материала (например, алю-
миния) с установленными на
ней выводами от начала и
конца обмотки. Таким обра-
зом, достигается резкое
уменьшение магнитной ин-
дукции, вихревых токов и по-
терь в крышке. На рис. 3.66
показана конструкция уста-
новки двух выводов напряжением 1 кВ на ток до
3200 А, применяемая в ЭПТ для питания индукционных
ЭП. Аналогично устанавливают и три вывода НН для
трехфазных трансформаторов, у которых линейные токи
не превышают 3200 А.
Для всех других ЭПТ в качестве вторичных выводов
используют шинные (при токе на шину до 7000 А) или
водоохлаждаемые трубчатые (при токе до 15000 А) вы-
воды НН. Главной составной частью в конструкциях
126
шинных выводов является медная шина стандартного
прямоугольного профиля: 6X80, 10X80, ЮХЮО или
12,5X100 мм (ГОСТ 434-78). Для токов более 3000 А
используют медные шины сечением 10X200 или 10Х
Х300 мм, изготавливаемые из стандартных листов горя-
чекатаной (Гк) или холоднокатаной мягкой (М) меди
(сортамент листов по ГОСТ 495-77). В некоторых слу-
чаях применяют вывод из
двух шин стандартного
профиля (например, 10Х
Х100 мм), сваренных
вместе, причем контакт-
ная поверхность такого
вывода на воздухе имеет
ширину 200 мм, а в масле
(внутри бака) — 100 мм
(рис. 3.68,6).
Рассмотрим конструк-
цию простейшего шинно-
го вывода. Медная шина
2 (рис. 3.67) вставляется
в литую латунную обой-
му 1, в которую
вают стальные
ки 3. Шину и
припаивают к
После проверки
пайки и гальванического
лужения шины (рис.
3.68,а) вместе с резино-
выми прокладками 8
Рис. 3.67. Сборка шины с обой-
мой.
вворачи-
шпиль-
шпильки
обойме,
качества
вставляют в прорези дос-
ки (панели) 9, выполненной из листового гетинакса
или стеклотекстолита (марки СТЭФ), и надежно
закрепляют с помощью гаек 13 и шпилек 14. Доска 9
с шинами устанавливается на приваренный к крышке 3
фланец 11 через уплотняющую резиновую прокладку 10
и надежно закрепляется болтами 15.
Показаны шинные выводы, у которых две шины сва-
рены вместе (рис. 3.68,6) на ток до 3000 А, и выводы
(рис. 3.68,в), шины которых (10X300 мм) изготовлены
из листов меди и рассчитаны на ток до 7000 А.
Для выпуска воздуха, который остается под выводом
после заполнения трансформатора маслом, в одном из
1?7
Рис. 3.68. Шинные выводы.
а —из шины 10X100 мм; б — из двух сваренных шин 10X100. мм; в—из шины
10X300 мм; г —устройство для выпуска воздуха; / — шина; 2 —латунная обой-
ма; 3 — крышка трансформатора; 4 — прокладка резиновая; 5 —стальная пла-
стина; 6 — винт для выпуска воздуха; 7 — гайка стальная; 8 — прокладка ре-
зиновая; 9 — доска (панель) вывода; 10 — прокладка резиновая; // — фланец;
12 — болт для присоединения «короткой сети»; /3 — гайка; /4 —щпцлька.
углов доски делают специальное отверстие (рис. 3.68,г),
которое закрывают (через уплотняющую прокладку 4)
стальной пластиной 5 и ввернутым в нее винтом 6.
Винт уплотняют (для предупреждения течи масла по
резьбе) асбестовым шнуром, пропитанным бакелитовым
лаком; для выпуска воздуха достаточно вывернуть на
несколько оборотов винт 6 и подождать, пока из отвер-
стия не появится масло; после этого винт вновь плотно
заворачивают до отказа.
Когда вторичные токи ЭПТ достигают значений
35000—40000 А, шинные выводы не применяют: слиш-
Рис. 3.69. Трубчатый вывод электропечного трансформатора типа
ЭОЦНШ-12500/10-74.
а — конструкция для «гибкого» соединения; б — то же для жесткого соеди-
нения; в — приварка контактной пластины к трубе; / — пластина контактная;
2 — втулка; 3 —труба гладкая (без резьбы); 4 —штуцер; 5— труба с резьбой.
ком сложными оказываются отводы НН и громоздкой
конструкция самого вывода. В этих случаях используют
так называемые «трубчатые» водоохлаждаемые выводы,
у которых токоведущая часть (труба) является одновре-
менно и каналом для циркуляции охлаждающей воды.
Собственно выводом НН называют панель (доску) —
плиту из стеклопластика марки СТЭФ с установленны-
ми на ней несколькими трубчатыми выводами. Число
выводов (труб) на каждую фазу определяется током и
заданной схемой подключения трансформатора к «ко-
роткой сети».
9—6 129
Основным элементом в отечественной конструкции
трубчатого вывода является медная труба с наружным
диаметром 50 мм и толщиной стенки 10 мм. Трубу 3
изгибают так, как показано на рис. 3.69,а; с обоих кон-
цов к ней припаивают штуцера 4 (для так называемого
«гибкого» присоединения токопроводов) или наносят на
ее поверхность резьбу для «жесткого» соединения с ко-
роткой сетью (рис. 3.69,6). К трубе вывода приварива-
ют (рис. 3.69,в) медную пластину 1 с подготовленной
контактной поверхностью, к которой подключают гиб-
Рис. 3.70. Общий вид трубчатого вывода НН в собранном виде,
а— общий вид вывода: б — конструкция уплотнения узла «труба — доска»;
1— труба вывода; 2 — гайка латунная; 3— шайба специальная медная; 4 —
плита из стеклопластика; 5 — шайба паронитовая; 6 — кольца резиновые.
кие компенсаторы (отводы) обмотки НН. Для закреп-
ления в доске (панели) вывода на трубе устанавливают
и припаивают две латунные втулки 2. Каждый вывод
(«трубу») тщательно проверяют на герметичность и под-
вергают горячему лужению. На рис. 3.70 показан общий
130
вид и конструкция уплотнения узла «труба — доска» вы-
вода НН.
Трубчатые выводы чаще всего применяют при листо-
вых обмотках НН; они эффективны и надежны в экс-
плуатации. Изменяя расход воды (от 0,1 до 0,18 м3/ч
в зависимости от схемы водоснабжения), можно увели-
чивать нагрузку на каждый трубчатый вывод от 10000
до 16 000 А, не допуская при этом превышения темпера-
туры его деталей выше допустимых по ГОСТ 11677-75.
Составляя вывод НН из необходимого числа «труб»,
можно обеспечить питанием электропечную установку
током в десятки и сотни .тысяч ампер.
3.7. Сварные конструкции
Электропечные трансформаторы имеют такие же
сварные узлы и детали металлоконструкций, как и
трансформаторы общего назначения. К ним относятся:
бак; крышка; тонколистовые объемные конструкции
(расширитель, фильтры); системы охлаждения (радиа-
торы, маслоохладители); тележки, катки, съемные карет-
ки; ярмовые балки, крюки и подъемные приспособле-
ния, фланцы, заглушки и пр. Везде, где это возможно,
конструкции сварных узлов ЭПТ подобны или совпада-
ют с аналогичными конструкциями силовых трансформа-
торов общего назначения. Поэтому в дальнейшем рас-
сматриваются только отличительные особенности свар-
ных узлов и деталей, встречающиеся главным образом
или исключительно у ЭПТ. Эти особенности во многом
определяются общими техническими требованиями,
предъявляемыми в целом к ЭПТ различного назначения.
Основные из этих требований, имеющие отношение
к сварным конструкциям, следующие: а) возможно
меньшие габаритные размеры трансформаторов, особен-
но в плане; б) установка системы охлаждения (для
большинства типов) на баке (навесные системы) с обя-
зательным учетом п. «а»; в) уменьшенные размеры рас-
ширителей; г) отдельный отсек бака для избирателя,
предызбирателя, контакторов и токоограничивающего
реактора устройств РПН — для мощных трансформато-
ров; д) минимум монтажных операций, т. е. такие кон-
струкции баков, расширителей, систем охлаждения, ко-
торые не требовали бы демонтажа трансформатора на
9* 131
время транспортирования; е) конструкции должны вы-
держивать без повреждений усилия, возникающие при
эксплуатационных КЗ в процессе работы трансформа-
тора.
Не все из этих требований Предназначены и могут
быть учтены в каждой конструкции ЭПТ, но при всем
многообразии типов, исполнений и назначения выполне-
ние первого и последнего требований является обяза-
тельным. Минимальные размеры трансформаторов до-
стигаются возможно более компактной конструкцией как
активной части, так и бака. При этом для одних транс-
форматоров более выгодной оказывается прямоугольная
форма бака, для других — овальная; у большинства
трансформаторов с массой активной части до 25 т баки
имеют съемную крышку, т. е. верхний разъем, у транс-
форматоров с активной частью большей массы оправ-
данной является конструкция колокольного бака с при-
варенной крышкой и нижним разъемом. Иногда нижний
разъем делают и в том случае, если масса активной ча-
сти меньше 25 т. Обычно это связано с конструктивными
особенностями отдельных ЭПТ. Так, в трансформаторе
типа ЭОДЦН-4800/10-70 с массой активной части около
8,4 т разъем внизу сделан для размещения специального
щита, разделившего бак на две части и обеспечившего
направленную циркуляцию масла в обмотках трансфор-
матора.
Однако нижний разъем создает определенные труд-
ности: усложняется подключение отводов к выводам
(особенно НН); опускание (и подъем) верхней части
бака производится «вслепую»; затруднен осмотр изби-
рателя, если он размещен в общем баке с активной ча-
стью, и т. д. Поэтому, если нет специальных требований,
ЭПТ с активной частью до 25 т имеют верхний разъем,
т. е. крышка болтами соединяется с баком через резино-
вые уплотнения.
При верхнем разъеме крышка может быть соединена
с активной частью вертикальными шпильками остова или
не иметь такого соединения. Верхний разъем, когда
крышка устанавливается на вертикальных шпильках
(см. рис. 3.38,в), позволяет свободно соединять отводы
4 с выводами 10 и 11, расположенными на крышке 8;
не нужны люки на стенках бака; доступна для осмотра
активная часть не только до, но и во время ее опускания
в бак.
132
В трансформаторах с верхним разъемом и выводами
на стенках активная часть устанавливается в бак без
крышки. Это дает существенные преимущества, так как
позволяет контролировать активную часть в -процессе и
после опускания; она доступна для осмотра, и ее можно
надежно раскрепить в баке; легко проверить правиль-
ность установки и изоляционные расстояния до стенок;
удобно производить ревизию избирателя, отводов, выво-
дов, если в этом возникает необходимость.
Однако установка выводов на стенке независимо от
места разъема усложняет конструкцию бака, так как
выводы ставят не просто на стенку, а на специальные
короба (с рамой и люками для присоединения отводов),
которые приваривают к баку. В стенках бака вырезают
прямоугольные отверстия по размерам короба, в кото-
рые и проходят отводы к выводам ВН и НН. Такие же
отверстия вырезают для кожуха контакторов устройст-
ва РПН; на баке приваривают кронштейны для привод-
ного механизма, подъемные крюки, фланцы, балки же-'
сткости, площадки для упора домкратов при подъеме
трансформатора, патрубки и т. п.
На рис. 3.71,а показан бак однофазного трансформа-
тора мощностью 2500 кВ-А с приваренной крышкой 11
и нижним разъемом; на рис. 3.71,6 — бак мощного
трансформатора с верхним разъемом и крышкой, не свя-
занной с активной частью, с боковым расположением
выводов ВН и НН; оба бака — для трансформаторов
РПН.
Стенка бака с выводами уже не может быть исполь-
зована для установки радиаторов или маслоохладите-
лей. Это сокращает возможности применения естествен-
ного масляного охлаждения (охлаждения с естественной
циркуляцией воздуха и масла — вид М по ГОСТ
11677-75), так как периметра «свободной» части бака не
хватает для размещения необходимого числа радиато-
ров.
Современные' ЭПТ не имеют баков с вваренными
трубами. Вместо них применяют сварные трубчатые ра-
диаторы с трубами овального сечения. Каждый такой
радиатор (рис. 3.72,а) состоит из двадцати труб (трубы
располагаются в два ряда), вваренных в верхний 5 и
нижний 8 коллекторы; каждый коллектор имеет патру-
бок 4 с фланцем, соединяемым болтами с аналогичным
фланцем патрубков 3 на стенке бака 1 трансформатора.
133
Рис. 3.71. Баки ЭПТ.
а —- с нижним разъемом; б —с верхним разъемом; в — то же, вид сбоку; / —
нижняя часть бака; 2 — рама нижней части; 3 —рама верхней части 4 бака;
5 — кронштейны для приводного механизма; 6 — балка жесткости; 7 — кожух
контакторов; 8 — прямоугольный вырез в стенке; 9 — рама кожуха; 10 — крюк
для подъема; // — крышка, приваренная к верхней части бака; 12 — крон-
штейн для крепления охладителей; 13 — сливной кран; 14 — патрубок для
охладителя; 15— серьга для перемещения бака; 16 — люк для присоединения
отводов к контакторам; /7 — рама бака; 18 — площадка для домкрата; 19 —
прямоугольные вырезы в стенке для выводов НН; 20 — рама короба выводов;
21 — лестница; 22 — запорное устройство системы охлаждения; 23 — короб вы-
вода НН; 24 — люки для соединения выводов НН.
Для увеличения прочности радиаторы располагают на
баке так, чтобы их можно было закрепить общими уголь-
никами 6 и пластинами 9. Обычно устанавливают по
два таких угольника 6 (или угольника 6 с пластинами 9)
у верхнего 5 и нижнего 8 коллекторов. Связанные таким
образом группы радиаторов (рис. 3.72,6) составляют
надежную конструкцию не только на время перевозки
трансформатора, но и на период его эксплуатации, когда
вибрации, возникающие при работе, могут вызвать ме-
ханические разрушения сварных швов у патрубков бака
и радиаторов.
В тех случаях, когда поверхности бака не хватает
для касательного расположения радиаторов (рис. 3.73,а),
применяют конструкции с «поперечной» или «радиаль-
134
135
ной» (рис. 3.73,6) или «продольно-поперечной» их уста-
новкой (рис. 3.73,в). При этом к стенке бака 1 привари-
вают несущие патрубки 6 сечением, вдвое большим се-
чения патрубков радиаторов 2, а на патрубки 6 уста-
навливают по два радиатора, располагая их перпенди-
кулярно стенке бака (рис. 3.73,6). Существуют конст-
рукции, когда на один несущий патрубок 10 бака ставят
по три радиатора, располагая два перпендикулярно 9,
а один 11— вдоль стенки бака. Такую установку назы-
z
70-
Рис. 3.72. Трубчатые радиаторы.
а — установки на баке; б — крепление груп-
пы радиаторов; / — стенка бака; 2 —ра-
диатор; 3 —патрубки бака; 4 —патрубки
коллекторов 5 и 8; 6 — угольники крепле-
ния; 7 — шпильки стальные; 9 — пластина
крепления; 10 — болт стальной.
136
вают «продольно-поперечной». Обеспечить механиче-
скую прочность такой Конструкции при перевозке транс-
форматора затруднительно. Поэтому в баках делают
съемные несущие патрубки 10 и транспортирование;
трансформаторов осуществляют без радиаторов.
Широко распространенные в прошлом одинарные и
двойные трубчатые радиаторы с круглыми трубами диа-
метром 51 мм и толщиной стенки 1,75 мм имеют сейчас
ограниченное применение. Их используют только в
трансформаторе типа ЭОМН-2000/10, а также в некото-
рых ЭПТ устаревших конструкций; до сих пор находя-
щихся в эксплуатации. Эти радиаторы имеют хорошую
Рис. 3.73. Способы установки радиаторов.
’а— обычный; б — «поперечная» установка; в — «продольно-поперечная» уста-
новка; / — бак; 2 —радиаторы; 3 —угольники крепления; 4 —пластины креп-
ления; 5 —патрубок радиатора; 6 — несущий патрубок, приваренный к баку;
7 — термосифонный фильтр; 3 —кран для слива масла; Р —радиатор продоль-
ной установки; // — то же поперечной установки; /0 —съемный несущий па-
трубок; 12 — плоские краны.
поверхность охлаждения и высокую удельную теплоот-
дачу, однако они тяжелы и занимают много места,
.что для ЭПТ имеет большое значение из-за их установ-
ки в ограниченных по размерам трансформаторных ка-
мерах. Транспортирование таких трансформаторов
производится со снятыми радиаторами.
137
Естественное масляное охлаждение имеет ограничен-
ное применение, и его редко удается использовать для
ЭПТ мощностью более 2000 кВ-А. В то же время более
эффективное охлаждение с принудительной циркуляци-
ей воздуха и естественной масла (вид Д) требует за-
метного увеличения размеров и для ЭПТ практически
не применяется.
Для ЭПТ мощностью более 2000 кВ -А получило ши-
рокое распространение форсированное охлаждение с
принудительной циркуляцией масла и воздуха (вид
ДЦ) или масла и воды (вид Ц). Баки таких трансфор-
маторов имеют конструкцию, приспособленную для уста-
Рис. 3.74. Конструкция бака с навесной системой охлаждения
вида Ц.
1 — бак; 2 — крюки для подъема расширителя 3; 4 — съемная стенка расши-
рителя; 5 —серьга для подъема; 6 — крышка бака; 7 —краны; 8 — балки
жесткости; 9 — соединительные трубы; 10 — кронштейны для установки масло-
охладителей 11.
новки маслоохладителей на стенках, т. е. специальные
кронштейны, краны, адсорберы, пластины для размеще-
ния контрольной аппаратуры, коробок зажимов и т. п.
Маслоохладители устанавливают так, чтобы общие га-
438
баритные размеры в плане оставались возможно мень-
шими. Это требует сложных конструкций соединитель-
ных труб с изгибами в разных плоскостях, различного
(вертикального или горизонтального) расположения
маслоохладителей на стенках бака и т. п. На рис. 3.74
показан трансформатор типа ЭОЦП-5000/10-73 с ти-
пичной конструкцией соединительных труб и других
элементов навесной системы охлаждения вида Ц.
Учитывая скорости перевозки грузов по железной
дороге, активные части трансформаторов стараются на-
дежно закрепить в баке. Наиболее распространенный
способ закрепления — шипы, приваренные в определен-
ных местах на днище бака. Шипы входят в отверстия
нижних ярмовых балок и обеспечивают закрепление
активной части от смещения по дну бака. Этот способ
известен и широко применяется для большинства сило-
вых трансформаторов.
Для ЭПТ новых серий применяют, кроме того, до-
полнительные конструкции крепления. Так, у трансфор-
маторов мощностью от 630 до 8000 кВ-А для дуговых
сталеплавильных ЭП в стенки 3 бака 8 вваривают втул-
ки 4, в которые вворачивают специальные распорные
винты 2 (рис. 3.75,а). Винты упирают в пластины на
верхних ярмовых балках 1, обеспечивая надежное рас-
крепление активной части. В других конструкциях
(рис. 3.75,в) распорные винты 17, наоборот, вво-
рачивают в кронштейны 18 на верхних ярмовых
балках 1 и через люки на стенках «распирают» актив-
ную часть. Распорные винты (в отличие от трансформа-
торов общего назначения) не изолируют от бака; в ЭПТ
они служат и для заземления активной части.
Есть конструкции, где для раскрепления активной
части используют подъемные пластины на ярмовых бал-
ках. На рис. 3.75,6 показана такая конструкция, приме-
няемая в новых трансформаторах серии ЭОМН. В от-
верстия подъемных пластин 10 вставляют специальные
вкладыши 11 (через люк в баке); вкладыши закрепля-
ют от выпадания, загнув приваренную к ним тонкую
стальную ленту Р; распорные винты (рис. 3.75,а) разме-
щают на стенке 3 бака против отверстий в подъемных
пластинах; заворачивая винты 2 до отказа, намечают
точное место их соприкосновения с вкладышем; затем
в каждом вкладыше 11 высверливают отверстие глуби-
ной 2—3 мм, в которое (после возвращения вкладыша
139
Рис. 3.75. Конструкции крепления в баке активных частей трансфор-
маторов.
л — серии ЭТМПК; б — ЭОМН; в —ЭТДЦН; / — верхняя ярмовая балка; 2 —
винт; 5—стенка бака в; 4 — втулка, приваренная к стенке; б —уплотнения
(асбестовый штур); 6 —гайка; 7 —гайка специальная («колпак»); 9 — сталь-
ная пластина; 10 — подъемная планка; . 11 — вкладыш; 12 — фиксирующий
штифт; /5 —угольник; 14 — болты, крепящие угольник к пластине 15; 15 —
пластина, приваренная к стенке бака; 16 — контргайка; 17 — распорный винт;
18 — кронштейн.
140
на место) плотно вхЗДит конец распорного винта. Такая
конструкция позволяет закрепить активную часть от
смещений не только по продольной, но и по поперечной
оси.
У трансформаторов серий ЭОМП и ЭПОМ применя-
ется крепление активной части, показанное на рис. 3.7;
существуют крепления с помощью стальных угольников
13 (рис. 3.75,в), которые устанавливают на верхних яр-
мовых блаках 1 и болтами 14 (через люки) приворачи-
вают к специальной пластине 15, приваренной к стенке
бака; есть конструкции, объединяющие крепление
угольниками 13 с одновременным распорбм активной
части винтами 17 (рис. 3.75,в).
Отдельные отсеки для размещения элементов уст-
ройств РПН выполняют как у некоторых ЭПТ малой
мощности, так и в большинстве современных мощных
трансформаторов. Так, в ЭПТ типов ЭТМНК-1Ю0/10 и
ЭТМН-1600/10 в приставном отсеке размещают избира-
тель типа РНТ-9. Небольшая мощность отключения по-
зволяет использовать его контакты для разрыва дуги
при переключении. Отсек, где происходят разрывы ду-
ги, отделен от масла в остальной части бака; он имеет
кран для слива и доливки масла и устройство, предо-
храняющее масло от увлажнения. Отсек делают с люка-
ми, через которые производят соединение отводов изби-
рателя и обмоток.
Отдельные отсеки в баках мощных ЭПТ часто слу-
жат для размещения не только избирателя, но и токо-
ограничивающего реактора, а у трансформаторов с ре-
зисторными устройствами РПН — и контакторов пере-
ключающего устройства. Отсек, как правило, привари-
вают к баку; его масло не сообщается с маслом осталь-
ной части бака, т. е. он имеет собственное «масляное
хозяйство»: отдельную предохранительную (выхлоп-
ную) трубу; расширитель (иногда для этого используют
часть расширителя трансформатора); газовое реле;~мас-
лоуказатель.
Для электрического соединения отводов с избирате-
лем на специальную раму в стенке бака устанавливают
вертикально расположенную плиту из электроизоляци-
онного материала (стеклотекстолита, гетинакса) с вы-
водами. Плита отделяет отсек от бака; отводы обмоток
подключают к выводам с одной стороны плиты, отводы
избирателя — с другой. На рис. 3.76,а показана часть
141
бака трансформатора типа ЭТМН-1600/10 с отсеком
для избирателя переключающего устройства, а на
рис. 3.76,6 — часть бака трансформатора типа
ЭТЦН-32000/35 с отсеками для избирателя, реактора
и контакторов.
Расширители ЭПТ, т. е. сосуды, соединенные трубо-
проводом с баком и служащие для локализации колеба-
ний уровня масла в трансформаторе, имеют различные
Рис. 3.76. Отсеки баков ЭПТ.
а — типа ЭТМН-1600/10; б — ЭТЦН-32000/35; / — бак; 2 — люк для присоедине-
ния отводов к переходной плите 3; 4 — кольцо подъемное; 5 — кожух привод-
ного механизма; 6 — маслоуказатель отсека; 7 — отсек; 8 — люк для присое-
динения отводов избирателя; 9 — отводы избирателя; 10— сливной кран от-
сека; // — сливной кран бака; 12 — пробка для взятия пробы масла; 13 —
пробка для слива остатков масла; 14 — каток тележки; /5 — расширитель;
16 — маслоуказатель; 17 — газовое реле для отсека; 18 — трубопровод; 20 —
датчик термосигнализатора /Р; 21 — отсек бака; 22 — реле давления отсека
(кожуха) 23 контакторов; 24—вал приводного механизма 25\ 26 — серьга для
перемещения бака; 27 — сигнальная цепь термосигнализатора; 28 — каретка;
29 — кран системы охлаждения.
конструктивные исполнения. Наиболее часто приме-
няют расширитель цилиндрической формы (рис. 3.77,а).
Он не отличается от расширителей трансформаторов об-
щего назначения и состоит из цилиндрического корпуса
1, сваренного из одного (или нескольких) листа стали
толщиной 1,5—4 мм, и двух плоских круговых стенок —
днищ 9. Для окраски внутренней поверхности расшири-
142
Рис. 3.77. Расширители электро-
печных трансфбрматоров.
а — расширитель цилиндрической фор-
мы; б — установка расширителя; в —
различные формы поперечного сечения
расширителей; 1 — корпус; 2 — подъем-
ные кольца; <3 —пробка для доливки
масла; 4 — газоотводный патрубок; 5 —
патрубок воздухоосушителя; 6 —
фланцы для присоединения маслоука-
зателя; 7 — бобышка для крепления
трубы 13 воздухоосушителя; 8 — съем-
ные люки для окраски внутренней по-
верхности расширителя; Р —дно; 10 —
отстойник (грязевик); // — плоский
кран патрубка 12 маслопровода; 14 —
предохранительная труба; /5 —масло-
указатель; 16 — кронштейны; 17 —
крышка бака 20\ 18 — воздухоосуши-
тель; 19 — газовое реле; 21 — патрубок
для слива остатков масла.
143
тель имеет съемное дно или люкй 8. Снизу к расшири-
телю приваривают отстойник W с пробкой; в плоской
стенке (дне) 9 делают отверстий с фланцами 6 для мас-
лоуказателя 15; при наличйй отдельного отсека бака
корпус расширителя разделяют поперечной перегород-
кой на две части: большую для бака, меньшую для от-
сека с избирателем. В этом случае к корпусу расшири-
теля приваривают два трубопровода с отдельными га-
зовыми реле, которые встраивают в трубопроводы.
Один трубопровод соединен с крышкой бака, другой—
с отсеком (рис. 3.76,6). При этом расширитель снабжа-
ется двумя маслоуказателями (каждый на своей стен-
ке), показывающими уровни масла в соответствующих
частях трансформатора.
Расширитель прикрепляют к крышке бака на специ-
альных кронштейнах 16; крепление разъемное, болтовое.
Расширители всегда размещают так, чтобы они не уве-
личивали габаритные размеры трансформаторов в пла-
не: их устанавливают над кожухом контакторов или над
радиаторами, маслоохладителями системы Ц или ДЦ
и т. п.
В тех случаях, когда к трансформаторам предъявля-
ют специальные требования по транспортированию или
по высоте, ограниченной размерами трансформаторной
камеры, расширители выполняют иной формы
(рис. 3.77,в). Выбор необходимой формы расширителя
и его установка, обеспечивающая минимальные габарит-
ные размеры, облегчаются внешними условиями, в ко-
торых работают ЭПТ. Практически все они внутренней
установки и эксплуатируются при температуре воздуха,
как правило, от ^-10 до +40°С (охлаждение естествен-
ной или принудительной циркуляцией воздуха) или при'
температуре охлаждающей воды от + 1 ДО +30°С (ох-
лаждение принудительной циркуляцией воды и мас-
ла). Уменьшение почти вдвое перепада температур
по сравнению с трансформаторами общего назначения
позволяет заметно сократить емкость (и размеры) рас-
ширителей.
Крышки ЭПТ отличаются от аналогичных конструк-
ций силовых трансформаторов главным образом прямо-
угольными отверстиями для выводов НН (рис. 3.78).
Этих отверстий может быть одно-два для однофазных
и три для трехфазных трансформаторов. Помимо пря-
моугольных, в крышках выполняют круглые отверстия
144
Рис. 3.78. Крышки ЭПТ.
а — трехфазного; б — однофазного; 1 — крышка; 5, 13, 14 —* шпильки, прива*
реиные к крышке; 3 — отверстие для трубопровода расширителя; 4 — отверстие
для выводов НН; 5 — отверстия для вертикальных шпилек активной части;
6 — фланец, приваренный к крышке; 7 — отверстие для гильзы датчика термо-
сЛналнзатора; 5 —отверстие для предохранительной трубы; 9 — отверстия
для фильтр-пресса; 10 — плнта для приводного механизма переключающего
устройства; 11 — отверстия для вертикального вала переключателя; 12 — отвер-
стия для выводов ВН; 15 — отверстия для болтов; 16 — скобы для подъема
крышки; 17 — балки (швеллеры) жесткости.
10—6
145
12 для выводов ВН, предохранительной трубы 8, трубо-
провода расширителя 3, люков, подъемных шпилек 5
активной части, болтов 15 д/я соединения с рамой
(при верхнем разъеме) и т. а.; на крышке размещают
краны для фильтр-пресса, гмльзы для датчиков термо-
сигнализаторов и другие вспомогательные части транс-
форматора.
Съемные элементы конструкции крепятся к крышке
при помощи приваренных к ней шпилек 2, 13, 14 или
приваренных фланцев 6 с отверстиями для болтов. По-
следний способ имеет преимущественное распростране-
ние, так как приваренные фланцы дают увеличение
жесткости крышки, в определенной мере компенсирую-
щее ее ослабление прямоугольными отверстиями для
выводов НН. Кроме того, приварка фланцев достаточ-
ной толщины (16—24 мм) позволяет получить ровную
поверхность для уплотнения таких съемных частей, как
шинные (или трубчатые) выводы НН, чего не удается
получить при их установке непосредственно на крышке.
Крышки мощных трансформаторов выполняют из
стали толщиной 16—20 мм. Однако, несмотря на это,
при больших размерах крышек и отверстий в них одних
фланцев недостаточно для получения необходимой проч-
ности. В этих случаях ослабление жесткости компенси-
руется дополнительными балками 17 (швеллерами,
угольниками, полутаврами), приваренными к крышке
(рис. 3.78,6). Балки жесткости приваривают сверху или
снизу в зависимости от свободного места на крышке.
Днища баков не имеют отверстий (кроме отверстия
для слива остатков масла), и для увеличения их проч-
ности либо приваривают балки жесткости, либо выбира-
ют листы стали достаточной толщины. У мощных транс-
форматоров, как правило, на дне приваривают попереч-
ные швеллеры (рис. 3.79,а), число которых зависит от
размеров днища 4. Обычно швеллеры 2 располагают
так, чтобы использовать их одновременно для установ-
ки кареток с катками для передвижения трансформато-
ра (рис. 3.79,6).
После монтажа или для ревизии нередко приходится
перемещать трансформатор в пределах камеры, цеха
или подстанции. С этой целью все ЭПТ мощностью бо-
лее 250 кВ‘А снабжаются катками — гладкими или с
ребордой в зависимости от требований заказчика. Рас-
146
стояние между средними линиями гладких катков или
ширина колеи для катков с ребордой устанавливается в
соответствии с ГОСТ 11677-75. Для трансформаторов
серий ЭОМП, ЭОМН, ЭСХМК, ЭТМПК, где применяются
гладкие катки, оно составляет 820 или 1070 мм; для
трансформаторов серий ЭТЦЦК— 1594 мм.
Для трансформаторов, имеющих катки с ребордой,
ширина колеи выбирается 1524 «ли 2000 мм в зависимо-
сти от габаритных размеров, массы и в отдельных слу-
чаях специальных требований заказчика. Как правило,
трансформаторы выполняют с поворотными катками,
Рис. 3.79. Дно и каретки электропечного трансформатора типа
ЭОЦНШ-12500/10-74.
а — дно; б — каретки; 1 — опорная плита; 2 — швеллеры; 3 — шипы для креп-
ления активной части; 4 — дно; 5 — серьга для продольного передвижения; 6 —
прорезь в опорной плите; 7 — отверстия для шипов 17 каретки; 8 — отверстия
для фиксирующих болтов 14; 9 — серьга для зацепления при поперечном пе-
редвижении; 10 — отверстие с пробкой для слива остатков масла; 11 — каток
с ребордой; 12 — ось катка горизонтальная; 13 и 19 — пластины; /5 —плита
с шипами 17; 16 — вертикальная ось; 18 — каток гладкий.
10* 147
т. е. конструкция бака позволяет переставлять катки
для продольного или поперечного передвижения. Катки
устанавливают в каретки или теЛжки. Каретки приме-
няют для трансформаторов малой более 20 т, тележ-
ки— для трансформаторов меш>шей масСы.
Тележка (каждый трансЛбрматор имеет по две те-
лежки) представляет собЛй сварную конструкцию из
швеллеров 1 (рис. 3.80), приваренных к дну бака, и по-
перечных пластин 3 с отверстиями для осей 4 катков 5.
Переставляя оси, можно на 90° изменить направление
передвижения трансформатора.
Каретка представляет собой также сварную конст-
рукцию (рис. 3.79,6) из стальных пластин, причем в
двух из них 19 делают отверстия для оси катка 12, а
две другие 13 создают необходимую жесткость. Сверху
пластины «замыкают» плитой 5 с приваренными шипа-
ми /7 и вертикальной осью 16. Для установки каретки
(трансформатор при этом должен быть приподнят) вер-
тикальную ось 16 вводят до упора в прорезь 6 опорной
плиты 1, приваренной к швеллерам 2 на дне бака так,
чтобы шипы 17 попали в предназначенные для них от-
верстия 7. Положение каретки дополнительно фиксиру-
ется двумя болтами 14, вворачиваемыми в отверстия 8
опорной плиты 1. На горизонтальную ось 12 каретки
устанавливают гладкие катки 18 или катки•с ребор-
дой 11.
148
Лля изменения направления передвижения транс-
форматор следует приподнять (с помощью крана или
домкратами)', отвернут^ фиксирующие болты 14 (карет-
ка после этого будет удерживаться на опорной плите 1
вертикальной осью 16, т е. «висеть» на ней) и повер-
нуть каретку на 90°. Опустив трансформатор, следует
•болтами 14 зафиксировать новое положение каретки.
Рассмотренная конструкция каретки грузоподъемно-
стью 6 т является простейшей. Для трансформаторов
массой более 24 т применяют сдвоенные каретки, одна-
ко основные элементы их конструкции аналогичны.
3.8. Охлаждающие устройства
В ЭПТ различают четыре вида охлаждения: естест-
венное воздушное при открытом исполнении (С) — в
сухих трансформаторах; естественная циркуляция воз-
Рис. 3.81. Радиатор.
Рис. 3.82. Схема охлаждения
вида ДЦ.
духа и масла (М); принудительная циркуляция воздуха
и масла (ДЦ); принудительная циркуляция воды и
масла (Ц) —в масляных трансформаторах.
В сухих трансформаторах охлаждение происходит
путем теплоотдачи потерь от остова, обмоток и метал-
лических элементов конструкции в окружающий воздух;
в масляных —тепловые потери воспринимаются маслом,
Которое охлаждается воздухом или водой. При охлаж-
дении вида М в случаях, когда собственной поверхно-
сти бака трансформатора недостаточно Для отвода по-
терь, его поверхность искусственно увеличивают [3.14].
149
Эффективным способом увеличения теплоотдающей
поверхности бака является применение трубчатых ради-
аторов. Широкое распространение получили радиаторы
(рис. 3.81), изготовленные из труб 1 круглого или
овального сечения, вваренных с двух сторон в коллекто-
ры 2, к которым привариваются патрубки 3 с фланца-
ми. При помощи патрубков с фланцами радиатор при-
соединяется к баку. При необходимости снятия с запол-
ненного маслом бака радиаторов (по условиям транс-
портирования) специальные, так называемые плоские
краны, установленные между патрубками коллекторов
и баком, перекрывают. Во избежание просачивания мас-
охлаждения вида ДЦ.
Рис. 3.83. Охладитель для систем
а — внешний вид; б — устройство.
ла через плоские краны на время съема радиаторов
устанавливают стальные заглушки на резиновых про-
кладках.
У трансформаторов мощностью 10 000 кВ-А и более
периметр бака оказывается недостаточным для разме-
щения радиаторов, обеспечивающих нормальный отвод
тепловых потерь при охлаждении вида М. В этих случа-
150
ях, а иногда и при меньшей мощности с целью интенси-
фикации охлаждения у ЭПТ применяют охлаждение
вида ДЦ или Ц. При охлаждении ДЦ (рис. 3.82) нагре-
тое трансформаторное масло забирается из верхней ча-
сти бака 1 маслонасосом 2 и подается в охладитель 3.
Проходя по трубам охладителя, масло охлаждается и
Рис. 3.84. Электронасос типа Т63/20У1.
поступает в нижнюю часть бака. Часть масла проходит
через адсорбционный фильтр 4. Для механической очи-
стки масла в системе устанавливается масляный фильтр
5 (только для выносных систем охлаждения). Для мон-
тажа системы охлаждения
необходимы запорные уст-
ройства (6, 7).
Охладитель (рис. 3.83)
состоит из трубной секции 3
с трубами круглого сечения
с поперечным оребрением,
вентилятора 2 и насоса 1.
В качестве маслонасосов
применяются бессальнико-
вые герметические электро-
насосы типа Т (рис. 3.84).
Адсорбционные фильтры
(адсорберы) (рис. 3.85)
предназначаются для хими-
Рис. 3.85. Адсорбционный
фильтр.
ческой очистки и регенера-
ции масла. Часть масла, постоянно циркулируя через
силикагель марки КСК по ГОСТ 3956-76, очищается от
шлама, кислоты и отдает силикагелю влагу. Таким об-
разом замедляются процессы старения масла. Масля-
J51
ный фильтр (рис. 3.86) предназначен для очистки масла
от волокон и других твердых частиц и устанавливается
на входе охлажденного масла в бак трансформатора.
Применение принудительной циркуляции воздуха
более чем вдвое повышает эффективность радиаторов, а
вместе с принудительной циркуляцией масла (особенно
направленной, когда увеличивается скорость обмена
масла не только между наружной обмоткой и стенкой
бака, но также через внутренние обмотки и остов) по-
зволяет значительно сократить габариты и массу транс-
форматора. Конструкции систем охлаждения вида ДЦ
в ЭПТ принципиально не отличаются от соответствую-
Рис. 3.86. Масляный фильтр.
щих систем трансформаторов общего назначения. Раз-
личают два типа таких систем. В трансформаторах
мощностью до 12 500 кВ-А охладители смонтированы
на баке (рис. 3.83). Такие навешенные на бак системы
охлаждения в отличие от аналогичных в силовых транс-
форматорах не снабжаются шкафами автоматического
управления. Поэтому независимо от нагрузки ЭПТ, а
следовательно, и тепловых потерь постоянно работает
определенное число охладителей, выбранное при тепло-
вом расчете и указанное в эксплуатационной докумен-
тации на ЭПТ. Контроль за работой систем охлаждения
ведется косвенным образом с помощью термометриче-
ского сигнализатора, измеряющего температуру масла
в верхних слоях.
В ЭПТ мощностью более 12 500 кВ*А система
охлаждения вида ДЦ монтируется на отдельном от
152
Водяная сторона
трансформатора фундаменте. Такая система собирается
из типовых охладителей на общей раме, имеющей ка-
ретки для продольного или поперечного перемещения
по стандартной колее, и укомплектована шкафом авто-
матического управлений вентиляторами охладителей и
масляными электронасосами в зависимости от темпера-
туры масла в трансформаторе. С ЭПТ система связана
маслопроводами. Применений выносной системы ДЦ,
хотя и требует дополнительных затрат из-за установки
ее отдельно от трансформатора, является тем не менее
целесообразным в случаях,
когда навесная система не
размещается по периметру
бака, а переход на систему
охлаждения Ц невозможен
из-за отсутствия охлаждаю-
щей воды необходимого ка-
чества. Кроме того, вынос-
ная система ДЦ позволяет
применять этот вид охлаж-
дения для ЭПТ как наруж-
ной, так и внутренней уста-
новки. В последнем случае
трансформатор выполняется
для внутренней установки,
а выносная система охлаж-
дения— для наружной.
Системы охлаждения ви-
да Ц, являясь наиболее
сложными из перечисленных
выше, дают наибольший
эффект интенсификации охлаждения, приводят к зна-
чительному сокращению габаритных размеров, умень-
шению массы и' потому находят широкое применение в
ЭПТ (рис. 3.87).
Нагретое при работе трансформатора масло подает-
ся электронасосом 3 из верхней части бака 1 в масля-
ную полость охладителя 5, охлаждаемую водой, проте-
кающей в его водяной полости. Охлажденное масло по-
ступает в нижнюю часть бака. Регулирование расхода
масла и воды производится запорными устройствами,
установленными на входе охлажденного масла в бак и
на входе воды в охладитель. Так же, как й при охлаж-
дении ДЦ, в систему охлаждения включены адсорбер 2
153
Рис. 3.87. Схема охлаждения
вида Ц.
1 — бак; 2 — адсорбционный фильтр;
3 -— маслонасос; 4 — масляный
фильтр; 5 — охладитель; 6 — диф-
манометр; 7 —манометр; в —водо-
мер; 9 — запорное устройство; 10 —
термометр.
и масляный фильтр 4 (только для выносных систем ох-
лаждения). Применяются маслоохладители типа МП
(для трансформаторов, изготовленных до 1966 г.) и Ц
(рис. 3.88).
Для обеспечения циркуляции масла через маслоох-
ладители до 1961 г. применялись центробежные насосы
типа К, привод которых осуществлялся от электродви-
гателей типа А. Эти насосы в комплекте с электродви-
гателями имеют значительные габаритные размеры и
Рис. 3.88. Маслоохладитель ти-
па Ц-160/1250.
массу и требуют постоянно-
го ухода за сальниковыми
уплотнениями, смазки опор-
ных подшипников и центро-
вания муфт привода. С
1962 г. в системах охлажде-
ния вида Ц применяются
герметические бессальнико-
вые насосы типа Т (рис.
3.84), в которых электродви-
гатель и насос конструктив-
но объединены в одно целое.
Применение этих насосов
позволило облегчить условия
монтажа и эксплуатации
систем охлаждения, а так-
же сократить энергетические
затраты на 1 кВт отводи-
мых потерь в 2,5 раза.
Различают два типа си-
стем охлаждения вида Ц:
выносную и навесную, ко-
торые отличаются как своим
размещением, так и способом контроля параметров при
работе. В выносной системе охлаждения каждый из
элементов системы крепится на отдельном фундаменте
и снабжается трубопроводами по масляной и водной
сторонам. При этом размещение системы по отношению
к охлаждаемому трансформатору может быть разным.
Система может размещаться на одном уровне с ЭПТ и
в отдельном помещении ниже уровня его размещения
на 3—5 м. В последнем случае преимущественным яв-
ляется условие превышения статического давления
масла ЭПТ над давлением охлаждающей воды при вне-
запной остановке двигателя электронасоса, что гаран-
154
тирует непопадание воды в масляную полость при на-
рушении уплотнений в трубной доске маслоохладителя.
Размещение элементов системы охлаждения может быть
скомпоновано так, что (маслоохладители группы транс-
форматоров собраны вместе в одном помещении, одна-
ко трубопроводы масляной стороны отдельных ЭПТ
друг с другом не сообщаются. В связи с повышенной
длиной маслопроводов выносные системы охлаждения
комплектуются фильтром механической очистки масла,
включаемым последовательно в масляную магистраль
системы.
Выносные системы требуют дополнительной площади
для размещения, увеличивают общие габаритные разме-
ры ЭПТ, требуют дополнительных работ по монтажу
трансформаторного оборудования на месте эксплуата-
ции. Навесные системы охлаждения свободны от этих
недостатков, все элементы масляной стороны в них смон-
тированы на баке трансформатора. Составные части во-
дяной стороны системы в поставку предприятия-изгото-
вителя не входят; подготовка и их монтаж осуществля-
ются потребителем. По масляной стороне система не
требует дополнительных работ на месте установки.
Исключение составляет случай, когда по условиям
транспортирования необходим демонтаж некоторых со-
ставных частей системы. В связи с малой длиной трубо-
проводов масляной стороны и специальной их обработ-
кой на заводе-изготовителе в навесных системах охлаж-
дения фильтры механической очистки масла не устанав-
ливаются.
При работе системы охлаждения необходимо выпол-
нение следующих требований: 1) обеспечение заданно-
го расхода масла и воды; 2) обеспечение заданной тем-
пературы масла и воды; 3) обеспечение заданного дав-
ления по масляной и водяной сторонам; 4) превышение
давления масла над давлением воды.
Контроль указанных параметров осуществляется в
выносных и в навесных системах по-разному. В вынос-
ных системах контроль расхода масла производится с
помощью дифманометра типа ДП, шкала которого про-
градуирована в единицах расхода (м3/ч). Измерение
давления масла и воды осуществляется с помощью
манометров, а температуры масла и воды — ртутными
термометрами. Все перечисленные приборы — показыва-
155
Рис. 3.89. Гидравлическая ха-
рактеристика насоса серии Т.
ющие и позволяют осуществлять контроль за работой
непосредственно в местах их установки.
В навесных системах охлаждения используется кос-
венный способ измерения, когда по значению давления
на напорном патрубке маслонасоса Н и его гидравли-
ческой характеристике.опре-
деляется расход масла Q
(рис. 3.89). Для этих целей
предусматривается установ-
ка электроконтактных ма-
нометров. Контроль темпе-
ратуры масла и воды осуще-
ствляется с помощью термо-
метрических сигнализаторов.
В навесных системах ох-
лаждения все приборы (кро-
ме приборов контроля рас-
хода воды) являются не
только показывающими, но
и имеют специальные контакты, которые используются
в электрических цепях сигнализации и автоматического
контроля за правильностью работы системы охлаж-
дения.
Обозначение типов охладителей и масляных элект-
ронасосов, применяемых в современных • конструкциях
систем охлаждения вида Ц, а также параметры воды и
масла для этих систем приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Основные параметры масляной и водяной стороны
маслоохладителей серии Ц
Охладители Тип масляного электронасоса Параметры охлаж- дающей воды Параметры поступающе- го в систему масла
Температура, •С, не более Давление на входе в охла- ' дителе, 10е Па, не более 11 Is Предельные показатели манометра на выходе из маслоохлади- теля, 10® Па
Ц-160/1250-1-Н-У4 Т63/20У1 30 0,3 60 От 0,5 До 0,7
Ц-100/1100-2-Н-У4 Т63/20У1 30 0,3 60 От 0,5 До 0,7
Ц-63/900-3-Н-У4 Т16/10У1 30 0,2 16 От 0,4 До 0,5
156
Во всех режимах работы систем охлаждения вида, Ц
обязательно выполнение условия: давление масла да
выходе из маслоохладителя должно превышать дав-
ление воды на входе в охладитель не менее чем на
0,2 "Ю5 Па. С этой целью давление воды на входе зада-
ется минимально необходимым _дл я преодоления гидро-
динамического сопротивления маслоохладителя по во-
дяной стороне (при вертикальном расположении охла-
дителей— сумма гидродинамического и статического'
давления). Слив воды из охладителя производится от-
крытой струей, так что давление воды на выходе из ох-
ладителя равно 0. С этой же целью при пуске системы
в работу сначала включается масляный электронасос,
и только после этого может быть подана охлаждающая
вода. При остановке системы сначала необходимо пре-
кратить подачу воды в охладитель, а затем отключить
масляный электронасос. В схемах защиты необходимо
предусматривать автоматическое закрывание моторных
задвижек расхода воды, сигнализацию при аварийном
отключении масляного электронасоса, а также в случае,
если давление масла на выходе из охладителя превы-
шает давление воды на входе в охладитель менее чем
на 0,2-105 Па.
Увеличение давления по водяной стороне охладите-
ля требует соответствующего увеличения давления и по
масляной стороне, что, как следует из характеристики
электронасосов типа Т (рис. 3.89), приводит к уменьше-
нию расхода масла. При уменьшении расхода воды
Таблица 3.6-
Параметры охлаждающей воды
Показатель Исполнение охладителя по роду охлаждающей воды
Н М5
Содержание солей в воде, мг/дм’, не более 300 5000
Стоки (суммарное содержание аммиа- ка, сероводорода, нитритов и др.), мг/дм’, не более 1 1
Взвеси (механические примеси), мг/дм’, не более — 25
157
эффективность теплосъема маслоохладителей снижает-
ся. Увеличение сопротивления охладителей по водяной
стороне вызвано, как правило, их засорениями посто-
ронними предметами, что частично перекрывает проток
воды. Кроме того, мелкие взвешенные частицы, осаж-
даясь на стенках трубок, ухудшают теплопередачу от
масла к охлаждающей воде. Поэтому к качеству охлаж-
дающей воды предъявляются требования, указанные в
табл. 3.6.
3.9. Реакторы
В ЭПТ применяются стержневые реакторы с немаг-
нитными зазорами и замкнутой магнитной системой. Их
основная особенность — практически линейная вебер-ам-
перная характеристика в пределах до наибольшего ра-
бочего тока; при дальнейшем возрастании тока до зна-
чений, во много раз превышающих номинальный (на-
пример, при КЗ), происходят насыщение магнитной си-
стемы реактора и резкое уменьшение его индуктивности.
В ЭПТ встроенные реакторы используют в качестве
токоограничивающих элементов в устройствах РПН,
а также в цепях первичных обмоток трансформаторов
ПБВ для дуговых сталеплавильных ЭП емкостью до
12 т. В обоих случаях назначение реакторов — ограни-
чить ток в соответствующем участке электрической цепи.
Однако условия их работы, электромагнитные нагрузки
и схемы включения различны.
а) Реакторы устройств РПН
Реакторы устройств РПН ограничивают ток в пере-
ключаемой части обмотки трансформатора при переводе
нагрузки с одного ответвления на другое, а также при
длительной работе избирателя в положении «мост»
(рис. 3.90); они рассчитаны на определенный циркули-
рующий ток, не превышающий, как правило, половину
номинального тока трансформатора, и напряжение, рав-
ное напряжению одной ступени регулирования.
Обмотки реакторов выбирают на номинальный ток и
выполняют двумя ветвями 1—2 и 2—3, соединяемыми
параллельно (положение избирателя «два вместе») или
последовательно (для циркулирующего тока в положе-
нии «мост»); конструктивно это достигается подключе-
нием каждой пары соседних катушек к разным парал-
лельным ветвям обмотки реактора (рис. 3.90,в). Благо-
158
даря такой схеме параллельные ветви 1—2 и 2—3 в по-
ложении избирателя «два вместе» (рис. 3.90,а) оказы-
ваются включенными встречно, по каждой из них ток
нагрузки проходит в противоположных направлениях,
не намагничйвает реактор, и его индуктивное сопротив-
ление практически равно нулю. В положении «мост»
(рис. 3.90,6) возникает циркулирующий ток; он проходит
Рис. 3.90. Схема включения токоограничивающих реакторов устрой-
ства РПН.
а —соединение «два вместе»; бсоединение «мост»; в —схема соединения
катушек обмотки одной фазы.
по обеим ветвям (1—2 и 2—3) обмотки в одном направ-
лении, и реактор намагничивается; размер циркулирую-
щего тока определяется напряжением ступени и индук-
тивным сопротивлением реактора, которое не меняется
при выбранном размере немагнитных зазоров.
Таким образом, в реакторах устройств РПН цирку-
лирующий ток имеет постоянное значение в положении
«мост» и отсутствует в положении «два вместе»; наи-
большее напряжение ступени регулирования позволяет
выбрать магнитную индукцию в стержнях в пределах
1,4—1,5 тл и существенно уменьшить размеры магнит-
ной системы; реактор возбужден только в положении
«мост» и не имеет индуктивного сопротивления в поло-
жении «два вместе».
б) Токоограничивающие реакторы для ЭПТ
Токоограничивающие реакторы для дуговых стале-
плавильных ЭП предназначены для защиты обмоток
159
ЭПТ от токов КЗ, возникающих в процессе расплава
Шихты. Реакторы применяют только для трансформато-
ров мощностью от 250 до 8000 кВ-А, у которых корот-
кая сеть имеет недостаточное сопротивление для ограни-
чения токов эксплуатационных КЗ. Реакторы включают-
ся последовательно с обмоткой ВН и возбуждаются ра-
бочим током ЭПТ; при изменении тока меняются индук-
ция магнитного поля, потокосцепление и индуктивность
реактора.
Кратность установившегося тока КЗ в период рас-
плава шихты достигает 1,5—3,5, т. е. ток трансформато-
ра в 1,5—3,5 раза превышает номинальный. Следова-
тельно, реактор не должен насыщаться, т. е. он должен
иметь линейную вебер-амперную характеристику до зна-
<2^
X?
Рис. 3.91. Схема
-соединения одной
фазы обмотки то-
коограничивающе-
го реактора транс-
форматора для ду-
говой сталепла-
вильной печи.
чений тока в 3,5 раза больше номи-
нального. Для номинального рабочего
тока магнитная индукция в стержнях
реактора должна быть выбрана не
более 0,5—0,6 Тл (насыщение элек-
тротехнической стали наступает при
2,0—2,2 Тл). Это требование сущест-
венно увеличивает расход материалов,
потери и размеры реакторов для ДСП
по сравнению с аналогичными по мощ-
ности реакторами устройств РПН.
В процессе плавки требуется из-
менение сопротивления реактора,
а после расплавления шихты — его
отключение. Достигается это опреде*
ленными схемными решениями, а так-
же использованием особенностей последовательных
реакторов, включенных в цепь обмотки ВН ЭПТ.
При выбранных сечениях стержней и зазорах индук-
тивное сопротивление реактора зависит от двух фак-
торов: тока нагрузки и числа витков обмотки, по кото-
рой этот ток протекает. При неизменных витках индук-
тивное сопротивление будет изменяться при изменении
рабочего тока, и число ступеней сопротивления реактора
определяется числом различных по размеру токов, кото-
рые могут быть в обмотке ВН трансформатора. Точно
так же при неизменном токе различные сопротивления
реактора можно получить, отключая (или включая)
часть (или части) витков его обмотки. При одновремен-
ном использовании обоих факторов можно получить тео-
160
ретически любое число различных индуктивных сопро-
тивлений реактора.
В отечественных ЭПТ применяют схему регулирова-
ния (см. § 4.1), которая позволяет получить четыре по-
вторяющихся дважды значения первичного тока при
двух разных числах включенных витков, т. е. восемь
значений сопротивления реактора. На рис. 3.91 показана
схема соединения одной фазы обмотки реактора; на схе-
ме: х — начало; х&— основное ответвление обмотки реак-
тора; х7— промежуточное ответвление, выключающее
часть витков х6—х7 обмотки.
в) Конструкция реакторов
Конструкция токоограничивающих реакторов
устройств РПН и трансформаторов для дуговых ЭП
практически одинакова. Ее основными элементами явля-
ются магнитная система и обмотка.
Магнитная система имеет стержневую шихтованную
конструкцию (рис. 3.92) с верхним 13 и нижним 18 тор-
цевыми ярмами. Стержни реактора составные: их на-
бирают из отдельных элементов (вставок) 16-, каждая
Рис. 3.92. Остов реактора.
а —вид сбоку; б —.вид с торца; / — нижние опорные пластины; 2 и 7 —
шпилька стальная для прессовки ярм; 5 —нижняя ярмовая балка; 4 —верти-
кальная шпилька; 5 — стальная шпилька вставки 16\ 6 — верхняя ярмовая
балка; 8 — верхняя опорная планка; 9 — гайка; 10 — подъемное кольцо; 11—
подкладка электрокартонная; 12 — пластина замковая; 13 — верхнее ярмо; /4 —
винт; 15 — ленты заземления; 16 — вставка; 17 — подкладки из электрокартона
(зазоры); 18 — нижнее ярмо.
11—6 161
вставка — это часть стержня между двумя ближайшими
немагнитными зазорами 17, вставки (рис. 3.93) имеют
плоскую шихтовку и набираются из пластин 5—9 той же
электротехнической стали, что и магнитопровод транс-
форматора. В пластинах штампуют отверстия для. шпи-
лек 1, изолированных трубкой 10 от активной стали;
с помощью шпилек пластины вставки стягиваются
Рис. 3.93. Вставка стержня ре-
актора.
1 — шпилька стальная; 2 — гайка;
3 — пластина стальная; 4 — под-
кладка из электроизоляционного
картона; 5—9 — пластины электро-
технической стали; 10 —трубка
электроизоляционная.
в прочную конструкцию.
Для улучшения прессовки
вставок под гайки 2 уста-
навливают стальные пла-
стины 3 толщиной 4—6 мм,
изолированные подкладкой
4 от пластин 5. Обычная
толщина (осевой размер)
вставки — 50 мм.
Вставки соединяют меж-
ду собой и ярмами 13 и 18
(рис. 3.92) заземляющими
лентами 15, располагаемыми
так, чтобы исключить их по-
вреждение при насадке об-
моток. Ярма реактора соби-
рают (шихтуют) отдельно из
пластин той же стали, что и
вставки, и скрепляют (прес-
суют) ярмовыми балками 3 и б и стальными изолиро-
ванными шпильками 2 и 7, проходящими в отверстия
пластин и балок. Зазоры 17 между вставками заполняют
прокладками из прессованного электроизоляционного
картона, гетинакса или текстолита (стеклотекстолита);
форма прокладок повторяет сечение вставок; толщина
(осевой размер) определяется электромагнитным расче-
том и заданным индуктивным сопротивлением реактора.
Собранные раздельно ярма и вставки устанавливают
друг на друга, как показано на рис. 3.92, и стягивают
вместе вертикальными шпильками 4. Чтобы избежать
вибраций и изменения сопротивления, составные части
реактора должны быть стянуты очень прочно. Это до-
стигается использованием нижних 1 и верхних 8 опор-
ных пластин достаточной толщины, изолированных от
активной стали электрокартонными подкладками 11.
Шпильки 4 вворачиваются в нижнюю опорную пласти-
ну 1 и шплинтуются во избежание отвинчивания; сверху
162
опорная пластина 8 прижимается гайками 9, которые
создают необходимое усилие запрессовки. Подъемные
кольца 10, наворачиваемые на шпильки, одновременно
препятствуют отворачиванию гаек 9. Рассмотренная
конструкция магнитной системы называется стыковой.
Обмотки реакторов выполняют, как правило, кату-
шечными. Обычно это намотанная на бумажно-бакелито-
вый цилиндр непрерывная обмотка,
у которой переход между каждой па-
рой соответствующих катушек делают
в виде петли. После насадки на стер-
жень петли разрезают и концы кату-
шек, соединяют так, как этого требует
схема обмотки (см. рйс. 3.90 и 3.91).
При стыковой конструкции для насад-
ки обмоток не нужно расшихтовывать
ярмо: достаточно отвернуть кольца 10
и гайки 9 и снять его целиком.
Обмотки устанавливают на ниж-
нюю ярмовую изоляцию 8 (рис. 3.94)
и расклинивают деревянными стерж-
нями 10. Верхнее ярмо вновь ставят
на место и надежно стягивают остов
при помощи вертикальных шпилек и
гаек. Прессовка обмоток 7 произво-
дится нажимными винтами 4, которые
через стальные подкладки 5 передают
усилие на прессующее кольцо и об-
мотку.
В процессе эксплуатации происхо-
дят усушка и усадка электрокартон-
ных деталей в обмотках и стержнях
реактора. Часто это сопровождается
усилением шума от вибраций вставок
и пластин ярм реактора, так как
-стержни остова оказываются распрес-
сованными. Обычным способом умень-
Рис. 3.94. Установ-
ка обмотки на
стержне реактора.
1 — вставка стержня;
2 — ярмо; 3 — ярмо-
вая балка верхняя;
4 — винт; 5 — под-
кладка стальная; 6 —
кольцо прессующее;
7 — обмотка; 8 — изо-
ляция нижняя урав-
нительная и ярмовая;
9 — ярмовая балка
нижняя; 10 — стер-
жень буковый; 11 —
подкладка из элек-
троизоляционного
картона.
шения шума является подпрессовка
стержней реактора. Важно строго соблюдать последова-
тельность операций подпрессовки: вначале следует рас-
прессовать обмотки, отвернув нажимные винты 4
(рис. 3.94); затем запрессовать стержни с помощью гаек
(рис. 3.92) и только после этого вновь завернуть нажим-
ные винты, подпрессовав обмотки реактора.
11*
163
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ОСНОВНЫЕ СЕРИИ ЭЛЕКТРОПЕЧНЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
4.1. Трансформаторы для дуговых сталеплавильных
печей
Трансформаторы для питания дуговых сталеплавиль-
ных печей (ДСП) выпускаются двумя группами серий:
для ДСП «малой» емкости — от 0,5 до 12 т — и для ДСП
емкостью от 25 до 200 т [4.1].
Трансформаторы первой группы устанавливаются
в литейных или других плавильных цехах машинострои-
тельных предприятий и имеют первичные напряжения 6
или 10 кВ; одинаковую конструкцию магнитной системы
и обмоток; один вид регулирования напряжения (ПБВ)
переключением ответвлений в обмотке ВН; встроенные
токоограничивающие реакторы для защиты от токов
эксплуатационных КЗ; различные виды охлаждения.
Трансформаторами второй группы серий оснащают
основные электросталеплавильные цехи металлургиче-
ских заводов. Их выполняют на первичные напряжения
от 10 кВ (трансформаторы для ДСП емкостью 25 т) до
220 кВ для ДСП емкостью 200 т; они имеют схему ре-
гулирования НН только под нагрузкой (иногда с по-
мощью отдельных регулировочных трансформаторов) и
одну систему охлаждения с принудительной циркуля-
цией воды и масла (вид Ц).
Кроме того, группы серий различаются и по мощно-
стям согласно [4.2].
а) Трансформаторы для ДСП «малой» емкости
Эти трансформаторы снабжаются токоограничиваю-
щими реакторами для защиты от токов КЗ, конструктив-
но объединенными с трансформаторами в общем баке, и
образуют трансформаторный агрегат. Учитывая, однако,
что существует [4.2] единичное определение на все
источники питания ЭП независимо от наличия (или от-
сутствия) встроенных реакторов, в дальнейшем для рас-
сматриваемых изделий приняли также одно наименова-
ние «трансформаторы».
164
Основные технические параметры ЭПТ для питания
ДСП емкостью от 0,5. до 12 т приведены в табл. 4.1.
Трансформаторы имеют два вида охлаждения (М и Ц)
и разделяются поэтому на две серии: ЭТМПК и
ЭТЦПК.
Таблица 4.1
Параметры ЭПТ для питания ДСП малой емкости
Емкость ДСП m Тип Наибольшая мощность, кВ-А Номиналь- ное пер- вичное на- пряжение, В Предельные значения вто- ричных напря- жений при XX, В Вид охла- ждения
0,5 ЭТМПК-10С0/10-70УЗ 630 60С0 или 10СС0 216—98 м
1,5 ЭТМПК-20СО/10-71УЗ 1250 225—103
3,0 ЭТМПК-3200/10-71УЗ 2000 243—116
6,0 ЭТЦПК-6300/10-72УЗ 4000 281—118 ц
12,0 ЭТЦПК-12500/10-74УЗ 8000 318—120
Трансформаторы серии ЭТМПК- Все трансформаторы этой се-
рии выполнены с естественным масляным охлаждением посредством
естественной конвекции масла (при охлаждении поверхности бака и
радиаторов) лучеиспусканием при естественной конвекции воздуха
(рис. 4.1). Обмотки ВН (Л— Л9; В—В9 и С—С9) с ответвлениями
2, 4, 5 и 3 присоединяются к переключателю тонкого регулирова-
ния, а обмотки реактора ответвлениями Х& и Xi — к переключате-
лю грубого регулирования. Конструктивно оба переключателя вы-
полняются как одно контактное устройство типа НТ-4X3-350/10
для переключения ответвлений.
Рассмотрим последовательность переключений на примере одной
фазы. Наименьшее число витков обмотки получается при соедине-
нии контактов 2—3, когда возникает наибольший магнитный поток
и, следовательно, наибольшее вторичное напряжение (при этом за-
мкнуты контакты 6—9 переключателя грубого регулирования). При
замыкании контактов 3—4 часть витков между 2 и 4 подключается
к остальным виткам обмотки с одинаковым направлением ЭДС;
магнитный поток снижается, и соответственно уменьшается вторич-
ное напряжение. При замыкании контактов 4—5 все витки обмотки
включаются в работу; это положение соответствует наименьшим
(при замкнутых контактах 6—9) магнитному потоку в стержне и
вторичному напряжению трансформатора. Наконец, последнее поло-
жение переключателя тонкого регулирования 5—2 вновь отключает
часть витков между 2 и 4, но при включенных остальных витках
обмотки; при этом поток несколько возрастает и на обмотке НН по-
лучается промежуточное значение между напряжениями второй и
третьей ступеней.
165
При втором цикле происходит замыкание контактов 7—9 пе-
реключателя грубого регулирования и вновь — контактов 2—3, 3—4
и т. д. тонкого регулирования, т. е. все повторяется так же, как и
при первом цикле. Таким образом, значения вторичного напряжения
повторяются дважды: один раз при включении всех витков реакто-
ра 6—9, второй — при включении только их части между ответвле-
ниями Х7 и X 7—9. Третий цикл переключений происходит при за-
мыкании контактов 8—9 у переключателя грубого регулирования.
Как видно из схемы рис. 4.1, при этом обмотки реактора отклю-
Рис. 4.1. Принципиальные схемы соединения обмоток ЭПТ серии
ЭТМПК.
а — схема соединения обмоток ВН и реактора; б —схема соединения обмоток
НН трансформатора ЭТМПК-1000/10-70; в и а — то же трансформаторов
ЭТМПК-2000/10-71 и ЭТМПК-3200/10-71 соответственно; 1 — обмотка трансфор-
матора; 2 —обмотка токоограничивающего реактора; 3 — переключатель от-
ветвлений обмотки.
166
чаются, а обмотка ВН соединяется в звезду, уменьшая в 1,73 раза
магнитный поток в системе. Получаемые в этом цикле вторичные
напряжения в 1,73 раза меньше напряжений предыдущих циклов.
После полного завершения работы контактного устройства (пере-
ключателя) получается 12 его положений и восемь значений НН
(см. табл. 4.2).
Возвращаясь к трехфазной схеме, нетрудно заключить, что
обмотки реактора на первых восьми положениях переключателя
(ступенях регулирования) последовательно соединяются с фазами
обмотки ВН трансформатора, являясь как бы их продолжением;
схема треугольника получается на стороне ВН соединением обмоток
ВН с концами обмоток реактора (А—У; В—Z; С—X); схема звез-
ды — соединением, концов обмоток ВН Л9, В9 и С9 через контакты
8 и 9; трансформаторы на положениях 1—8 переключателя рабо-
тают с токоограничивающим реактором, на положениях 9—12—
без него.
Сопротивление реактора изменяется в зависимости от тока и
числа витков, последовательно включенных с обмоткой ВН транс-
форматора i(cm. § 3.9). Для удобства рассмотрения (и необходимых
расчетов) сопротивления реактора и трансформатора обычно выра-
жают в относительных единицах: для реактора — падением напря-
жения, отнесенным к первичному напряжению; для трансформато-
ра — напряжением КЗ. Эти значения пропорциональны сопротивле-
ниям, и поэтому суммарное сопротивление агрегата, состоящего из
трансформатора и встроенного в один бак с ним реактора, легко
получить их простым арифметическим сложением.
Та блица 4.2
Параметры трансформатора типа ЭТМПК-2000/10-71
Мощность, кВ-А Сторона ВН (10 или 6 кВ)' Сторона НН (3210 А) Схема и группа сое- динения обмоток Падение напряжения на реакто- ре, отнесен- ное к на- пряжению вй, % Напряжение КЗ агре- гата, % номинального
Номер ступени регулирования Контакты, соединяе- мые переключателем Напряже- ние, >В
тонкого регулиро- вания грубого регулиро- вания
1250 1 2—3 6—9 225 25,0 31,5
1155 2 3—4 6—9 208 23,0 30,0
995 3 4-5 6—9 179 Д/Д-0 20,0 26,8
1065 4 5-2 6—9 192 21,4 28,4
1250 5 2-3 7—9 225 17,4 23,9
1155 6 3—4 7—9 208 16,1 23,1
995 7 4—5 7—9 179 13,9 20,7
1065 8 5—2 7—9 192 14,9 21,9
720 9 2—3 8—9 130 У/Д-11 . - 11,3
665 10 3—4 8-9 120 — 12,2
575 11 4—5 8—9 103 — 11,8
610 12 5—2 8—9 ПО — 12,0
167
В табл. 4.2 приведены параметры трансформатора типа
ЭТМПК-2000/10-71 на всех ступенях регулирования.
Трансформаторы данной серии имеют бесшпилечные магнито-
проводы стержневой конструкции с комбинированным стыком, без
специальных устройств для прессовки стержней и с вертикальными
шпильками, связывающими ярмовые балки (см. § 3.1). Для прес-
совки ярм и предотвращения возможных перемещений магнитной
системы при перевозках применяются устройства, показанные на
рис. 3.5,а и е.
Несмотря на большую глубину регулирования НН (табл. 4.1),
трансформаторы выполняются двухобмоточными и не имеют отдель-
ных регулировочных обмоток (РО).
Для всех трансформаторов принято концентрическое располо-
жение обмоток, причем первой на стержень устанавливается обмот-
ка НН. Все вторичные обмотки делают только с бумажно-бакелито-
выми цилиндрами толщиной 6—8 мм, которые одновременно слу-
жат для прессовки стержней остова и должны обладать достаточ-
ной прочностью, чтобы без повреждений выдерживать сжимающие
механические усилия при эксплуатационных КЗ.
Значения фазных токов в обмотке НН (в зависимости от мощ-
ности трансформатора) лежат в пределах 1000—2800 А, поэтому
все они выполнены двухходовыми винтовыми с различным числом
и сечением прямоугольных параллельных проводов (§ 3.3).
Схема соединения обмоток — треугольник (табл. 4.2), однако
выполняется она различно (рис. 4.1,6—г). Только у трансформатора
типа ЭТМПК-1000/10-70 треугольник образуется соединением (пай-
кой) отводов на активной части (рис. 4.2,а) и на крышку выходят
три вывода а, b и с. У трансформатора ЭТМПК-2000/10-71 сделано
иначе: начала и концы (оба хода) каждой фазы припаиваются
к своим шинным отводам, каждый из которых независимо выводит-
ся наружу (рис. 4.2,6); на крышке размещаются уже шесть шин-
ных выводов: а, х, Ь, у, ct z. Наконец у трансформатора
ЭТМПК-3200/10-71 каждый «ход» двухходовой винтовой обмотки
имеет свой отдельный шинный отвод (рис. 4.2,в); отводы группи-
руются пофазно с чередованием для уменьшения потоков рассея-
ния. На крышку выходят 12 отводов, подключаемых к своим шин-
ным выводам (at и хг, а2 и х2 — фаза а\ Ь\ и у\\ Ь2 и У2 — фаза Ь\
С\ и zi; с2 и z2 — фаза с). В двух последних случаях схема тре-
угольника для обмоток ВН собирается вне трансформатора, чаще
всего непосредственно на электродах ДСП.
Обмотки ВН по расположению наружные, имеют бумажно-ба-
келитовые цилиндры; по намотке они непрерывные (см. § 3.3), с от-
ветвлениями, соединяемыми по схеме рис. 4.1,а.
Все трансформаторы серии имеют одинаковую конструктивную
схему отводов ВН и реактора, отличающуюся лишь длиной и сече-
нием кабеля (16 мм2 у трансформаторов ЭТМПК-1000/10-70 и
ЭТМПК-2000/10-71; 25 мм2 у трансформатора ЭТМПК-3200/10-71)
и размерами деревянных планок; все кабели отводов имеют изоля-
цию толщиной 3 мм на одну сторону. На рис. 4.3 показаны кон-
структивное выполнение отводов трансформатора и реактора, спо-
соб их присоединения к контактам переключателя и общая компо-
новка основных элементов активной части трансформатора. На яр-
мовых балках 2 трансформатора установлен реактор 6; переключа-
тель 3 снизу закреплен на стойках 4 к крышке 5 бака и с помощью
вертикального вала и промежуточной муфты соединен с приводным
168
90*90* 90* 90* 90* 90*
а) б) Ь)
Рие. 4.2. Конструктивные схемы отводов НН.
а —ЭТМПК-1000/10-70; б — ЭТМПК-2000/10-71; в — ЭТМПК-3200/10-71; 1-3, 7-9, 19 — деревянные планки; 4—6, /0-/5 - отводы НН.
о
□л Ос
9
Рис. 4.3. Конструктивная схе-
ма отводов ВН и реактора.
а — вид со стороны ВН; в — то же
вид сбоку; б — вид на реактор со
стороны НН; /— трансформатор; 2—
верхняя ярмовая балка; 3 —пере-
ключатель; 4 —• стойка для крепле-
ния переключателя; 5 — крышка;
6 — реактор; 7 — болты крепления
реактора; 8 — неподвижные контак-
ты переключателя; 9 — опорные
планки реактора; /0 —отводы ВН;
11, 13 — отводы реактора; 12 — со-
единение начала и конца обмотки
реактора (см. рис. 4.1).
механизмом. Отводы трансформа-
тора 10 и реактора’ (11 и 13) под-
ключаются к неподвижным кон-
тактам 8 переключателя; на кон-
тактах указаны цифры, совпадаю-
щие с обозначениями на отводах
и схемой на рис. 4.1. Расположе-
ние фаз на переключателе — С, В,
А (сверху вниз); сборка схемы
реактора и его ответвлений 11 и
13 выполнены со стороны отводов
НН; соединение с обмотками
трансформатора — со стороны ВН.
С ярмовыми балками 2 трансфор-
матора реактор 6 соединён бол-
тами 7 с замковыми пластинами
(см. § 3.1); конструкции отводов,
их крепления, несущие деревян-
ные планки, компенсаторы (см.
рис. 3.40 и 3.41), способы защиты
от самоотвинчивания при работе
и др. рассмотрены в § 3.4.
Остовы защищены от переме-
щения активной стали, как пока-
зано на рис. 3.5,г и 3.3,6; верти-
кальные стяжные шпильки связы-
вают верхние и нижние ярмовые
балки; вертикальные шпильки со-
единяют остов с крышкой, как по-
казано на рис. 3.6.
Трансформаторы имеют оваль-
ные баки (рис. 4.4) с распорны-
ми винтами 12; радиаторы из
овальных труб (см. рис. 3.7); пе-
реставные катки с тележками (см.
рис. 3.80), допускающими переме-
щение как в продольном, так и в
поперечном направлении; расши-
рители; воздухоосушители; предо-
хранительные трубы, газовые реле.
На рис. 4.4 даны общий вид, га-
баритные и установочные размеры
трансформаторов типов ЭТМПК-
1000/10-70, ’ ЭТМПК-2000/10-71 и
ЭТМПК-3200/10-71.
Особенностью трансформато-
ров является расположение при-
водного механизма 4 на крышке
(рукоятка 3 используется при
проверке положений переключате-
ля в процесе наладки). Подъем-
ные серьги (кольца) /7, прива-
ренные к крышке, служат только для перевозки собственно крышки
или крышки с активной частью (рис. 4.5). Подъем и перевозку пол-
ностью собранного трансформатора можно производить только за
171
730 _ I 775 1 I _____________2018
172
3350
173
8868
174
подъемные крюки 16 (см. рис. 4.4) на баке (подробнее о размеще-
нии серег на крышке и крюков на баке см. в § 3.7).
Другой особенностью является раскрепление активной части
в баке с помощью распорных винтов 12 (подробнее см. в § 3.7,
рис. 3.75,а), поэтому при необходимости вынуть активную часть
для осмотра винты должны быть обязательно вывернуты.
Трансформаторы серии ЭТЦПК, К трансформаторам этой серии
относят два типа: ЭТЦПК-6300/10-72 и ЭТЦПК-12500/10-74, отли-
чающиеся от ранее рассмотренных пре-
жде всего видом (способом) охлажде-
ния. Для трансформаторов применена
система водомасляного охлаждения с
принудительной циркуляцией воды и
масла (подробнее в § 3.8), размещенная
непосредственно на баке. На каждом
трансформаторе установлены цо два
маслоохладителя, один из которых яв-
ляется рабочим, отводящим полные по-
тери трансформатора, второй — резерв-
ным. Маслоохладители снабжены от-
дельными электронасосами и электро-
контактными’ приборами контроля тем-
пературы и давления масла в системе.
Кроме того, общим является требо-
вание [4.2] об эксплуатации трансфор-
маторов рабочим током, превышающим
номинальный на 20% на период рас-
плавлении шихты (1 ч для ЭТЦПК-
6300/10-72 и 1,25 ч для ЭТЦПК-
12500/10-74), и система охлаждения
обеспечивает работу в этом режиме
с одним маслоохладителем. Однако
трансформаторы этих двух типов имеют
и существенные различия в схемах ре-
гулирования ВН; в расположении, кон-
струкции и числе обмоток; конструкции
и размещении переключателя; располо-
жении приводного механизма; отводах
НН и др.
Трансформатор ЭТЦПК-6300/10-72
Рис. 4.5. Подъем актив-
ной части трансформато-
ра типа
ЭТМПК-3200/10-71.
/ — бак: 2 — трансформатор:
3 — реактор; 4 — переключа-
тель; б— крышка; б —подъ-
емные кольца (серьги)«
по конструкции активной части бли-
зок к серии ЭТМПК. Различие заключается в способе соединения
отдельных частей обмотки ВН, «перемешанных» так, что-
бы уменьшить магнитную асимметрию, возникающую при регули-
ровании вторичного напряжения. Другое отличие — в конструкции
обмотки НН, выполненной в виде двухходовой винтовой, но из
транспонированного провода марки ПТБ.
Рис. 4.4. Общий вид и габаритные размеры трансформаторов.
а — ЭТМПК-1000/10-70; б — ЭТМПК-2000/10-71; в — ЭТМПК-3200/10-71; 1 —
бак; 2 — термометрический сигналйзатор; 3 —рукоятка для наладки переклю-
чателя; 4 — приводной механизм; 5 —Вывод НН; 6 —вывод ВН; 7 —маслоуКа-
затель; 8 — расширитель; 9 — воздухоосущитель; 10 — газовое реле; 11 — термо-
сифонный фильтр; 12 — распорный винт для крепления активной части; 13 —
пробка для отбора пробы масла; 14 — заземляющий контакт; 15 — каток; 16 —
крюк для подъема бака и трансформатора в сборе; 17 — кольцо для подъ-
ема крышки и активной части с крышкой.
175
Возможность уменьшения магнитной асимметрии понятна из
рассмотрения схемы соединения частей одной обмотки ВН, показан-
ной на рис. 4.6 (обмотки трансформатора собраны по схеме
рис. 4.1,а с переключателем HT-4X3-350/10). При соединении кон-
тактов переключателя 2—3 и 6—9 ток проходит в одном направле-
лении по участкам А—1, Г—2', 3'—10 и 10—9, т. е. по четырем из
шести участков (частей) обмотки. При соединении 3—4 и 6—9 ток
шести участков (А—/, Г—2', 2—4, 3'—10 и
10'—9); при включении контактов 4—5 и
и 6—9 — по всем виткам обмотки и т. д.
Уменьшение магнитной асимметрии сни-
жает усилия при КЗ и, следовательно, по-
вышает надежность и срок службы транс-
форматора.
Конструктивное выполнение и схема
отводов ВН, а также размещение отдель-
ных элементов активной части трансфор-
матора аналогичны показанным на рис.
4.1,а и а, 4.2 и 4.3.
Общий вид и габаритные размеры
трансформатора ЭТЦПК-6300/10-72 пока-
заны на рис. 4.7. Трансформатор снабжен
двумя маслоохладителями 9 (один из них
резервный) типа Ц-63/900-1-Н с герметич-
ными электронасосами типа Т16/10У1. При
максимальной температуре охлаждающей
воды -}-30оС ее расход для работающего
охладителя не превышает 10 м3/ч; при бо-
лее низкой температуре расход воды по-
нижается. Параметры электронасоса и кон-
струкция маслоохладителя рассмотрены
в § 3.8.
Трансформатор ЭТЦПК-12500/10-74 во
многом отличается не только от транс-
форматоров серии ЭТМПК, но и от
ЭТЦПК-6300/10-72. Различие заключается
в схеме регулирования, числе и располо-
жении обмоток, типе и конструкции пере-
ключателя и др. Объясняется это большей
мощностью трансформатора и увеличенными значениями пер-
вичных и вторичных токов при сохранении всех специальных тре-
бований, предъявляемых к ЭПТ для ДСП (практически такой же
диапазон и значения вторичных напряжений; встроенный реактор
с регулируемым сопротивлением; возможность работы с понижен-
ными НН и мощностью на период рафинирования стали и т. д.).
В табл. 4.3 содержатся основные технические параметры транс-
форматора ЭТЦПК-12500/10-74. Из сравнения параметров в табл. 4.2
и 4.3 видно, что при увеличении мощности более чем в 5 раз токи
ВН трансформатора ЭТЦПК-12500/10-74 возраста!от во столько же
раз, а токи НН — почти в 4,5 раза. Поэтому для трансформатора
ЭТЦПК-12500/10-74 применяются другой переключатель — типа
НТ-4ХЗ-625/10 на больший ток (до 630 А) и другая схема регу-
лирования НН.
На рис. 4.8,а показана принципиальная схема соединения обмо-
ток ВН и реактора, а на рис. 4.8,6 — монтажная схема одной фазы
проходит по пяти из
Переключатель
Д' контактам
в фаз В а С
к ответ-
влениям
реактора
КУ
Рис. 4.6. Схема соеди-
нения частей (участ-
ков) обмотки ВН
трансформатора
ЭТЦПК-6300/10-72.
176
Таблица 4.3
Параметры трансформатора типа ЭТЦПК-12500/10-74
кВ-А Сторона ВН (6 или 10 кВ) Сторона НН(14,6 кА) Схема и пряже- торе, к напря- о/ /о КЗ & НО- I
группа сое- Я | М
н и u? S Контакты, соединив- динения об- 4) СХ g CQ с со и
X мне переключателем Напряже- моток е ч
§ S S О £ с § I И ние. В Паде ния н отнес жени | Hanpi arpei мина
8000 1 2—9 6—10 ’ 318 5,00 14,01
6800 2 3—9 6—10 270 4,20 13,87
5900 3 4—9 6—10 234 д/д-о 3,70 13,7В
5220 4 5—9 6—10 207 3,26 13,71
8000 5 2—9 7—10 318 2,76 11,77
6800 6 3—9 7—10 270 2,37 12,04
5900 7 4—9 7—10 234 2,04 12,12
5220 8 5—9 7—10 207 1,80 12,24
4620 9 2—9 8—10 184 - 15,61
3920 10 3—9 8—10 156 У/Д-11 — 16,7В
3400 11 4—9 8—1' 135 — 17,47
3020 12 5—9 8—10 120 — 18,11
Примечание. I—переключатель ответвлений трансформатора; II—переклю-
чатель ответвлений реактора.
обмотки НН. Обмотки ВН трансформатора состоят из двух отдель-
ных обмоток — основной части А—Х2, В—У2 и C—Z2 и регулиро-
вочной Х2—гХ5, Y2— Y$ и Z2—Z5. Основная часть— это непрерывная
обмотка, расположенная первой на стержне; регулировочная (РО) —
одноходовая винтовая из трех прямоугольных проводов, каждый из
которых является самостоятельной («вмотанной») ступенью РО (на-
пример, Х2—Х3, Х3—Х4, Х4—Х5 для фазы А).
Концы РО присоединяются к переключателю I тонкого регули-
рования, обмотки реактора — к переключателю II грубого регули-
рования (табл. 4.3). Весь цикл переключения связан с поочередным
введением в цепь обмотки ВН последовательно трех ступеней РО
при определенном положении переключателя II. В последующем
весь процесс переключения продолжается, как и в трансформаторах
ЭТМПК.
Принципиальное конструктивное отличие трансформатора
ЭТЦПК-12500/10-74 от ранее рассмотренных заключается в наличии
РО, осевой размер которой одинаков с обмотками ВН и НН; отклю-
чение каждой ступени (одного из трех проводов ~РО) происходит
по всей высоте обмотки, что практически исключает радиальные по-
токи рассеяния и увеличивает электродинамическую стойкость
трансформатора при эксплуатационных аварийных КЗ.
Значительно больший фазный ток (8470 А) не допускает вы-
полнения обмотки НН в виде многоходовой винтовой. Поэтому
обмотки НН трансформатора — катушечные, из двойных дисковых
катушек (рис. 4.8,6), разделенных на две группы: первая присоеди-
12-6 177
37D0
Рис. 4.7. Общий вид и габаритные размеры трансформатора
•а — габаритные размеры; б —вид со стороны системы охлаждения; 1 — бак;
предохранительная труба; 7 — расширитель; 8 — воздухоосушитель; 9 —
178
ЭТЦПК-6300/10-72.
2 — электронасос; 3 — рукоятка приводного механизма 4; 5 — выводы ВН; 6 —
маслоохладители; 10 — адсорбер.
12*
179
ABC
П)
Рис. 4.8. Принципиальная схема соединения обмоток ВН (а) и мон-
тажная схема обмотки НН (б).
^2xz ^1 ьгдг
9999 9999
б) Вид co стороны НН
Г/ Zf C2Z2
няется к отводам а\—хг, с{—Zf, вторая — к отводам а2—х2,
^2—Уъ\ с2—z2; каждая группа отводов выводит («собирает») полови-
ну фазного тока, т. е. 4235 А. Параллельное соединение выводов
(групп) каждой фазы и обмоток НН в «треугольник» производятся
вне трансформатора — обычно на электродах ДСП.
На рис. 3.41 были показаны отводы НН, а на рис. 3.38,в —
отводы ВН и общая компоновка отдельных узлов на активной части
трансформатора ЭТЦПК-12500/10-74. Общий вид и габаритные раз-
меры трансформатора показаны на рис. 4.9. Он снабжен двумя мас-
лоохладителями (один из них резервный), как и ЭТЦПК-6300/10-72.
Однако теплосъем охладителей (Ц-100/1100-1-Н) и мощность элек-
тронасосов (Т63/20У1) увеличены. Расход воды для охлаждения
трансформатора составляет 10 м3/ч при ее максимальной темпера-
туре -j-30°C.
Подробно о конструкции, требованиях к маслоохладителям и
к надежной работе всей системы принудительного масляного охлаж-
дения см. в § 3.8.
б) Трансформаторы для ДСП большой емкости
Рост емкости ДСП и увеличение единичной мощности
питающих их трансформаторов привели к трем отличи-
тельным особенностям в этой группе ЭПТ. Первая со-
стоит в том, что возросшие нагрузки требуют токопод-
водов от трансформаторов до ЭП, рассчитанных на токи
до'90 000 А. В этих случаях реактивное сопротивление
токоподвода (короткой сети) значительно снижает крат-
ность эксплуатационных токов КЗ. По данным ПТО
Центроэнергочермет (табл. 4.4) кратность эксплуата-
ционных токов КЗ по отношению к номинальному вто-
ричному току для ДСП емкостью от 40 до 200 т колеб-
лется в пределах 2,7—1,68 без принятия специальных
180
Кратности эксплуатационных токов КЗ
Таблица 4.4
Тип печи Параметры нагрузки Кратность эксплу- атационного тока КЗ
Мощность транс» форматора, МВ-А Номинальный вторич- ный ток, А
ДСП-40 15,0 23 500 2,7
ДСП-100 25,0 34 6С0 2,05
29,15 34 600/53 520* 2,58/1,67*
32,0 38 800/46 500* 2,51/2,09*
ДСП-200 45,0 43 920 1,68
* В режиме перегрузки.
мер по ограничению токов КЗ. Поэтому в отличие от
трансформаторов для ДСП малой емкости в рассматри-
ваемых ЭПТ отсутствуют токоограничивающие реакторы
эксплуатационных токов КЗ.
Второй особенностью является наличие в этих ЭПТ
переключающих устройств РПН. Это позволяет автома-
тизировать управление технологическим процессом и со-
кратить общее время плавки, что особенно важно при
Т а блица 4.5
Параметры ЭПТ для ДСП большой емкости
Емкость ДСП, т Тип ЭПТ Наиболь- шая мощ- ность, кВ-А Номинальное первичное на- пряжение, В Предельные значения вто- ричных напря- жений при XX, В
25 ЭТЦНК-20000/10-76УЗ ЭТЦНК-20000/35-76УЗ 15 000 10 000 35 00G 370—90 370—128
50 ЭТ11НК-32000/35-71УЗ 20 000 35 000 407—144
100 ЭТЦН-52С00/35-71УЗ 32 000 35 000 465—159
АТЦН-63000/35-77УЗ* ЭТЦ-63000/35-76УЗ* 50 000 38 500 514-18
200 АТЦН-45000/35-68УЗ* ЭТЦ-45000/35-68УЗ* 45 000 35 000 591—164
* При совместной работе.
181
большой установленной мощности трансформаторов.
Кроме того, РПН позволяет сократить число операций
выключателями ВН.
Третья особенность состоит в том, что указанные
трансформаторы имеют,
zzw
как правило, дополнительную
специальную обмотку с то-
ком, пропорциональным то-
ку НН (см. рис. 3.56,в и г).
Это связано с тем, что воз-
росшие токи стороны НН не
позволяют использовать се-
рийно выпускаемые транс-
форматоры тока (ТТ) с уста-
новкой их на короткой сети.
Трансформаторы тока, уста-
новленные в обмотке ВН та-
ких трансформаторов (см.
рис. 3.56,а и б), изменяют
выходной сигнал при изме-
нении не только нагрузки, но
и коэффициента трансфор-
мации. Поэтому при очевид-
ной экономической целесо-
образности выполнения
трансформаторов без допол-
нительных специальных об-
моток последние не нашли
широкого применения из-за
отсутствия устройства по
Рис. 4.9. Общий вид и габарит-
ные размеры трансформатора
ЭТЦПК-12500/10-74.
1 — бак; 2 — адсорбер; 3 — электро-
насос; 4 — вывод НН; 5 — выводы
ВН; 6 — предохранительная труба;
7 — расширитель: 8 — приводной ме-
ханизм; 9 — горизонтальный вал,
соединяющий переключатель с при-
водным механизмом; 10 — масло-
охладители; 11— каретки с катками.
измерению тока нагрузки.
Основные технические па-
раметры трансформаторов
для питания ДСП емкостью
от 25 до 200 т приведены в
габл. 4.5. Трансформаторы
разделяются на две серии:
трансформаторные агрега-
ты, состоящие из двух элек-
тромагнитных единиц (регулировочного автотрансфор-
матора и собственно ЭПТ), и ЭПТ в одной электромаг-
нитной единице.
На рис. 4.10,а изображена электрическая схема соединений агре-
гата ЭТЦНК-20000/35 (см. рис. 2.4,в). Обмотки ВН ответвлениями
Ai—Л5 подсоединены к переключателю грубого регулирования, а от-
ветвлениями Лб—Лю — к переключателю тонкого регулирования. Пе-
182
Рис. 4.10.' Электрические схемы соединений трансформаторных агрвт
гатов.
? — ЭТЦН К-20000/35-76УЗ; б —обмоток НН трансформатора ЭТЦ-45000/35-68УЗ;
автотрансформатора АТЦН-63000/35-77УЗ и ЭПТ ЭТ Ц-63000/35-76УЗ; / —
хредызбиратель (грубое регулирование); 2 — регулировочный автотрансформа-
тор; 3 — избиратель (тонкое регулирование); 4 — ЭПТ.
183
реключение ответвлений осуществляется под нагрузкой переключаю-
щим устройством РНТ-24-625/35.
Изменение напряжения на стороне НН осуществляется следую-
щим образом. Агрегат состоит из регулировочного автотрансформа-
тора, на вход которого подается неизменное напряжение, и нерегу-
лируемого ЭПТ, питание которого осуществляется от автотрансфор-
матора. При понижении напряжения на выводах АтХт возбужде-
ние ЭПТ уменьшается и с постоянным коэффициентом трансформа-
ции снижается НН на выводах а (аь а2, а3); х (хь х2, %з). Наи-
большее напряжение получается при положении, когда переключа-
тель грубого регулирования установлен в положение Аь а переклю-
чатель тонкого регулирования в положение Ав (наибольшее напря-
жение получилось бы при положении, когда переключатель грубого
регулирования установлен в положение Ai, а переключатель тонко-
го регулирования — в положение А9; при этом на выводах Aw, Хт
ЭПТ напряжение было бы больше напряжения питания; кинематика
переключающего устройства предусматривает электрическую и ме-
ханическую блокировки, исключающие работу в таком положении).
Далее переключатель грубого регулирования остается в поло-
жении Ai, а переключатель тонкого регулирования последовательно
проходит положения А7 и А8. При этом понижается напряжение на
выводах Ат, Хт. ЭПТ и напряжение на выводах а, х пропорцио-
нально понижается на 1 (2) ступени соответственно. Одновременно
с переходом избирателя с положения А8 на А9 предызбиратель пе-
реходит из положения Ai на А2. Переход с А8 на А9 увеличивает
напряжение на Ат, Хт на четыре ступени тонкого регулирования,
а переход с Ai на А2 уменьшил напряжение на Ат, Хт на пять
ступеней тонкого регулирования. Таким образом, при одновремен-
ной работе переключателей тонкого и грубого регулирования осу-
ществляется изменение напряжения тоже только на одну ступень
тонкого регулирования. На положении предызбирателя А2 избира-
тель последовательно проходит положения А9—Аю—Аб—А7—А8>
снижая каждый раз напряжение на ЭПТ на одну ступень тонкого
регулирования. Наименьшее напряжение получается на положениях
переключателей грубого и тонкого регулирования As и А8 соответ-
ственно. В табл. 4.6 приведены характеристики трансформаторного
агрегата типа ЭТЦНК-20000/35-76УЗ на всех ступенях.
Принципиальная электрическая схема агрегата ЭТЦНК-20000/
10-76УЗ с первичным напряжением 10 кВ практически не отличается
от приведенной на рис. 4.10,а, но обмотки автотрансформатора со-
единены в треугольник. В трансформаторном агрегате для 200-тон-
ных ДСП мощностью 45 МВ-А также применена схема, аналогич-
ная приведенной на рис. 4.10,а, но обмотки автотрансформатора
АТЦП-45000/35 соединены в треугольник, а обмотки НН собственно
ЭПТ ЭТЦ-45000/35 имеют по четыре параллельные группы на фазу
(рис. 4.10,6).
Несколько отличается от приведенных принципиальная схема
агрегата (см. рис. 2.14,в), состоящего из регулировочного автотранс-
форматора АТЦН-63000/35-77УЗ и ЭПТ ЭТЦ-63000/35-76УЗ
(рис. 4.10,в). Обмотки ВН автотрансформатора ответвлениями
/—10 подсоединены к избирателю, а ответвлениями /, II —
к предызбирателю переключающего устройства РНТА-35/1000 В.
Наибольшее напряжение получается‘при положении, когда предыз-
биратель соединяет контакты II—III, а контакты избирателя уста-
новлены на ответвлениях 8, 9. В это время в контакторе замкнуты
184
контакты замыкателя 5 и ВДК 3. Таким образом, рабочим (т. е.
обтекаемым током) является контакт 9 избирателя. На ЭПТ по-
дается полное напряжение сети, питающей автотрансформатор. Это
соответствует ступени 19 (табл. 4.7) переключающего устройства
(ПУ). При положении II—III предызбирателя избиратель последо-
вательно проходит четные ответвления 8—6—4—2—10 и нечетные
9—7—5—3—I. На ступени 11 ПУ контакты избирателя стоят на
Таблица 4.6
Параметры трансформатора ЭТЦНК-20000/35-76УЗ
Мощность, кВ-А Сторона ВН (35 кВ) Сторона НН
Ток, А Переключающее устройство Напряже- ние, В
Номер ступени Положение подвиж- ных контактов
I 1 "
15000 247,5 1 1 6 370
14 532 240,0 2 1 7 359
14 096 233,0 3 1 8 348
13 733 225,5 4 2 9 337
13 224 218,0 5 2 10 326
12 752 211,0 6 2 6 315
12 308 203,0 7 2 7 ЗЭ4
11 866 196,0 8 2 8 293
11 437 188,5 9 3 9 282
10 979 181,5 10 3 10 271
10 529 174,0 11 3 6 260
10085 166,5 12 3 7 249
9635 159,5 13 3 8 238
9192 152,0 14 4 9 227
8748 144,5 15 4 10 216
8305 137,5 16 4 6 205
7855 130,0 17 4 7 194
7411 122,5 18 4 ' 8 183
6968 115,0 19 5 9 172
6524 108,0 20 5 10 161
6074 100,5 21 5 6 150
5632 93,0 22 5 7 139
5188 85,5 23 5 8 128
Примечание. I—переключатель грубого регулирования; II—то же тонкого
регулирования.
ответвлениях /, 2. При этом нагрузка снимается с контакта 1.
Обмотка тонкого регулирования РО?, имеющая намотку, противо-
положную намоткам основной обмотки ВН и обмотки грубого ре-
гулирования РОг автотрансформатора, полностью включена и своей
ЭДС снижает напряжение на вводах Ат, Вт, Ст автотрансформа-
тора до 26777 В, что соответствует 357 В стороны НН ЭПТ. На
ступени 10 ПУ контакты избирателя установлены на ответвлениях
1, 10. При этом нагрузка снимается с контакта 10. Обмотка РО^
185
g • Таблица 4.7
Параметры трансформаторного агрегата, состоящего из автотрансформатора АТЦН-63000/35 и ЭПТ
ЭТЦ-63000/35________________________________________________________________________________
>ег ул ирона- § АТЦН-63000/35-77УЗ ЭТЦ-63000/35-76УЗ
Сторона ВН, выводы А, В, С (38,5 кВ) Сторона НН, выводы От, ^т' ^т’ Ст(749,8 А) При движении от ступени 19 к 1 При движении от ступени 1 к 19 Сторона ВН, выводы От, Ст(749,8 А) Сторона НН выводы а, х, , Ь, у, с, г (56 169 А)
§ S Положение Положение
0J £ к СП X Соединены контактов избирателя Соединены контактов избирателя Напряжение,
F** * Напряжение, В контакты контакты Напряжение, В
X Ток, А предызби- предызби- В
S* J S Б Э Номи кВ-А рателя нечет- ных четных рателя нечет- ных четных
19 50 000 749,8 38 500 9* 8 9* 8 38 500 514
18 48 097 721,3 37 034 9 8* 7 8* 37 034 494
17 46 094 692,7 35 569 7* 8 7* 6 35 569 475
16 44 291 664,2 34 103 III—II 7 6* III—II 5 6* 34 103 455
15 42 388 635,6 . 32 638 5* 6 5* 4 32 638 436
14 40 484 607,1 31 173 5 4* 3 4* 31 173 416
13 38 581 578,6 29 707 3* 4 3* 2 29 707 397
12 36 678 550,0 28 242 3 2* 1 2* 28 242 377
11 34 775 521,5 26 776 1* 2 1* 10 26 776 ^357
10 32 872 492,9 25 311 1 10* 9 10* 25 311 338
9 32 872 492,9 25 ЗИ 9* 10 9* 8 25 311 338
8 30 969 464,4 23 846 9 ' 8* 7 8* 23 846 318
7 29 066 435,9 22 380 7* 8 7* 6 22 380 299
6 27 163 407,3 20 915 III—I 7 6* III—I 5 6* 20 915 279
5 25 260 378,8 19 449 5* . 6 5* 4 19 449 260
4 23 356 350,3 17 984 5 4* 3 4» 17 984 240
3 21 453 321,7 16 519 3* 4 3* 2 16519 221
2 19 550 293,2 15 053 3 2* 1 2* 15 053 201
1 17 647 264,6 13 588 1* 2 1* 2 13 588 181
♦ Нагруженный контакт.
Рис. 4.11. Расположение обмоток на остове агрегата ЭТЦНК-20000/35-76УЗ.
ь- а —в автотрансформаторе: 1 — бум ажно-бакелитовый цилиндр; 2— обмотка РОГ; 3 — обмотка ВНосн; 4 — обмотка РОТ; 5 — прес-
2$ дующий винт; 6 — прессующее кольцо; б — в ЭПТ: / — бумажно-бакелитовый цилиндр; 2 — обмотка ВН; 3 ~ обмотка НН.
исключена из схемы. На выводы Ат, Вт, Ст автотрансформатора
подается напряжение от ответвления обмотки РОГ (точки 1 и 10
имеют одинаковый потенциал). Число витков в обмотке РОТ боль-
ше, чем в обмотке РОТ, на одну ступень последней. Поэтому при
переходе со ступени 11 на 10 на стороне НН ЭПТ напряжение
снижается с 357 до 338 В. При переходе со ступени 10 на 9 одно-
временно с переходом контактов избирателя с 1 на 9 происходит
переключение предызбирателя из положения III—II в положение
III— I.
Контакты избирателя соединены с ответвлениями 9, 10. При
этом нагрузка снимается с контакта 9. Из рхемы рис. 4.10,в видно,
что напряжение на выводах Ат, Вт, Ст автотрансформатора при
этом не изменилось. Напряжение на стороне НН ЭПТ осталось
прежним. Далее повторяется процесс переключения ответвлений
обмотки РО? избирателем. Наименьшее напряжение на стороне НН
ЭПТ 181 В получается на ступени 1 ПУ. Предызбиратель соединяет
контакты III—7, контакты избирателя соединены ответвлениями
1, 2. Нагрузка снимается с контакта 1 избирателя.
При повышении напряжения НН, т. е. при движении ПУ от сту-
пени 1 к 19 изменение положения предызбирателя с III—I на по-
ложение III—II происходит при переходе со ступени 10 на И одно-
временно с переходом контактов избирателя с ответвления 9 на 1.
В табл. 4.7 приведены параметры трансформаторного агрегата, со-
стоящего из автотрансформатора АТЦН-63000/35 и собственно ЭПТ
ЭТЦ-63000/35, при их совместной работе на всех ступенях.
Конструктивно регулировочный автотрансформатор размещен
в общем баке с ЭПТ в агрегате ЭТЦНК-20000/35-76УЗ и выделен
в отдельный бак в остальных агрегатах рассматриваемой группы.
Все агрегаты имеют бесшпилечные остовы стержневой конструкции
с вертикальными шпильками, связывающими нижние и верхние ярмо-
вые балки (см. § 3.1). Схема шихтовки — прямой стык в трансфор-
маторах АТЦН-45000/35-68УЗ и ЭТЦ-45000/35-68УЗ и косой в край-
них стержнях при комбинированном стыке в среднем стержне
в остальных агрегатах. Прессовка стержней осуществляется стекло-
бандажами (см. рис. 3.3). Для прессовки ярм и для предотвраще-
ния смещения магнитных систем при перевозках применяют устрой-
ства по рис. 3.5,в.
Для всех трансформаторов принято концентрическое располо-
жение обмоток. Обмотки грубого (РОГ) и тонкого (РОТ) регули-
рования вынесены в отдельные концентры. Поэтому по числу обмо-
ток все регулировочные автотрансформаторы — трехобмоточные.
В автотрансформаторах, выполненных по схеме рис. 4.10,а, первой
на стержне располагается РО?, затем идет нерегулируемая часть
обмотки ВНосн и наружной является обмотка РОГ (рис. 4.11,а).
Обмотки РОт и РОг — винтовые, причем обмотки РОТ, как прави-
ло, многоходовые. Обмотки ВН 0Сн — непрерывные (см. § 3.3).
В автотрансформаторе АТЦН-63000/35-77УЗ, выполненном по схе-
ме рис. 4.10,в, первой на стержне располагается обмотка В77ОСн,
затем РОг, наружной является РОг. Обмотки BHQCh и РОТ — не-
прерывные, РО? — четырехходовая винтовая. Все обмотки в регули-
ровочных автотрансформаторах намотаны на жестких бумажно-ба-
келитовых цилиндрах толщиной до 10 мм. Исключение могут
составлять только наружные обмотки. Изготовление обмоток на
жестких цилиндрах, специальная технологическая обработка (сушка
с прессовкой, пропитка и запекание), применение малоусадочного
188
384
Рис. 4.12. Отводы НН агрегата ЭТЦНК-20000/35-76УЗ.
/, 2 — отводы; 3 — демпфер; 4 — обмотка НН; 5 — угольник.
189
электроизоляционного картона—все это способствует повышению ди-,
намической стойкости обмоток.
В собственно ЭПТ, входящих в состав агрегатов, — по две об-
мотки на стержень (рис. 4.11,6). Обмотки ВН, внутренние по рас-
положению, намотанные на бумажно-бакелитовые цилиндры, — не-
прерывные; обмотки. НН — наружные, намотанные как непрерывные
по способу, указанному на рис. 3.33. Начала и концы каждой катуш-
ки собираются на несколько шинных отводов. Таких отводов по три
пары на каждую фазу в агрегате ЭТЦНК-20000/35-76УЗ (рис. 4.12)
и по четыре пары на фазу в трансформаторах ЭТЦ-45000/35-68УЗ.
Концы обмоток через угольники припаиваются к шинным отводам
и демпферами подсоединяются к вводам НН.
В агрегате ЭТЦНК-20000/35-76УЗ регулировочный трансформа-
тор и ЭПТ расположены в общем баке. Каждая из электромагнит-
ных единиц устанавливается на поддон бака на шипы, осуществ-
Рис. 4.13. Расположение переключающего устройства агрегата
ЭТЦНК-20000/35-76УЗ в отдельном отсеке.
I — отсек активной части агрегата; /7 —отсек ПУ; 1 — проходной изолятор;
2 — металлическая перегородка между отсеками; 3 — фланец; 4 — переходная
гетинаксовая плита; 5 — избиратель ПУ; 6 — токоограничивакмЦий реактор
ПУ; 7 — шина; 8 — демпфер.
190
ляется подсоединение отводов к переходной доске переключающего
устройства по схеме рис. 4.10,а кабелем типа ПБОТ по ГОСТ
10787-77 с изоляцией 3 мм на одну сторону. Собранные активные
части обеих единиц накрывают колоколом и закрепляют от пере-
мещений при транспортировании. Остальные трансформаторы рас-
сматриваемой группы собирают как самостоятельные трансформа-
торные единицы. При этом сборка полной электрической схемы
между отдельными трансформаторами осуществляется при монтаже
на месте эксплуатации.
В агрегате - ЭТЦНК-20000/35-76УЗ и автотрансформаторе
АТЦН-63000/35-77УЗ избиратели размещены в отдельных отсеках,
имеющих свою, не связанную с активной частью трансформатора
масляную систему (рис. 4.13). Соединение избирателя 5 с отводами
РО осуществляется с помощью шин 7 или кабелем, подсоединяемым
к проходным изоляторам /, размещенным на изоляционной доске 4,
При применении переключающих устройств с токоограничивающим
реактором последний размещается также в отсеке ПУ.
Все трансформаторы, кроме АТЦН-45000/35-68УЗ и
ЭТЦ-45000/35-68УЗ, имеют баки колокольного типа (см. § 3.7) и
навесную систему охлаждения вида Ц (см. § 3.8). Автотрансформа-
тор АТЦН-45000/35-68УЗ имеет разъем в верхней части бака в зоне
верхних ярмовых балок; трансформатор ЭТЦ-45000-68УЗ имеет верх-
ний разъем. Автотрансформатор и трансформатор укомплектованы
выносными системами охлаждения вида Ц. На рис. 4.14 дан общий
вид, габариты и установочные размеры- трансформаторных* агрега-
тов. Перед съемом * колокола во всех трансформаторах, кроме
АТЦН-45000/35-68УЗ, необходимо вывернуть распорные винты креп-
ления активной части в баке. Следует иметь в виду, что через эти
же винты во всех трансформаторах, кроме ЭТЦНК-20000/35-76УЗ,
собрана схема заземления металлоконструкций. Поэтому после окон-
чания работ на активной части распорные винты необходимо снова
ввернуть до упора в бак.
Трансформаторы серии ЭТЦН. На рис. 4.15 изображена элек-
трическая схема соединений (см. рис. 2.4,6) обмоток ВН трансфор-
маторов ЭТЦН-32000/35-71УЗ и ЭТЦН-52000/35-71УЗ. Обмотки ВН
трансформаторов ответвлениями 1—11 подключены к избирателю,
а ответвлениями 1—111 — к предызбирателю переключающего устрой-
ства РНТ-20-625/35. Регулирование напряжения НН осуществляет-
ся путем переключения под нагрузкой ответвлений 1—И при по-
стоянном соединении на предызбирателе I—II либо I—III. Измене-
ние положения предызбирателя осуществляется при отключенном
от сети ВН трансформаторе. Наибольшее напряжение на стороне
НН получается, когда предызбиратель установлен в положение
/-—///, а избиратель — в положение 1.
Обмотки регулировочные не обтекаются током. Число витков
обмотки ВН, подключаемой к питанию, — наименьшее. Поэтому воз-
буждение магнитопровода, а следовательно, и напряжение на об-
мотке НН — наибольшие. Предызбиратель обеспечивает соединение
обмоток ВН в треугольник. Далее избиратель последовательно про-
ходит положения 2, 5, '..., 11у подключая постепенно регулировоч-
ные витки. Возбуждение трансформатора снижается и напряжение
НН уменьшается. На ступени 11 (см. табл. 4.8, 4.9) вся РО после- '
довательно включена с нерегулируемой обмоткой ВН. Переключе-
ние ступеней 1—11 осуществляется под нагрузкой от приводного
механизма. При переключении со ступени 11 на 12 предызбиратель
191
879
6Ъ95±5
Рис. 4.14а.
192
Рис. 4.14$,
13—6
19§
2У30
Рис. 4Л4&
194
<О
3780
5570
Рис. 4.14. Габаритные, установочные и присоединительные размеры
трансформаторных агрегатов.
а— ЭТЦНК-20000/35-76УЗ: 1 — бак; 2 — система охлаждения: 3 — расширитель;
4 — предохранительная труба активной части; 5 — вывод ВН; 6 — предохрани-
тельная труба огсека ПУ; 7 — отсек ПУ; 8 — устройство для отбора пробы
газа; 9 — серьга для тяги трансформатора; 10— каретка с катками; 11 —
вывод НН; 12 — контактор ПУ; б — АТЦН-45000/35: 1 — бак; 2 — вентиль для
слива масла; <3—крюк для подъема трансформатора; 4 — планка для подъ-
ема верхней части бака; 5 —задвижка для подсоединения системы охлажде-
196
Рис. 4.15. Электрическая схема соединений обмоток ВН трансфор-
маторов серии ЭТЦН.
устройства переходит из положения I—I11 в положение 1—П9 осу-
ществляя соединение обмоток ВН в звезду, избиратель возвращает-
ся в положение /, исключая из цепи РО.
Изменение схемы соединения обмоток с треугольника на звезду
должно осуществляться при отключенном от сети трансформаторе.
Поэтому в схеме приводного механизма предусмотрены вспомога-
тельные контакты для подключения схемы, запрещающей переклю-
чение со ступени 11 на 12 под нагрузкой.
При изменении схемы соединения обмоток ВН с треугольника
на обмотке НН в Кз” раз меньше соответствующих напряжений
на звезду возбуждение трансформатора уменьшится в раз,
если число витков обмотки не изменилось. Поэтому на ступенях
12—22, когда избиратель последовательно проходит положения
1—11 при замкнутых контактах предызбирателя 1—II, напряжение
ния; 6 — расширитель; 7 — предохранительная труба; в —вывод ВН; 9 — вы-
вод НН; 10 — приводной механизм ПУ; // — каретка с катками; 12 —
серьга для тяги трансформатора; в — ЭТЦ-45000/35-68УЗ: / — бак; 2 — рас-
ширитель; 3 — предохранительная труба; 4 — вывод ВН; 5 — задвижка для
подсоединения системы охлаждения; 6 — каретка с катками; 7 — кольцо для
подъема крышки; 8 — вывод НН; 9 — домкратная площадка; г —
АТ ЦН-63000/35-77УЗ: / — бак; 2 — система охлаждения; 3 — расширитель; 4 —
предохранительная труба активной части; 5 —вывод ВН; 6 — вывод НН; 7 —
предохранительная труба отсека ПУ; 8— активная часть; 9 — отсек ПУ; 10 —
приводной механизм ПУ; // — устройство для подъема трансформатора; 12 —
каретка с катками; 13 — ПУ; д — ЭТЦ-63000/35-76УЗ: / — бак; 2 — вывод ВН;
3 — предохранительная труба; 4 — расширитель; 5 — устройство для подъема
трансформаторов; 6 — каретка с катками; 7 —система охлаждения; 8 — вы-
вод НН.
197
йа ступенях 1—11. Наименьшее н&йряЖеййе трансформаторы имеют
на ступени 22. Изменение напряжения НН в функции номера сту-
пени в пределах каждого из диапазонов РПН носит в рассматри-
ваемых трансформаторах гиперболический характер:
.._________^вн^нн
— ®вн + ®РО,(Я— 0 *
где wHH — чисдо витков в обмотке НН; швн — число витков в не-
регулируемой части обмотки ВН; WpQ —число регулировочных вит-
ков в одной ветви РО; ^ннЛ — напряжение НН нд ступени л;[7вн—
напряжение ВН трансформатора; п —номер ступени трансформации.
Видно, что разность между напряжениями НН двух соседних
ступеней в начале и конце диапазона регулирования неодинакова:
в начале она велика, в конце — мала. Кроме неудобств, связанных
Таблица 4.8
Параметры трансформатора ЭТЦН-52000/35-71УЗ
Мощность, кВ-А Сторона ВН(35 кВ) Сторона НН Схема и группа сое динения
Ток, А Переключающее устройство Напряже- ние, В
Номер стуренн Положение подвижных контактов
I II
32 000 529 1 1 465
30 300 499 2 2 440
28 700 477 3 3 417
27 300 450 4 4 396
26 000 428 5 5 I—III 377 Д/Д-0
24 800 408 6 6 360
23 800 392 7 7 345
22 300 368 8 8 324
21060 348 9 9 306
20 000 330 10 10 290
18 950 313 11 11 275
18 500 305 12 1 268
17 500 288 13 2 254
16 600 273 14 3 241
15 750 258 15 4 , 228
15000 247 16 5 217
14 340 236 17 6 I—II 208 У/Д-11
13 750 226 18 7 199
12 900 212 19 8 187
12160 200 20 9 176
11540 190 21 10 167
10900 181 22 11 159
Примечание. I—избиратель; II—предызбиратель.
198
с таким законом изменения напряжения на нагрузке, это вызывает
дополнительные трудности, обусловленные резко неоднородной на-
грузкой на ПУ. Напряжение на ступени регулирования, а следова-
тельно, и разрывная мощность контактора ПУ в начале и конце
диапазона РПН будут также значительно отличаться. Идеальным
был бы случай, когда С/цнп равномерно уменьшается с увеличе-
нием л, т. е. разность между напряжениями НН двух соседних
ступеней во всем диапазоне одинакова. Это потребовало бы того,
чтобы числа витков в каждой регулировочной ветви были разными
и увеличивались с возрастанием номера ступени. Конструктивно
выполнить это требование затруднительно, поэтому все регулировоч-
ные витки разделены на две обмотки POi и’ РО2. Число витков
в каждой ветви, подключаемой на ступени регулирования в обмбт-
ке POi, больше витков в РО2 примерно в 1,5 раза. Таким образом,
изменение напряжения на обмотке НН в трансформаторах
серии ЭТЦН несколько выравнено. В табл. 4.8 и 4.9 приведе-
ны характеристики трансформаторов ЭТЦН-52000/35-71УЗ и
ЭТЦН-32000/35-71УЗ.
Таблица 4.9
Параметры трансформатора ЭТЦН-32000/35-71УЗ
Мощность, кВ-А Сторойа ВН(35 кВ) Сторона НН Схема и группа соединения обмоток
Ток, Af Переключающее устройство Напряже- ние, В f
Номер ступени Положение подвиж- ных контактов
1 1 II
20000 330 1 1 407
19000 313 2 2 388
18 290 301 3 3 371
17 500 288 4 4 355
16800 277 5 5 1-1II 341 д/д-о
16100 265 6 6 327
15 500 256 7 7 315
14 750 243 8 8 295
13 740 226 9 9 279
12 980 214 10 10 263
12310 203 11 11 250
11550 190 12 1 235
10 980 181 13 2 224
10 560 174 14 3 214
10100 166 15 4 205
9690 160 16 5 196
9290 153 17 6 I—11 188 У/Д-11
8940 147 18 7 181
8510 140 19 8 170
7930 130 20 9 160
7480 123 21 10 152
7100 117 22 И 144
Примечание. I—избиратель; II—предызбиратель.
199
Трансформаторы допускают при любом положении указателя
переключающего устройства периодическую перегрузку по току на
20% длительностью 2 ч, чередующуюся с номинальным режимом
длительностью 2,5 ч. Трансформаторы имеют бесшпилечные остовы
стержневой конструкции с вертикальными шпильками, связывающи-
ми нижние и верхние ярмовые балки (см. § 3.1). Схема шихтов-
ки — комбинированный стык. Прессовка стержней осуществляется
стеклобандажами. Для прессовки ярм, а также для предотвраще-
Рис. 4.16. Расположение обмоток на стержне трансформатора
ЭТЦН-52000/35-71УЗ.
/-бумажно-бакелитовый цилиндр; 2 — РО2; 3 — РОк 4, 7 — прессующие коль-
ца; 5, 5 —прессующие винты; 5 — обмотка ВН; 9 — обмотка
200
Ийй сМегЦения ^агни'гных сиётбМ при перевозках АриМёйййТ устрой-
ства по рис. 3.5.
Обмотки POi и РОг, нерегулируемая часть обмотки ВН и об-
мотка НН располагаются на стержне в последовательности, указан-
ной на рис. 4.16. Все обмотки катушечные. Обмотки РО — винтовые,
обмотка ВН — непрерывная, обмотка НН намотана как непрерыв-
ная с петлями и собрана затем на четыре пары шин (см. рис. 3.33).
Обмотки РО2 наматываются на жестком бумажно-бакелитовом ци-
линдре, затем через электрокартонный клин на нее наматывается
обмотка РОь Нерегулируемая часть обмотки ВН также наматы-
вается на бумажно-бакелитовом цилиндре. Обмотки НН отделены
от обмоток ВН цилиндром из электрокартона толщиной 4 мм.
Остов с обмотками и отводами размещен в баке и отделен от
избирателя ПУ изоляционной переходной доской. Соединение изби-
рателя с отводами обмоток POi и РОг осуществляется через про-
ходные изоляторы, как это показано на рис. 4.13. В отсеке ПУ под
избирателем располагается токоограничивающий реактор РПН. Для
ограничения перемещения при транспортировании в нижних ярмо-
вых балках имеются отверстия, через которые проходят шипы, при-
варенные к Днищу бака. На верхних ярмовых балках размещаются
201
устройства для распора активной части в бакс. Через эти же рас-
порные винты собрана схема заземления трансформаторов. Баки
имеют верхний разъем (с крышкой). Трансформаторы серии ЭТЦН
имеют навесную систему охлаждения вида Ц: трансформатор
ЭТЦН-52000/3&-71УЗ допускает демонтаж системы охлаждения и
размещение на отдельном фундаменте. На рис. 4.17 даны общий вид,
Рис. 4.17. Габариты, установочные и присоединительные размеры
трансформаторов серии ЭТЦН.
а — ЭТЦН-32000/35-71УЗ: / — предохранительная труба; 2 — вывод ВН; а—рас-
ширитель; 4 — бак; 5 —вывод НН; 5 —каретка с катками; 7 —система рхлаж-
дения; в —контактор ПУ; Р —отсек ПУ; б — ЭТЦН-52000/35-71УЗ: / — бак; 2 —
разрядник; 3 —вывод ВН; 4 — расширитель; 5 —вентиль для подсоединения
системы охлаждения; б —отсек ПУ; 7 —контактор ПУ; 3 ^-приводной меха-
низм; Р —серьга для перемещения трансформатора; 10 — каретка с катками;
// — вывод НН; 12 — предохранительная труба.
202
габаритные и установочные размеры трансформаторов серин ЭТЦН.
Трансформатор ЭТЦН-52000/35-71УЗ представлен без системы
охлаждения.
4.2. Трансформаторы дПя индукционных печей
' и миксеров
Широкое распространение индукционных канальных
и тигельных электропечей и миксеров различной мощно-
сти и емкости потребовало создания новых серий спе-
циальных ЭПТ. Разработаны и выпускаются однофазные
и трехфазные трансформаторы ПБВ и РПН, покрываю-
щие практически все потребности электротермии в источ-
никах питания для индукционных печей. Различают не-
сколько серий ЭПТ с ВН 6 или 10 кВ частотой 50 Гц
для индукционных плавильных установок:
однофазных трансформаторов ПБВ мощностью 400,
630 и 1000 кВ-А;
однофазных трансформаторов РПН мощностью 1600
и 2500 кВ-А;
трехфазных трансформаторов РПН мощностью 1600
и 2500 кВ-A. .
В качестве отдельного типа, не входящего в серии,
существует трехфазный трансформатор мощностью
1000 кВ-A (ЭТМП-1250/10-75), специально созданный
для канальной ЭП типа ИЛ К-1,6.
Главной особенностью всех указанных трансформато-
ров является большая глубина регулирования вторично-
го напряжения (см. § 2.3). Если у ЭПТ для ДСП Г=
=2,24-2,6, то у трансформаторов для индукционных ЭП
значение Г>6. Другой особенностью является необхо-
димость постоянной мощности jia трех — пяти ступенях
НН, что повышает типовую мощность и массу ЭПТ. На-
конец, технологические особенности плавки требуют ре-
гулирования вторичного напряжения 11—23 ступенями,
причем у некоторых трансформаторов ступени должны
быть резко неодинаковыми.
Выполнение указанных требований различно для
каждой серии, что определяет принципиальные отличия
в схемах регулирования и конструктивных решениях,
принятых для ЭПТ каждой отдельной серии.
а) Однофазные трансформаторы серии ЭОМП
Основные параметры трансформаторов этой серии показаны
в табл. 4.10. Как видно, значение Г достигает 6; кроме того, сту-
203 •
Параметры трансформаторов серии ЭОМП
Таблица 4.10
Тип Мощность, кВ-А Напряжение, В Число ступеней Ток НН, А
ВН НН
ЭОМП-1000/10-72 ЭОМП 1600/10-72 ЭОМП-2000/10-72 400—400—76 630—630—110 1000—1000—200 6000 или 10 000 510—85 510—79 510-91 1020-182 11 785—895—895 1235—1396—1396 1960—2200—2200 980—1100—1100
Рис. 4.18. Принципиальная схе-
ма соединения обмоток транс-
форматоров серии ЭОМП.
Z — стержень остова бдлыиего диа-
метра; 2 — стержень остова меньше-
го диаметра; 3 — переключатель.
пени НН резко неодинаковы. Так, трансформатор ЭОМП-1000/10-72
имеет следующие значения вторичных напряжений: 510—468—446—
404—340—256—212—170—106—85 В, т. е. разница между ступенями
НН составляет соответственно 42, 22, 42-, 64, 85, 43, 42, 21, 43 и
21 В. Примерно такие же ступени у трансформаторов
ЭОМП-1600/10-72 и ЭОМП-2000/10т72.
В подобных случаях известны способы регулирования НН изме-
нением магнитного потока в ЭПТ. Для этого обычно использовался
отдельный регулировочный трансформатор или автотрансформатор,
объединенный с собственно ЭПТ
в общем баке (см. § 2.3). В серии
ЭОМП принцип такого регулиро-
вания сохранился, однако конст-
руктивное исполнение принято
иным: обмотки регулировочного
автотрансформатора и самого
ЭПТ размещаются на одном
остове. На рис. 3.1,в показано
сечение такого однофазного осто-'
ва с двумя стержнями круглого
сечения разного диаметра. Стер-
жень меньшего диаметра предна-
значен для регулировочной обмот-
ки автотрансформатора, больше-
го— для двух обмоток ЭПТ (рис.
4.18); боковое ярмо (его сечение
примерно равно сечению меньшего
стержня) является шунтом, в ко-
торый поступает разность маг-
нитных потоков стержней.
На рис. 4.18 показана принци-
пиальная схема соединений обмо-
ток ЭПТ серии ЭОМП (см. рис.
2.4,в). Трансформатор подключает-
ся к сети ВН выводами А и Х\ ответвления автотрансформаторной
обмотки 1—11 присоединены к соответствующим неподвижным кон-
тактам переключателя; к неподвижному контакту 12 подключена
одним концом возбуждающая обмотка (обмотка ВН) «печного»
стержня, другой ее конец соединен с выводом X. Подвижный кон-
такт переключателя последовательно замыкает контакт 12 с кон-
тактами /, 2, 3 и т. д. до //, подключая обмотку ВН к питающе-
му напряжению.
204
На всех положениях (кроме первого) обмотка ВН питается от
общей части автотрансформаторной обмотки, и магнитный поток
в «печном» стержне и, следовательно, вторичное напряжение зависят
от положения переключателя. Так, на ступени 1 ПУ обмотка авто-
трансформатора А—X и возбуждающая обмотка (7—X) включены
на полное напряжение сети ВН. Магнит-
ный поток в «печном» стержне — макси-
мальный, и в обмотке * НН индуктируется
наибольшее вторичное напряжение. По-
скольку автотрансформаторная обмотка
включена на напряжение сети, поток в
стержне меньшего диаметра постоянен и не
зависит от положения переключателя и на-
грузки трансформатора. На ступени 1 в ав-
тотрансформаторной обмотке нет рабочего
тока даже при полной нагрузке трансфор-
матора.
На ступени 2 подвижней контакт за-
нимает положение 2—12 и возбуждающая
обмотка включена уже не на полное на-
пряжение ВН, а на напряжение общей ча-
сти 2—Х автотрансформаторной обмотки.
Оно меньше напряжения сети, меньше маг-
нитный поток в «печном» стержне, следова-
тельно, меньше и вторичное напряжение.
Аналогично происходит изменение НН при
последовательном переходе на остальные
положения переключателя. Наименьшее
вторичное напряжение будет на ступени 11,
когда возбуждающая обмотка включена на
напряжение общей части 11—X автотранс-
форматорной обмотки. На всех ступенях
(кроме первой) при включении трансформа-
тора на нагрузку рабочие токи протекают
по всем обмоткам, включая и автотрансформаторную. Последова-
тельная и общая части автотрансформаторной обмотки нагружены
4.19. Принципи-
схёма непре-
Рис.
альная
рывной автотрансфор-
маторной обмотки
трансформатора типа
ЭОМП-1000/10-72.
по-разному — в зависимости от номера ступени.
Использование частей автотрансформаторной обмотки для ре-
гулирования НН весьма эффективно, так как позволяет выбрать
в ней любое необходимое число витков для получения заданного
вторичного! напряжения с большой точностью (до 2—3 В и менее).
Однако конструктивно обмотки автотрансформаторов выполнены
различно: в ЭОМП-1000/10-72 это непрерывная обмотка, в других
трансформаторах винтовая. На рис. 4.19 показана принципиальная
схема непрерывной автотрансформаторной обмотки, число витков
в катушках которой подобрано так, чтобы определенные группы ка-
тушек обеспечивали требуемое напряжение ступени. Так, между
ответвлениями 1 и 2 расположены четыре катушки непрерывной
обмотки; между 2 и 3— две катушки, а между 11 и X — восемь
катушек. Для сохранения магнитной симметрии катушки «переме-
шаны», как показано1 на рис. 4.19.
Еще более эффективно -поддерживается магнитная симметрия
при выполнении автотрансформаторной обмотки винтовой. Каждый
провод в заходе этой обмотки рассматривается как самостоятельная
обмотка; способ последовательного соединения таких «обмоток»
205
в группы показан на рис. 4.20, где винтовая обмотка состоит из
26 проводов (автотрансформатор типа ЭОМП-1600/10-72); каждая
группа обеспечивает заданное напряжение ступени вторичного на-
пряжения.
Обмотки ВН (возбуждающие) «печных» стержней у всех транс-
форматоров серии непрерывные, обмотки НН винтовые. Число вит-
Таблица 4.11
Параметры трансформатора ЭОМП-2000/10-72
Номер ступени Мощность. кВ* А Сторона ВН (6 кВ) Положе- ние указа- теля пере- ключателя Сторона НН
I диапазон II диапазон
Ток. А Напряже- ние. В Тод, А Напря- жение. В Ток, А
1 1000 167 1-12 510 1960 2110 1020 980
2 1000 167 2—12 473 946 1055
3 1000 167 3—12 455 910
4 880 147 4—12 400 800
5 760 127 5-12 346 .692
6 560 93,5 6—12 255 510
7 440 73,5 7—12 200 400
8 400 66,6 8—12 182 2200 364 1100
9 ~ 320 53,5 9—12 146 292
10 240 40,0 10—12 109 218
11 200 33,4 11—12 91 182
206
Рис. 4.21. Конструктивная схема отводов трансформатора типа
ЭОМП-1600/10-72.
/ — деревянная планка; 3 — отводы НН; 3 —крышка Сака; 4 — компенсаторы
из ленточной меди; S — неподвижные контакты переключателя; 6 — переключа-
тель; 7 —стальная плита переключающего устройства; 8 — отвод ВН А; 9 —
отвод ВН X; 10 — регулировочные отводы ВН; // — провода последователь-
ных соединений автотрансформаторной обмотки; 12 — коробки из электроизо-
ляционного картона.
ков в обмотках НН определяется наибольшим напряжением, задан-
ным для трансформаторов; число ходов винтовой обмотку выби-
рается так, чтобы в необходимых случаях сделать два диапазона
вторичных напряжений. При этом обмотка НН выполняется двух-
ходовой винтовой, причем каждый ее <ход» имеет отдельный вывод
на крышку. Именно так сделано в трансформаторе ЭОМП-2000/10-72,
у которого на крышке размещено четыре вывода НН (ах и jq и
«2 и Ха)» параллельное соединение которых («!—и xj—-х2) обеспе-
чивает диапазон изменения НН от 510 до 91 В, а последовательное
(xj—а2) — от 1020 до 182 В.
207
Рис. 4.22. Общий вид, габарит-
ные размеры трансформаторов
серии ЭОМП.
1 — бак; 2 — радиатор; 3 — угольник;
4 — крюк для подъема бака и транс-
форматора; 5 — кольцо для подъема
крышки с активной частью; 5 —при-
водной механизм: 7 — газоотводный
патрубок; 8 — предохранительная
труба; 9 — расширитель; 10 — масло-
указатель; 11 — термосигнализатор;
12 — термосифонный фильтр; 13 —
кран для слива масла; 14 — пробка
для отбора пробы масла; 15—'Проб-
ка для слива остатков масла; 16 —
горизонтальный вал; 17 — кониче-
ская передача; 18 — вывод ВН; 19 —
предохранитель; 20 — вывод НН;
21 — газовое реле; 22 — датчик тер-
мосигнализатора.
Тип Габаритные размеры, мм 1 Полная 1 1 масса, кг 1
А Б 1 в
ЭОМП-ЮОО/10-72 1900 1720 1950 3500
ЭОМП-160Э/10-72 1920 2095 2110 4800
ЭОМП-2000/10-72 1950 2200 2290 5800
В табл. 4.11 показаны ос-
новные параметры трансформа-
тора типа ЭОМП-2000/10-72 на
всех положениях переключате-
ля. Трансформатор выполнен
с постоянной мощностью
(1000 кВ-А) на трех (из 11)
ступенях вторичного напряже-
ния; на остальных ступенях
мощность уменьшается пропор-
ционально изменению НН. По-
стоянная номинальная мощность увеличивает типовую мощность
трансформатора: обмотка НН, например, выполнена на ток 1100 А,
а не на 980 А, т. е. сложение материала в нее увеличилось на 12%;
если бы постоянная мощность сохранялась на пяти ступенях, вло-
жение материалов возросло бы почти на 50% |и т. д. Одновременно
возрастает масса обмоточных проводов и у других обмоток транс-
форматора.
Конструктивное исполнение трансформаторов серии ЭОМП сле-
дующее: остовы прессуются бумажно-бакелитовыми цилиндрами
обмоток и деревянными стержнями и планками, обмотки — стальны-
ми прессующими кольцами; отводы НН выполнены медными шина-
ми 2 (рис. 4.21), соединения частей автотрансформаторной обмот-
ки— обмоточным проводом 11 того же сечения, отводы к переклю-
чателю— гибким медным кабелем 10 в бумажной изоляции. Ком-
пенсаторы отводов ВН у всех трансформаторов выполняются из
провода марки ПЩ (см. рис. 3.40); активная часть соединяется
с крышкой конструкцией, аналогичной показанной на рис. 3.7. Пере-
ключатель типа ПЛ-11-10/320-71 (см. § 3.5) снизу закрепляется
208
к общей стальной плите, на которой установлены коническая пере-
дача 17 и приводной механизм 6, связанные горизонтальным валом
16 (рис. 4.22). Прямоугольные баки 1 с радиаторами 2 для масля-
ного охлаждения при естественной циркуляции воздуха и масла
(вид М), малогабаритные расширители 9, рассчитанные на внутрен-
нюю установку при эксплуатации, и показанное на рис. 4.22 раз-
мещение арматуры обеспечили компактные размеры и сравнительно
небольшую массу трансформаторов серии ЭОМП.
б) Однофазные трансформаторы РПН серии ЭОМН
К серии ЭОМН относят два трансформатора типов
ЭОМН-2700/10-73 и ЭОМН-4200/Ю-73, предназначенные для пита-
ния тигельных ЭП типов ИЧТ-6 и ИЧТ-10. Основные параметры
серии приведены в табл. 4.12. Глубина регулирования Г=5, а число
ступеней 17.
Таблица 4.12
Параметры трансформаторов серии ЭОМН
Тип Мощность, кВ-А Напряжение, В Число ступе- ней НН Ток НН, А
ВН НН
ЭОМН-2700/10-73 1600—1600—400 6000 или 10 000 527—105 1054—210 17 3040—3800—3800 1520—1900—1900
ЭОМН-4200/10-73 2500—2500—625 1050-211 2100—422 2380-2976—2976 1190—1488—1488
Принцип регулирования, использованный в серии ЭОМП, наи-
более просто разрешал вопрос изменения НН и в серии ЭОМН. Ре-
гулирование под нагрузкой производится однофазным переключаю-
щим устройством типа РНО-23-625/10 (см. § 3.5) с токоограничи-
вающим реактором, у которого положение «мост» используется
в качестве рабочего. Два диапазона вторичных напряжений и токов
получаются так же, как в трансформаторе ЭОМП-2000/10-72: вто-
ричная обмотка ЭОМН-4200/10-73 выполнена двухходовой винтовой,
в ЭОМН-2700/Ю-73 — четырехходовой винтовой; причем каждый
«ход» в первом трансформаторе и каждая пара «ходов» во втором
являются самостоятельными обмотками, имеющими отдельный выход
на крышку. Последовательное или параллельное соединение выво-
дов позволяет получить два диапазона НН.
На рис. 4.23 показана принципиальная схема соединения обмо-
ток с реактором, избирателем и контактором устройства РПН транс-
форматоров серии ЭОМН. Трансформаторы подключаются к сети
ВН выводами А и X; ответвления 1—9 автотрансформаторной
обмотки, выполненной в виде одно- или двухходовой винтовой, при-
соединены к соответствующим неподвижным контактам избирателя;
два его подвижных контакта последовательно перемещаются, под-
ключая обмотку возбуждения (через контакты 13—14, реактор и
контактор) к соответствующим ответвлениям автотрансформаторной
обмотки (на схеме подвижные контакты включены на ответвления
обмотки 2 и 5; реактор при этом оказывается в положении «мост»).
14—6 209
Как я у трансформаторов ЭОМП, обмотка ВЙ «печного» стерЖ-
йя питается на\ всех ступенях (кроме первой) от общей части авто-
трансформаторной обмотки, и магнитный поток в этом стержне й,
следовательно, НН зависят от положения избирателя. Наибольшее
вторичное напряжение — на ступени 1, когда оба подвижных кон-
такта избирателя замыкают неподвижный контакт /, и рабочий ток
поровну разделяется между ветвями 13—16 и 14—15, соединяющи-
ми избирателе с реактором. Наименьшее НН —на ступени 17, когда
обмотка ВН включена только на две «обмотки» — ветви 9—10 и
Рис. 4.23. Принципиальная схема соединения обмоток, реактора,
избирателя и контактора трансформаторов серии ЭОМН.
10—11 и магнитный поток, как и вторичное напряжение, минималь-
ны (подвижные контакты при этом замыкают неподвижный контакт
9 избирателя).
В табл. 4.13 даны основные параметры трансформатора типа
ЭОМН-4200/10-73 на всех положениях избирателя. Трансформатор
выполнен с постоянной мощностью (2500 кВ-А) на пяти (из 17)
ступенях вторичного напряжения; на остальных ступенях мощность
понижается пропорционально изменению НН. Поскольку трансфор-
маторы серии ЭОМН имеют регулирование под нагрузкой, соседние
ступени отличаются на практически равные напряжения (51—53 В);
по положениям подвижных контактов легко проследить последова-
тельность работы избирателя и способ получения вторичных напря-
жений, аналогичный рассмотренному для трансформаторов серии
ЭОМП.
210
Таблица 4.13
Параметры трансформатора ЭОМН-4200/10-73
Номер ступе- Мощность, кВ-А Сторона ВН (10 кВ) Положение подвижвдх контактов избирателя Сторона НН
Первый диапа- зон _ Второй диапа- зон
ни
Ток, А 1 11 Напря- жение, Ток, А В Напряже- . ние, В 1ок» А
1 2500 250 1 1 1050 2380 2100 1190
2 2500 250 2 1 999 2500 1998 1250
3 2500 250 2 2 947 2650 1894 1325
4 2500 250 3 2 894 2800 1788 1400
5 2500 250 3 3 842 1684
6 2345 234,5 4 3 788 1576
7 2190 219 4 4 736 1472
8 2035 203,5 5 4 684 1368
9 1880 .188 5 5 632 1264
10 1725 172,5 6 5 578 1156
И 1565 156,5 6 6 525 2976 1050 1488
12, 1405 140,5 7 6 473 946
13 1250 125 7 7 421 842
14 . 1095 109,5 8 7 368 736
15 940 94 8 8 315 630
16 780 78 9 8' 263 526
17 625 62,5 9 9 211 422
Конструктивное исполнение трансформаторов серии ЭОМН оди-
наково и во многом является дальнейшим развитием конструкции
трансформаторов серии ЭОМП с учетом увеличенных габаритных
размеров и мощности. Так, прессовка «печного» стержня остова
осуществляется стальными (незамкнутыми) бандажами, бокового
ярма — швеллерами или другой жесткой конструкцией, например
стальной полосой, расположенной перпендикулярно плоскости ших-
товки.
Обмотки автотрансформаторного стержня — одноходовые винтовые
(ЭОМН-2700/10-73) и двухходовые винтовые (ЭОМН-4200/10-73);
обмотки НН — двухходовые и четырехходовые винтовые. В послед-
нем случае приходится не только решать вопросы выхода концов, но
и проблему устойчивости обмотки НН при КЗ. «Сход» спирали при
четырехходовой обмотке небольшой высоты создает участки неком-
пенсированного магнитного поля, заметную магнитную асимметрию.
Это существенно ув'еличивает механические усилия, возникающие
в обмотке НН. Для их уменьшения обмотки выполняются так, чтобы
свести до минимума «сход» спирали, например, как показано на
рис. 4.24.
Конструктивное исполнение отводов ясно из рассмотрения
рис. 4.25,а. Снизу концы at и аг отводов НН выводятся шинами /;
сверху концы и х2~ шинами 2; компенсаторы из ленточной меди
14* 211
3 и 4 располагают так, чтобы выводы а2 и х2, ai и Xi устанавли-
вались удобно для последовательного соединения обмоток НН
(Я1—х2). Отводы автотрансформаторной обмотки А и X, последо-
вательные соединения ее ответвлений и отводы 8 к избирателю 7
выполняют из гибкого изолированного кабеля ПБОТ. На рис. 4.25,6
и в показаны отводы реактор# и их подключение к избирателю.
Подъем активных частей (рис. 4.26,6) трансформаторов серии
ЭОМН без крышки производится за подъемные пластины (на верх-
них ярмовых балках) с отверстиями, которые одновременно служат
Рис. 4.24. Выход концов и развертка пер-
вого витка четырехходовой обмотки НН
трансформатора типа ЭОМН-2700/10-73.
для раскрепления активных^ частей в баке (см. рис. 3.75,6); подъем
(и опускание) активных частей с крышкой производится за подъем-
ные кольца 17 (рис. 4.26), приваренные к крышке; подъем полно-
стью собранного трансформатора — за подъемные крюки 18 на баке.
Конструкция трансформаторов РПН предусматривает установку
на стенке бака панели контакторов и приводного механизма 26
(рис. 4.26). Для подключения отводов избирателя и реактора к кон-
такторам в стенке бака предусмотрены люки, нормально закрытые
заглушками. Число и размеры люков определяются необходимостью
установки горизонтального вала между избирателем и контактора-
ми. Для ревизии активной части с выемкой ее из бака необходимо
предварительно слить масло, открыть люки, снять горизонтальный
вал и отсоединить отводы от контакторов. Кроме того, следует
снять (отвернуть) специальные гайки 9 (рис. 4.26) и вывернуть вин-
ты, раскрепляющие активную часть трансформатора.
В трансформаторах серии ЭОМН применена «поперечная» уста-
новка радиаторов (рис. 4.26,а и 6); перемещение (в пределах под-
станции) полностью собранного трансформатора осуществляется
с помощью переставных катков (ЭОМН-2700/10-73) или поворотных
кареток (ЭОМН-4200/10-73). На рис. 4.26,а показан общий вид и
габариты трансформаторов ЭОМН-2700/10-73 и ЭОМН-4200/10-73.
212
в) Трехфазные трансформаторы РПН
Во многих случаях для питания индукционных тигельных ЭП
типов' ИЧТ-6 и ИЧТ-Ю целесообразно использовать трехфазные
трансформаторы. Разработаны и выпускаются два таких трансфор-
матора РПН типов ЭТМН-2000/10-72 (номинальной мощностью
1600 кВ-А) и ЭТДЦН-3200/10-69 (2500 кВ-А) для питания ЭП
ИЧТ-6 и ИЧТ-10 соответственно. Кроме самих трансформаторов,
в комплект электрооборудования для этих ЭП входят элементы сим-
метрирующего устройства, которые здесь не рассматриваются.
Оба трансформатора выпускаются с обмотками ВН на фазное
напряжение 6 кВ, что позволяет использовать их для питания от
сети 6 и 10 кВ при соединении выводов ВН в треугольник или
в звезду. Оба имеют девять ступеней НН, причем номинальные
мощности изменяются пропорционально напряжению (с уменьше-
нием напряжения пропорционально уменьшается и мощность).
В обоих ЭПТ напряжение регулируется в обмотке НН, что наиболее
экономично, однако требует специальных переключающих устройств,
рассчитанных на большие рабочие токи. В то же время трансформа-
торы имеют и существенные отличия, касающиеся устройств РПН,
способа охлаждения, конструкции обмоток, отводов, бака, значений
вторичных напряжений и токов.
Трансформатор типа ЭТМН-2000/10-72. Основные параметры
приведены в табл. 4.14. Глубина регулирования Г=5; разница меж-
Таблица 4.14
Параметры трансформатора ЭТМН-2000/10-72
Номер ступени Мощность, кВ-А Высшее напряжение, кВ
6 10
Сторона НН Сторона НН
Напряжение, В Линейный ток, А Напряжение, В Ток, А
1 1600 1057 873 1020 905
2 1600 951 918
3 1420 845 816
4 1240 740 714
5 1065 634 970 612 1007
6 888 528 510
7 710 423 408
8 532 317 306
9 355 211 204
Примечание. При напряжении ВН 6 кВ схема и группа соединения Д/Д-0;
при напряжении ВН 10 кВ—У/Д-11.
ду соседними значениями НН одинакова (106 В для ВН 6 кВ и
102 В для ВН 10 кВ); на первых двух положениях мощность
1600 кВ-А остается постоянной, что определяет максимальный ток
НН 970 и 1007 А.
213
Рис. 4.25. Конструктивная схема
а —вид со стороны отводов ВН и НН;
ры отводов ВН; 6 и 9 — отводы X и Л;
там избирателя.
214
отводов трансформатора типа
б и в — отводы реактора; 1 — отводы
7 — избиратель; 8 — отводы избирате-
ЭОМН-2700/10-73.
ai и а2; 2~ отводы хх и х2; 3 и 4 — компенсаторы отводов НН; б —»компенсато-
ля; 10 и 11 — шины отводов реактороа, присоединяемые к подвижным коитак-
215
216
Iftliillfillilitlif
Рис. 4.26. Общий вид трансформаторов серии ЭОМН.
а — общий вид; б — эскиз подъема активной части без крышки; в — то же
с крышкой; г — верхняя часть бака; 1 — активная часть; 2 — каретка поворот-
ная; 3 — коробка контактных соединений 4 — кабели приборов контроля и сиг-
нализации; 5 — воздухоосущитель; 6 — бак трансформатора; 7 — табличка; 8 —
термосигнализатор; 9 — специальная гайка («колпак>) устройства для креп-
ления активной части; 10 — кожух контакторов; // — крышка; 12 — вывод ВН;
13 — расширитель; 14 — труба предохранительная; 15 — маслоуказатель; 16 —
вывод НН; /7 —кольцо подъемное; 18— крюк для поДъема; 19 — радиатор;
20 — термосифонный фильтр; 21 — пробка для взятия пробы масла; 22 — кран
для слива масла; 23 — датчик термосигнализатора Я; 24 — газовое реле; 25 —
кран для фильтр-пресса; 26 — приводной механизм.
Тип Габаритные размеры, мм Полная масса, кг
А * 1 1 в
ЭОМН-2700/10-73 1965 2700 3610 10 300
ЭОМН-4200/10-73 2450 2100 3970 12 900
На рис. 4.27,а показана принципиальная схема соединения об-
моток трансформатора ЭТМН-2000/10-72 (см. рис. 2.4,а). Начала
и концы фаз ВН выведены на крышку; обмотка НН соединена
в треугольник внутри трансформатора; переключающее устройство
встроено в фазы обмотки НН (для уменьшения рабочего тока ПУ);
схема регулирования позволяет применить малогабаритное устрой-
ство РПН (с токоограничивающим резистором) типа РНТА-3/630,
допускающее длительную нагрузку током до 630 А. Обмотка ВН
имеет постоянное число витков и включена на определенное первич-
ное напряжение. Следовательно, магнитный поток в трансформаторе
остается постоянным, и его изменение возможно только в пределах
допустимых колебаний напряжения сети.
Изменение вторичного напряжения производится включением
?17
(или отключением) витков обмотки НН, причем число отключаемых
витков, соответствующих определенной ступени регулирования,
должно быть одинаково. Это означает, что между ответвлениями 1
и 2, 2 и 3 и д. содержится равное число витков. Первое поло-
жение и наибольшее вторичное напряжение получается, когда изби-
ратель установлен на ответвлении /; для снижения напряжения
Рис. 4.27. Принципиальная (а) и монтажная (б) схемы соединения
обмоток трансформатора типа ЭТМН-2000/10-72.
избиратель должен последовательно перемещаться на ответвления
2, 3 и т. д.; наименьшее напряжение возникает, когда подвижные
контакты избирателя будут установлены на ответвлении 9.
Однако в реальной конструкции отключение витков так, как
показано на схеме рис. 4.27,а, не делают: слишком велика и опасна
для механической прочности трансформатора возникающая в таком
случае магнитная асимметрия. Для использования обмотки НН как
регулировочной ее выполняют многоходовой винтовой, причем каж-
дый «ход» является отдельной «обмоткой» — регулировочной
ступенью, последовательно соединяемой со всеми другими «обмот-
ками».
На рис. 4.27,6 показана монтажная схема фазы* А вторичной
обмотки трансформатора. Обмотка выполняется десятью последо-
вательно соединенными ходами, концы которых подключены к не-
подвижным контактам 1—9 избирателя. На схеме положение по-
движных контактов соответствует ступени 5, т. е. ступени 1—3
отключены. Однако магнитная симметрия не нарушена, так как
ступени ai—Я2, аг—Дз и т. д. размещены вдоль обмотки по всей ее
высоте, и их отключение не создает радиальных пртоков рассеяния»
O1Q
Рис. 4.28. Конструктивная схема отводов НН трансформатора типа ЭТМН-2000/10-72.
/ — обмотка НН; 2 — последовательные соединения; 3 — компенсатор из ленточной меди отводов НН- 4 — бум ажно-бакелитовый им»
<о линдр с контакторами; 5 — избиратель; 6 — регулировочные отводы НН. ’
Конструктивно обмотка ЙН выполняется пятиходбвой винтовой
с двумя проводами в заходе; каждый, провод рассчитан на полный
рабочий ток, следовательно, сечение его должно быть достаточно
большим. В трансформаторе ЭТМН-2000/10-72 применен транспони-
рованный провод, состоящий из девяти элементарных проводников
с размерами 2,83X6,9 мм и общим сечением 171 мм2. Наружное
расположение обмотки НН удобно для осмотра и ревизии регулиро-
вочных отводов, однако при сравнительно небольших (до 500 мм)
диаметрах всегда существует опасность «раскручивания» винтовой
обмотки под действием радиальных растягивающих усилий КЗ. Во
избежание раскручивания к наружным проводам обмотки вплотную
устанавливают стеклотекстолитовые стержни и надежно закрепляют
их бандажами из стеклоленты.
На рис. 4.28 показано конструктивное выполнение отводов НН.
Последовательные соединения ступеней выполнены вертикально рас-
положенными медными шинами 2, от которых отводы 6 из гибкого
изолированного кабеля проходят к контактам соответствующей фа-
зы избирателя 5. Избиратель с контакторами 4 устанавливается на
крышке бака и размещается по продольной оси у фазы А транс-
форматора; подъем активной части из бака производится вместе
с крышкой и избирателем (активная часть соединяется с крышкой
аналогично трансформаторам серии ЭОМП). Общий вид, габарит-
ные, установочные размеры и полная масса трансформатора типа
ЭТМН-2000/10-72 показаны на рис. 4.31.
Трансформатор типа ЭТ ДЦН-3200/10-69. Основные параметры
приведены в табл. 4.15, а принципиальная схема соединения обмо-
Таблица 4.15
Параметры трансформатора ЭТДЦН-3200/10-69
Номер ступени Мощность, кВ» А Высшее напряжение, кВ
6 10
Сторона НН (710 А) Схема и груп- па соединения Сторона НН (738 А) Схема и группа соединения
Напряжение, В Напряжение, В
1 2500 2034 1951
2 2250 1831 1761
3 2000 1627 1565
4 5 1750 1500 1424 1220 Д/Д-0 1369 1173 У/Д-11
6 1250 1017 977
7 1000 813 781
8 850 610 585
9 500 406 . 389
ток — на рис. 4.27,а. Основные отличия этого трансформатора от
ЭТМН-2000/10-72 заключаются в следующем: отсутствие диапазона
постоянной мощности; вдвое большее вторичное напряжение и, сле-
довательно ступени НН; использование устройства РПН с токо-
220
Ограничивающим реактором; сйстема охлаждения вида ДЦ (прину-
дительная циркуляция воздуха и масла); конструктивное выполне-
ние отводов и обмоток НН, бака и системы охлаждения.
Как и в ЭТМН-2000/10-72, обмотка НН ЭТДЦН-3200/10-72
используется в качестве регулировочной; она выполнена винтовой,
однако число ходов ограничено тремя, а число проводов в каж-
дом— десятью. Для каждой регулировочной ступени использованы
Рис. 4.29. Сечение витка (а), расположение концов (б) и развертка
(в) обмотки НН в трансформаторе типа ЭТДЦН-3200/10-69.
три провода, расположенные один под другим в трех ходах обмот-
ки; таким образом, получают десять ступеней, из которых восемь —
регулировочных, а две составляют постоянную часть обмотки
НН (9-а, 9-Ь, 9-с на схеме рис. 4.27,а).
На рис. 4.29 показаны сечение крайних витков (верхнего и
нижнего), расположение выхода концов и развертка обмотки НН
трансформатора ЭТДЦН-3200/10-69. Из рисунка ясно, как обра-
зуются ступени регулирования из проводов (они обозначены каж-
дый своим номером) трехходовой винтовой обмотки (рис. 4.29,а);
концы обмотки выводятся с двух противоположных сторон
(рис. 4.29,6); для удобства соединений между ступенями в каждом
ходе сделана одна общая транспозиция, что позволяет расположить
221
друг под другом начало одной регулировочной ступени и конец сле-
дующей.
Избиратель переключающего устройства типа РНТ-13-625/35
установлен на верхних ярмовых балках, его реактор — на выступе
нижних балок у обмотки фазы С (рис. 4.30). К избирателю с двух
сторон нодведены отводы обмотки НН, подключаемые в последова-
тельности, показанной на рисунке. Отводы выполнены из гибкого
изолированного кабеля, закреплены в деревянных планках 9 и И и
заканчиваются контактными башмакамич4 для соединения с контак-
торами и избирателем или компенсаторами 6 из гибкой медной лен-
ты для присоединения к выводам ВН и НН.
Активная часть трансформатора соединяется с крышкой верти-
кальными шпильками, ввинчиваемыми в горизонтальные полки верх-
них ярмовых балок (см. рис. 3.3), и раскрепляется в баке, как по-
казано на рис. 3.75,в. Шпильки проходят сквозь крышку и уплот-
няются так же, как у трансформаторов серии ЭТМПК (см. рис. 3.6).
Бак трансформатора имеет тележку с гладкими катками (см.
рис. 3.80); расширитель с воздухоосушителем, показанным на
рис. 3.77,6; раму на узкой части для установки панели контакто-
222
Рис. 4.30. Монтажная схема от-
водов НН трансформатора типа
ЭТДЦН-3200/10-69 (а) и эскиз
присоединения отвода к изби-
рателю (б).
- / — нижняя ярмовая балка; 2 — ре-
актор устройства РПН; 3—,верхняя
ярмовая балка: 4 — контактные
башмаки отводов 8 к контакторам;
6 — компенсатор; 7 — контактные
башмаки отводов НН; 8 — избира-
тель; 9 — деревянная планка гори-
зонтальная; 10 — последовательные
соединения ступеней фазы а; 41 —
вертикальная деревянная плаика;
12 — отводы НН; 13 — контакгные
стержни избирателя.
ров и люки (нормально закрытые заглушками), через которые актив-
ная часть после опускания раскрепляется в баке. Соединение отво-
дов НН с контакторами осуществляется после установки активной
части на дно через отдельные люки на стенках бака.
Для осмотра или ревизии активную часть вынимают из бака.
С этой целью необходимо слить масло; снять заглушки люков; от-
соединить отводы от контакторов; угольник, прикрепляющий актив-
ную часть» к баку, освободить от болтов; отвернуть винты, препятст-
вующие сдвигу активной части в поперечном направлении (см.
рис. 3.75,в), и поднять ее за подъемные кольца или планки на
крышке трансформатора. На узкой части бака, противоположной
контакторам, размещается маслоохладитель типа ДЦ-33,5/1200-1Н.
Масло перекачивается насосом из верхней части бака через трубки
охладителя, обдуваемые двумя вентиляторами, и поступает в масло-
провод, выполненный швеллером, который снизу приварен к дну
бака. Отверстие для входа масла расположено в дне под реакто-
ром; маслопровод одновременно служит жесткостью, увеличиваю-
щей прочность бака. При работе трансформатора с полной нагруз-
кой отключение электродвигателей насоса или вентиляторов мас-
лоохладителя недопустимо.
В трансформаторе ЭТДЦН-3200/10-69 провода от электрокон-
тактных приборов сигнализации и контроля (термометрического сиг-
нализатора, газового реле, реле давления кожуха контакторов) и
электродвигателей охладителя заключены в металлические рукава
и собраны в общую коробку контактных соединений, установленную
на стенке бака. Каждый «прибор и электродвигатель подключены
к определенным выводам коробки, имеющим собственные обозначен
ния. Наименование прибора, его контактов и их обозначение пока-
заны в табличке, укрепленной в коробке. Подключение электропита-
ния и вывод проводов от приборов контроля и сигнализации (на
пульт управления) осуществляются через специальные муфты и
уплотнения коробки в соответствии с обозначениями выводов.
Общий вид, размеры и масса трансформаторов показаны на
рис. 4.3b
ж
Рис. 4.31. Общий вид трансформаторов типов ЭТМН-2000/10-72 и ЭТДЦН-3200/10-69.
а — ЭТМН-2000/10-72 (полная масса 10 500 кг); б — ЭТДЦН-3200/10-69 (полная масса 12 700 кг); / — бак; 2 — привод переключаю-
щего устройства; 3 — радиатор; 4—вал привода; 5 — переключающее устройство; 6 — вывод ВН; 7 —вывод НН; 5 — предохра-
нительная труба; 9 — расширитель; 10 — маслоуказатель; 11 — термосифонный фильтр; 12 — кожух контакторов; 13 — воздухоосуши-
тель; 14 — маслоохладитель; 15 — адсорбер.
A X A Y С ь О Ъ a
Рис. 4.32. Принципиальная схема соединения обмоток ВН (а) и НН
(б) трансформатора типа ЭТМП-1250/10-75.
г) Трехфазный трансформатор типа ЭТМП-1250/10-75
Большая глубина регулирования вызывает значительные колеба-
ния напряжения КЗ при изменении вторичного напряжения. Напри-
мер, в трансформаторах серий ЭОМП и ЭОМН, у которых регули-
рование происходит при изменении магнитного потока, напряжение
КЗ увеличивается от 5,5—6% на высшей ступени НН до 35—38%
на низшей. В трансформаторах серий ЭТМН и ЭТДЦН, у которых
регулирование происходит изменением числа витков обмотки НН,
при постоянном магнитном потоке напряжение КЗ, наоборот, умень-
шается с 5,5~*6% на высшей ступени до 1,2—1,5% на низшей.
Таблица 4.16
Параметры трансформатора ЭТМП-1250/10-75
Номер ступени Мощность, кВ-А Сторона ВН Сторона НН
6 кВ | 10 кВ I диапазон II диапазон
Ток, А Напряже- ниеВ Ток, А Напряже- ние, В Ток, А
1 1000 96,0 57,8 510 1120 1020 560
2 1000 96,0 57,8 473 1220 946 -610
3 1000 96,0 57,8 455 910
4 880 84,8 50,9 400 800
5 760 73,3 44,0 346 • 692
6 560 54,0 32,4 255 1.1270 510 635
7 440 42,4. <25,4 200 400
8 400 38,4 23,1 182 364
9 318 30,6“ 18,4 145 290
10 240 23,0 13,9 109 218
11 200 19,2 11,6 91 182
15 -6
оо5
ров внутренней установки,
3
4
к
/44
16 4
17 6
/яч
19 А
зоа
21 А
224
23 А
244
25 А
26 4
27 А
23 4
29 А
304
31 А
324
33 А
344
Короткое замыкание на выводах трансформатора может быть
опасным, если в момент КЗ он окажется работающим на низших
ступенях НН. Как ни мала вероятность таких КЗ у трансформато-
с ней приходится считаться, защищая вы-
воды от возможности случайных попа-
даний посторонних предметов и возник-
новения КЗ. В трансформаторе ЭТМП-
1250/10-75 такая опасность существен-
но снижена: схема соединения и конст-
руктивное исполнение его обмоток по-
зволяют поддерживать практически по-
стоянное напряжение КЗ на всех поло-
жениях переключателя (в пределах
11—15%), что увеличивает надежность
эксплуатации и стойкость трансформа-
тора при КЗ.
Существуют и другие особенности,
отличающие этот трансформатор от рас-
смотренных трехфазных трансформато-
ров для индукционных ЭП: три ступени
постоянной мощности; 11 значений и за-
данная неравномерность ступеней НН;
два диапазона вторичных напряжений;
полное совпадение ступеней НН с ана-
логичными ступенями трансформатора
ЭОМП-1000/10-72 (в диапазоне 510—
91 В). Реализация этих особенностей
без дополнительного регулировочного ав-
тотрансформатора потребовала создать
четыре отдельных исполнения транс-
форматора, отличающихся обмотками
как ВН, так и НН. В табл. 4.16 приве-
дены основные характеристики исполне-
ний, из которых два — с напряжениями
6000/510—91 В и 6000/1020—182 В (схе-
ма и группа соединения обмоток Д/Д-0)
и два—с напряжениями 10 000/510—
91 В и 10 000/1020—182 В (схема и
группа соединения обмоток У/Д-11).
На рис. 4.32 показана принципиаль-
ная схема соединения обмоток транс-
форматора (см. рис. 2.4,а)-. Обмотка ВН
каждой фазы состоит из двух параллель-
но соединенных ветвей, начала и концы
которых выведены на крышку; обмотка
НН не разделена на группы, имеет от-
ветвления для регулирования напряже-
п , ния, присоединяемые к переключателю,
J-“° • \х,> и ее концы собраны в схему треуголь-
ника.
Обмотка ВН — непрерывная и конст-
руктивно выполнена так, что параллель-
ные ветви располагаются друг над дру-
гом; общая высота обмоток ВН и НН
одинакова, и, таким образом, рядом
Рис. 4.33. Схема располо-
жения ответвлений от
наружных переходов об-
мотки НН трансформато-
ра типа ЭТМП-1250/10-75.
226
а(Ъ,о
а — вид со стороны отводов ВН;
б — вид сбоку; 1, 4 — нижняя и
верхняя ярмовые балки; 2 — обмот-
ка ВН; <3 — отводы НН; 5 — пере-
ключатель; 6 — компенсаторы отво-
дов НН из ленточной меди; 7 —
подъемная планка (скоба); 8 —
швеллер; 9 — угольник; 10 — отводы
ВН; 11 — компенсаторы отводов НН
из провода ГНИ.
«9
15*
227
С обмоткой ЙЙ размещаются две параллельные ветви обмотки &Н.
Обмотка НН выполнена непрерывной с ответвлениями от наруж-
ных переходов катушек (рис. 4.33). Между соседними ответвления-
ми содержится столько витков, сколько необходимо для получения
соответствующего вторичного напряжения. Так, между ответвления-
ми 1 и 2 расположены четыре витка (положение 2—473 В); между
2 и <3 —два (455 В); между 3 и 4 —шесть (400 В) и т. д. Для
исполнений с вторым диапазоном НН число витков между ответвле-
ниями удваивается.
Переход с первого на последующие положения как бы «укора-
чивает» обмотку НН, однако заметной магнитной асимметрии не
возникает, так как одновременно с изменением положения умень-
шается ток в противолежащей ветви обмотки ВН. Таким образом,
при уменьшении числа включенных витков НН ток в параллельных
ветвях обмотки ВН уменьшается, при его увеличении — увеличивает-
ся. Изменение тока в одной ветви обмотки ВН ч определяется ее
индуктивными связями с включенными участками' обмотки НН и
всегда направлено на уменьшение небаланса МДС противолежащих
частей обмоток. Полученная система автоматического распределения
МДС обмоток по их высоте позволила обеспечить необходимые
вторичные напряжения при незначительных колебаниях напряже-
ния КЗ.
Отметим другие конструктивные особенности трансформатора.
Так, вместо вертикальных шпилек, связывающих ярмовые балки
с крышкой, по краям балок приварены швеллеры, как показано на
рис. 4.34. Эти швеллеры 8 попарно связаны между собой угольни-
ками 9 со скобой (подъемной планкой) 7, за которую (всего две
скобы — по одной на каждом угольнике) производится подъем актив-
ной части. Угольники 9 выполняют еще одну функцию: в их верти-
кальных полках имеются по два отверстия, через которые проходят
болты, соединяющие активную часть трансформатора с баком. Та-
кое соединение возможно при отсутствии механической связи крыш-
ки с ярмовыми балками, когда открыт свободный доступ, к осмотру
и производству сборочных операций после опускания активной части
в бак.
Для трансформатора ЭТМП-1250/10-75 разработан специальный
переключатель типа ПТЛ-11-10/630-74. Он установлен на верхних
ярмовых балках 4 (рис. 4.34) и открыт для присоединения к кон-
тактам со стороны отводов НН (горизонтальный вал переключателя
выходит со стороны отводов ВН).
Необычно выполнено соединение отводов НН с переключателем.
Шины отводов располагаются в два ряда (рис. 4.34,6), причем
ответвления 4, 5, 6, 7, 8 и 9 присоединяют к внутреннему ряду,
а ответвления /, 2, 5, 10, 11 и а (Ь, с) — к наружному. К каждой
шине припаивают по два компенсатора, набранных из нескольких
проводов марки ПЩ и закрепленных в наконечниках. С одной сто-
роны наконечник припаян к шине, с другой присоединен к непо-
движному контакту переключателя.. Шины, соединяющие контакты
12 с концами обмоток а, b и с, заканчиваются компенсаторами
(рис. 4.34,6) из ленточной меди, присоединяемыми к выводам НН.
Отводы ВН размещены на противоположной стороне трансфор-
матора (рис. 4.34,6) и выполнены из изолированного кабеля марки
ПБОТ; начала и концы обмоток заканчиваются впаянными в них
наконечниками съемных выводов ВН. Присоединение отводов ВН
228
Рис. V.35. Общий вид трансформатора типа ЭТМП-1250/10-75.
1 — кран для слива масла; 2 — бак трансформатора; S — термосифонный
фильтр; 4— приводной механизм; 5 — вертикальный вал; 6 — воздухоосушитель;
7 — радиатор; 8 — коническая передача; 9 — расширитель; 10 — предохранитель-
ная труба; // — вывод НН; 12 — вывод ВН; 13— маслоуказатель; 14 — планки
для подъема крышки.
Масса, кг
Активная часть Бак с арматурой Масло ' Полная
1870 2230 2900 7000
Габаритные размеры, мм
Высота Длина Ширина
3200 2280 1850
2?9
и НН к выводам производится через люк в крышке трансфор-
матора.
Для установки горизонтального вала, соединяющего переключа-
тель через коническую передачу с приводом 4 (рис. 4.35), в стенке
бака имеется специальный люк; на баке 2 установлены термоси-
фонный фильтр 5, радиаторы 7, кран для слива масла 1 и другие
элементы арматуры. Для подъема активной части при ревизии
трансформатора необходимо слить масло из расширителя и частич-
но из бака; отсоединить выводы ВН и НН через люк на крышке;
снять изоляторы ВН и крышку бака; вывернуть болты крепления
активной части к баку; снять горизонтальный вал переключателя.
Подъем (и опускание в бак) активной части следует производить за
скобы на угольниках (рис. 4.34); подъем крышки — за подъемные
планки; подъем полностью собранного трансформатора — за подъ-
емные крюки на баке.
4.3. Трансформаторы для элейтрошлаковых нечёй
а) Общие сведения
Особенности процесса электрошлакового переплава
(ЭШП) и различные схемы включения определяют тех-
нические требования к однофазным трансформаторам
для питания промышленных . электрошлаковых ЭП.
Главное требование — обеспечение мелкоступенчатого
регулирования вторичного напряжения при глубине ре-
гулирования Г=2,5-“4. Другое требование заключается
в том, чтобы соседние ступени отличались друг от друга
на разные напряжения, причем эта разница должна
быть тем меньше, чем выше мощность ЭПТ. Так,
у трансформатора мощностью 1000 кВ-А с ПУ, имею-
щим 17 ступеней (диапазон НН 93,7—41,4 В), вторич-
ные напряжения 1-й и 2-й ступеней отличаются на 7 В,
предпоследней (15-й) и последней (16-й)—на 1,4 В;
мощностью 2500 кВ-А с ПУ, имеющим 49 ступеней
(диапазон НН 122,4—41,4 В),—на 4,8 и 0,6 В соответ-
ственно; мощностью 3200 кВ-А с ПУ, имеющим 90 сту-
пеней,— на 2,4 и 0,3 В соответственно.
Для выполнения обоих требований необходимы ПУ
с большим числом ступеней. Для трансформаторов пе-
чей ЭШП созданы малогабаритные реакторы устройств
РПН с предызбирателем для переключения грубых и
тонких ступеней и избирателем, имеющим 49 и 90 сту-
пеней соответственно. Небольшие значения напряжения
ступеней определили малую мощность токоограничиваю-
щего реактора, и его активные материалы составляют
230
менее 0,5% массы активных материалов трансформатора.
Другое требование, предъявляемое к ЭПТ печей
ЭШП,— выполнение обмотки НН с выведенной «сред-
ней точкой». Реализация этого требования обеспечивает
универсальность трансформатора при выборе схемы пи-
тания печей ЭШП, но заметно усложняет конструкцию,
увеличивает его потери и габаритные размеры. При
одно- или двухвитковых листовых обмотках НН средняя
точка получается, если на крышку однофазного транс-
форматора выводятся начала и концы обмоток каждого
стержня, которые далее соединяются последовательно.
При работе по схеме со «средней точкой» в принципе
возможен режим, когда по обмотке НН одного стержня
проходит полный номинальный ток трансформатора, т. е.
обмотки НН нельзя соединить параллельно и, следова-
тельно, уменьшить их сечение и габаритные размеры.
Особое значение в связи с этим приобретает выполнение
обмоток и отводов НН, обеспечивающее минимальное
сопротивление короткой сети от ЭПТ до ЭП.
Важной особенностью ЭПТ, кроме того, является по-
стоянная мощность на значительной части диапазона
НН. Так, у трансформатора 1600 кВ-A при диапазоне
НН от 116 до 30 В постоянная мощность обеспечивается
в пределах от 116 до 76 В, мощностью 5000 кВ-А при
диапазоне НН от 160 до 40 В — в пределах от 160 до
85 В и т. д. Чем шире диапазон постоянной мощности,
тем больше масса активных материалов, потери, габари-
ты и типовая мощность трансформаторов.
В табл. 4.17 приведены типы и основные характери-
стики ЭПТ для промышленных печей ЭШП. Как видно
Таблица 4.17
Параметры трансформаторов для электрошлаковых печей
(напряжение ВН 6 или 10 кВ)
Тип Мощность, кВ- А Напряжение НН, В Число поло- жений пере- клю- чающе- го уст- ройства Ток НН, кА
ЭОМН-2000/Ю ЭОДЦН-4000/Ю-73 ЭОДЦН-4800/Ю-70 ЭОЦНШ-6300/10-77 ЭОЦНШ-12500/10-74 1000—1000—585 1600—1600—645 2500—2500«—1360 3200—3200—1555 5000—5000—2450 93,7—71,4—41,7 116—76,3—30,7 122-91.3—41,4 122,4—89,5—43,5 160-85,2—41,2 17 49 49 90 90 Ю.65—14—14 13,8—21—21 20,4—28—28 26,1—35,8—35,4 31,2—59,5—59,8
из таблицы, типовая мощность в 2 раза и более превы-
шает номинальную зри наибольшем вторичном напря-
жении трансформаторов.
б) Однофазный трансформатор ЭОМН-2000/10
На рис. 4.36,а показана принципиальная схема соединения обмо-
ток (см. рис. 2.4,6). Обмотка ВН присоединяется к сети 6 или
10 кВ выводами А и X; регулирование НН производится измене-
нием числа витков регулировочной обмотки (РО), включенных на
постоянное по размеру высшее напряжение. Регулировочная обмот-
ка присоединяется к середине обмотки ВН и разделяет ее на две
Рис. 4.36. Принципиальная схема соединения обмоток (а) и обмотки
НН (б) трансформатора типа ЭОМН-2000/Ю.
И1 и И2 — контакты избирателя.
равные части—-4—/' и Х—1\ на ступени 1 РО отключена и маг-
нитный поток определяется только обмоткой ВН; на последующих
положениях в обмотку ВН последовательно включаются витки РО,
расположенные между ответвлениями 1 и 2, 2 и 5, 3 и 4 и т. д.;
увеличение витков снижает магнитный поток и, следовательно, вто-
ричное напряжение (число витков в обмотке НЙ постоянно).
Конструктивно обмотки ВН (4—Г и Х—1) размещены на раз-
ных стержнях и соединены последовательно; обмотка РО выполне-
на восьмиходовой винтовой (каждый ход — регулировочная сту-
пень) , разделена на две части (каждая — на «свой» стержень) и со-
единена. параллельно (ВН 6 кВ) или последовательно (ВН 10 кВ).
Обмотка НН выполнена из двойных дисковых катушек. На
каждом стержне она разделена на две ветви, имеющие отдельные
сборные шины и шинные выводы на крыщке. 3 каждой ветвр
232
(рис. 4.36,6)*— по 10 двойных дисковых катушек, соединенных па-
раллельно; для уменьшения добавочных потерь в крайних катушках
(вверху и внизу) она присоединена к шинам, как показано на
рис. 4.36,6. Для получения номинального вторичного тока все че-
тыре ветви обмотки НН должны быть на крышке соединены па-
раллельно (ai—аг—л3—а4 и *1—х2—х3—х4), т. е. обмотка НН на
каждом стержне выполнена только на половину рабочего тока. Это
исключает использование трансформатора в схемах с выведенной
«средней точкой», но позволяет упростить его конструкцию, умень-
шить массу и габаритные размеры.
Таблица 4.18
Параметры трансформатора ЭОМН-2000/10
Номер ступени Мощность, кВ-А Сторона ВН (6 или 10 кВ) Сторона НН
Положение контактов избирателя Напряже- ние, В Ток, А
I II
1 1000 1 1 93,7 10650
2 1000 2 1 87,0 11500
3 1000 2 -2 ' 81,1 12350
4 1000 3 2 76,0 13150
5 1000 3 3 71,4
6 945 4 3 67,3
7 895 4 4 63,8
8 850 5 4 60,6
9 805 5 5 57,6
10 770 6 5 55,0 14000
11 735 6 6 52,6
12 705 7 . 6 50,4
13 680 4 7 7 48,4
14 650 8 7 46,5
. 15 625 8 8 44,7
16 605 9 8 43,1
17 585 9 9 41,7
Примечания: 1. Схема и группа соединения обмотки 1 /1-0.
2. Соединение выводов на крышке (сторона НН) а^-аа-а^ и Xi-x2-x9-x<.
Сопоставляя схему рис. 4.36,а с табл. 4.18, легко определить,
что промежуточные положения 2—1, 3—2 и т. д. контактов избира-
теля являются рабочими, что и позволяет получить 17 ступеней
вторичного напряжения. Указанный в таблице диапазон изменения
НН не является единственно -возможным. Последовательно-парал-
лельное или последовательное соединение выводов НН обеспечивает
диапазоны вторичных напряжений в пределах от 187,4 до 83,4 В
или от 374,8 до 166,8 В. В последнем случае трансформатор нашел
применение для питания сварочных машин большой мощности и вы-
пускается промышленностью (для уменьшения последовательных
соединений чисдо витков в катушках НН у этого трансформатора
233
увеличено в 4 раза, что позволило вывести на крышку только четы-
ре вывода НН — два от начала и два от конца обмотки).
Остов трансформатора не имеет отверстий в активной стали и
бандажей для прессовки остова; стяжка ярм производится боковы-
ми шпильками, вынесенными на края балок; балки усилены пла-
стинами, образующими «коробчатую» конструкцию, надежно прес-
Рис. 4.37. Монтажная схема отводов ВН трансформатора типа
ЭОМН-2000/Ю.
/ — нижняя ярмовая балка; 2 — нижние концы РО; 3 — обмотка НН; 4, 5 —
кабель изолированный; 6 — электрокартон защитный; 7 — верхняя ярмовая
балка; S —опорный швеллер реактора Р; 10 — шпилька; // — крышка; 12 — на-
конечник; 13 — избиратель; 14—16 — деревянные планки.
сующую ярма. Связь' между верхними и нижними ярмовыми балка-
ми осуществляется пластинами, проходящими вдоль наружных па-
кетов стержня (см. рис. 3.4); на вертикальных шпильках (рис. 4.37)
остова, на балках 7, крепится крышка 11, вместе с которой актив-
ная часть опускается в бак. На верхних ярмовых балках разме-
щаются реактор 9 и избиратель 13 переключающего устройства.
Соединение концов 2 РО производится гибким изолированным
кабелем 4; таким же кабелем отводы РО подводятся к контактам
избирателя; отводы заканчиваются припаянными к кабелю наконеч-
2?4
никами 12 («башмаками») с отверстием для штыревых контактов
избирателя и контакторов. Деревянные планки 14—16 и др. обра-
зуют прочный даркас, в котором закрепляются отводы ВН. Кон-
струкция отводов НН аналогична показанной на рис. 3.39.
Трансформатор ЭОМН-2000/Ю охлаждается при естественной
циркуляции воздуха и масла.
Активная часть помещается в
баке (рис. 4.38) с радиатора-
ми 2, имеющими трубы диаме-
тром 51 мм (§ 3.7). Она опу-
скается в бак (или вынимается
из него) за подъемные кольца
7 на крышке с присоединенны-
ми выводами ВН и НН; подъ-
ем полностью собранного
трансформатора производится
за крюки 8; бак имеет тележку
с гладкими переставными кат-
ками 19. Присоединение отво-
дов к контакторам и установка
горизонтального вала произво-
дятся через люки; в обратном
порядке эти работы выполня-
ются, если активную часть не-
обходимо вынуть из бака. Об-
щий вид трансформатора в ра-
бочем состоянии, габаритные
размеры, масса основных ча-
стей и полностью собранного
трансформатора показаны на
рис. 4.38.
б) Однофазные
трансформаторы серии
ЭОДЦН
В эту серию входят
два трансформатора ти-
пов ЭОДЦН-4000/10-73 и
ЭОДЦН-4800/10-70, объединен-
ные классом напряжения (6
или 10 кВ); видом регулирова-
ния (РПН); типом переключа-
ющего устройства (РНО-17-
625/35); числом ступеней НН
в диапазоне регулирования; ви-
дом охлаждения (ДЦ) и на-
растающими по шкале мощно-
стями (1600 и 2500 кВ *А). Оди-
накова и принципиальная схе-
ма первичной обмотки, состоя-
щей из трех соединенных меж-
ду собой обмоток (рис. 4.39):
обмотки, витки которой распо-
ложены между А и 1 (обмот-
Рис. 4.38. Общий вид трансфор-
матора типа ЭОМН-2000/10.
1 — приводной механизм; 2 — радиатор;
3 — коробка контактных соединений;
4 — воздухоосушитель кожуха контак-
торов 5; 6 — реле давления; 7 — подъем-
ное кольцо; 8 — крюк для подъема; 9 —
вывод ВН; 10 — вывод НН; // — труба
газоотводная; 12 — труба предохрани-
тельная; 13 — расширитель; 14 — возду-
хоосушитель трансформатора; 15 — га-
зовое реле; 16 — бак; 17 — кран для
слива масла; 18 — пробка для слива
остатков масла: 19 — каток гладкий;
20 — зажим для заземления.
Габаритные размеры, мм
Высота | | Длина Ширина
3630 ЗОЮ 2400
Масса, кг
Актив- ная часть Бак Масло Полная Транс- портная
3550 2350 3300 9200 7378
?35
ка ВН), и отдельных обмоток грубого РОг (1—7) и тонкого регу-
лирования POi (8—14). Две последние, составляют РО трансфор-
матора с ответвлениями, переключаемыми при регулировании на-
пряжения. При этом у РОг напряжение между соседними ответвле-
ниями (1 и 2, 2 и 3 .и т. д.) равно сумме напряжений нескольких
ступеней, а у РО? каждое ответвление соответствует одной ступени.
Избиратель устройства РПН состоит из двух изоляционных
плит, жестко соединенных между собой, на каждой из которых раз-
мещены по семь неподвижных контактов 1—7 предызбирателя (гру-
бое регулирование) и избирателя 8—14 (тонкое регулирование). Ки-
нематика избирателя такова, что подвижные контакты И1 и И2
Рис. 4.39. Принципиаль-
ная схема соединения
первичной обмотки транс-
форматоров серии
ЭОДЦН.
предызбирателя переключаются только после того, как избиратель
пройдет весь диапазон, т. е. один из его подвижных контактов (ИЗ
или И4) будет переведен с контакта 14 на 8 или наоборот. При
переключении в сторону большего номера положения первым начи-
нает движение подвижный контакт ИЗ избирателя (рис. 4.39).
Одноименные неподвижные контакты избирателя и предызбирателя
(15—15 и 16—16) электрически связаны между собой и с соответ-
ствующими ответвлениями РОТ.
Принцип регулирования НН заключается в изменении опреде-
ленными ступенями числа витков в обмотке ВН, что обеспечивает
необходимые значения магнитного потока и вторичного напряже-
ния. Регулирование НН (рис. 4.39) осуществляется следующим обра-
зом: на ступени 1 (см. табл. 4.19) подвижные контакты И1 и И2
предызбирателя включены на ответвление 1 РОг, а подвижные кон-
такты ИЗ и И4 избирателя — на ответвление 8 РО?. При этом ток
проходит по основной обмотке ВН и части витков РО? между
ответвлениями 15 и 8; ЭД С, индуктируемые в обмотках ВН и РО?,
суммируются с учетом их знака. На ступени 1 они направлены на-
встречу, и «эффективные» (результирующие) витки ВН, определяю-
щие магнитный поток и, следовательно, вторичное напряжение, по-
лучаются как разность витков обмоток ВН и РОТ, обтекаемых
током на этом положении.
На ступенях 2—7 предызбиратель остается включенным на
ответвление 1 РОГ, а контакты ИЗ и И4 избирателя последователь-
но соединяются с ответвлениями 9—14 РО?. При этом на ответрде-
2?б
нйях 6 и 16 число витков />0т, обтекаемых тдкОМ, уменьшается,
следовательно, растут «эффективные» витки ВН, а магнитный поток
и НН соответственно падают. Таким образом, на ступени 1 полу-
чается наибольшее вторичное напряжение; на последующих положе-
ниях оно уменьшается. На ступени 4, когда контакты ИЗ и И4
Вид со стороны ВН
Рис. 4.40. Монтажная схема соединения обмоток ВН трансформа-
тора типа ЭОДЦН-4800/Ю-70.
включены на ответвление 11 POVt ток минует РО и «эффективные»
витки равны виткам основной обмотки ВН. На ступенях 5—7 вклю-
чаются .витки РОТ между ответвлениями 11 и 14 (участок РОТ
между 15 и 8 отключен); ЭДС, индуктируемые в обмотках ВН и
части РОч, направлены согласно, и «эффективные» витки получают-
237
Таблица 4.id
Параметры трансформатора ЭОДЦН-4000/10-73
Мощность, кВ* А Сторона ВН (10 кВ) Сторона НН
Ток, А Номер ступени Положение подвижных контактов Напряже- ние, В Ток, А
И/, И 2 ИЗ, И4
1 8 116,0 13 800
2 9 110,2 14 500
3 10 105,0 15 230
4 1 11 100,2 15 950
5 12 96,0 16650
1600 160 6 13 91,9 17 400
7 14 88,2 18 150
8 8 85,0 18 850
9 9 81,8 19 550
10 10 79,0 20 250
И 2 11 76,2
1548 154,8 12 12 73,7
1500 150,0 13 13 71,4
1452 145,2 14 14 69,2
1410 141,0 15 8 67,1
1369 136,9 16 9 65,1
1329 132,9 17 10 63,2
1291 129,1 18 3 11 61,5
1258 125,8 19 12 59,8
1225 122,5 20 13 58,3
1192 119,2 21 14 56,8
1161 116,1 22 8 55,3
1135 113,5 23 9 54,0
1108 110,8 24 10 52,7
1081 108,1 25 4 11 51,5
1056 105,6 26 12 50,3
1032 103,2 27 13 49,2
1011 101,1 28 14 48,2
991 99,1 29 8 47,2 21010
970 97,0 30 9 46,2
951 95,1 31 10 45,2
931 93,1 32 5 11 44,3
911 91,1 33 12 43,4
895 89,5 34 13 42,6
880 88,0 35 14 41,8
238
Продолжение табл. 4.19
Мощность, кВ-А Сторона ВН (10 кВ) Сторона НН
Ток, А Номер ступени Положение подвижных к онтактов Напряже- ние, В Ток, А
И1, И2 ИЗ, И4
862 86,2 36 8 41,0
846 84,6 37 9 40,3
831 83,1 38 10 39,5
818 81,8 39 6 11 38,9
803 80,3 40 12 38,2
790 - 79,0 41 13 37,6
775 77,5 42 14 36,9 21010
762 76,2 43 8 36,3
751 75,1 44 9 35,7
740 74,0 45 10 35,2
729 72,9 46 7 И 34,6
716 71,6 47 12 34,1
706 70,6 48 13 33,6
696 69,6 49 14 33,1
ся сложением витков в этих обмотках. На ступени 8 контакты И1
и И2 предызбирателя переходят на ответвление 2 РОГ, а контакты
ИЗ и И4 избирателя возвращаются на ответвление 8 РО?.
Для одинакового увеличения «эффективных» витков и соответ-
ственно уменьшения НН витки между ответвлениями РОГ подби-
рают так, чтобы разность витков в обмотке ВН (вместе с последо-
вательно соединенным участком РО?) и витков РОТ (между 15 и 8)
точно составляла одну ступень регулирования. На ступени 9 указа-
теля контакты ИЗ и И4 вновь включаются на ответвление 9 РО?,
и весь цикл переключения повторяется.
На рис. 4.40 показана монтажная схема соединения РО и
основной обмотки ВН трансформатора ЭОДЦН-4800/10-70. На каж-
дом стержне размещены по три обмотки ВН (основная, РОГ и
РО?), причем все они соединены параллельно; у трансформатора
ЭОДЦН-4000/10-73 схема и размещение обмоток аналогичны, лишь
РОГ на стержнях соединены последовательно.
Вторичная обмотка трансформатора ЭОДЦН-4800/10-70 выпол-
нена одновитковой из листа толщиной 10 мм. По высоте лист разре-
зан lia четыре части, изолированные друг от друга и независимо
выведенные на крышку (рис. 4.41,а). Каждая часть — это отдель-
ный виток, по которому проходит 1Д вторичного тока; имея отдель-
ные выводы, можно выполнить различные соединения этих витков
вне трансформатора (последовательное, параллельное, последова-
тельно-параллельное) и получить три диапазона НН. Для установок
ЭШП обычно используется только один диапазон, получающийся
при последовательно-параллельном соединении витков обмотки НН,
расположенных друг под другом: Xj—а2\ х3—а4;х3—а5-, х8-а7-—
последовательное соединение и ai—а3—aQ—а3 (начало обмотки а),
239
x7 (конец обмотки х) — параллельное соединение. Для
работы по схеме со «средней точкой» выводы на крышКе соединяют
в следующем порядке: а\—Дз—«в—д8 (общий вывод д); х2—х4—
хь—Х7 (общий вывод х) и хг—хз—хъ—Хз (вывод «средняя точка»}.
Вторичная обмотка трансформатора ЭОДЦН-4000/10-73 выпол-
нена из двух витков листовой меди толщиной 10 мм; каждый виток
разделен по высоте на три части, чередующиеся в осевом направле-
нии (рис. 4.41,6). Это позволяет попарно соединить между собой
отдельные части (/ и 2) обоих витков и независимо вывести их на
крышку. По каждой паре витков проходит 7з вторичного тока, и,
выполняя различные соединения выводов, можно получить три диа-
пазона НН, аналогичные рассмотренным.
Для установок ЭШП, как и у трансформатора ЭОДЦН-4800/10-70,
используют диапазон, получающийся при последовательно-парал-
лельном соединении выводов: «2—*з—а4; Хе—Де (последователь-
ров типов ЭОДЦН-4800/10-70 (а) и ЭОДЦН-4000/10-73 (б).
/ и 2 — части витков обмотки НН трансформатора ЭОДЦН-4000/10-73.
ное соединение); ах—а3—а9 (начало обмотки а); х2—х4—х3 (конец
обмотки х) — параллельное соединение. Для работы по схеме со
«средней точкой» выводы на крышке соединяют в следующем по-
рядке: ai—аз—аз (общий вывод а)\ х2—х4—хб (общий вывод х) и
*1—х3—-хе (вывод «средняя точка»).
В табл. 4.19 и 4.20 приведены основные характеристики транс-
форматоров ЭОДЦН-4000/10-73 (ВН 10 кВ) и ЭОДЦН-4800/10-70
(ВН 6 кВ) с диапазонами вторичных напряжений для питания пе-
чей ЭШП стальных слитков массой 2,5—10 т. Два других
диапазона, которые получаются при параллельном и после-
довательном соединениях витков НН, открывают возможности при-
менения трансформаторов для других электротермических установок.
Так, у трансформатора ЭОДЦН-4000/10-73 при соединении витков
(ai—Да—а3—а4—а5—дв и xt—x2—х8—х4—х5—хв) диапазон НН со-
ставляет 58,0—38,1—16,6 В, тока — 27,6—42,0—42,0 кА; при по-
следовательном соединении витков (Xi—а2, х2—д3, х6—д4, хв—д8,
at—д8, хз—х4) диапазон НН — 174,0—114,3—49,7 В, тока*—9,2—
14,0—14,0 кА.
Рассматривая совместно рис. 4.39 и табл. 4.19 и 4.20, нетрудно
проследить последовательность работы составных частей переклю-
2Ю
Рис. 4.42. Листовая обмотка г
НН трансформаторов серии |
ЭОДЦН, разрезанная на поло*
сы (части) по высоте.
1 — части обмотки: 2 — контактная
поверхность одной части; 3—-изоля-
ционные подкладки.
чающего устройства РНО-17-
625/35 на всех 49 положениях
его указателя.
Остовы трансформаторов
имеют одинаковую конструк-
цию: симметричная шихтован-
ная магнитная система с «ком-
бинированными» стыками пла-
стин. стержней и ярм (см.
рис. 3.2,6). Стержни прессуют-
ся стеклобандажами, ярма — ' ------------------
балками, брусками и стальными
полубандажами, вынесенными
за активную сталь (рис. 3.3,6 и
3.5,6). Верхние и нижние ярмовые балки ЭОДЦН-4000/10-73 свя-
заны стальными пластинами, проходящими вдоль стержня
(рис. 3.3,а); связующие пластины 5 выполнены, как показано на
рис. 3.4,6. В ярмовых балках в местах сочленения пластин имеются
специальные отверстия для контроля за отсутствием зазоров меж-
ду ними.
Расположение обмоток трансформаторов обоих типов одинако-
во: первой на стержне размещена обмотка ВН, далее РОГ, РОТ и
обмотка НН; во многом одинакова и конструкция обмоток. Так,
обмотки ВН — непрерывные; РОГ — винтовые; РОт — цилиндриче-
ские однослойные из шести одинаковых прямоугольных проводов
в заходе, намотанных на бумажно-бакелитовые цилиндры; каждый
провод принадлежит одной регулировочной ступени обмотки. Обмот-
ки НН — листовые, разрезанные по высоте на четыре части (поло-
сы) по 160 мм каждая у трансформатора ЭОДЦН-4800/10-70 и на
шесть полос по 200 мм каждая у ЭОДЦН-4000/10-73 (рис. 4.42).
Обмотки грубого регулирования имеют более существенные от-
личия. Так, у трансформатора ЭОДЦН-4800/Ю-70 с ВН 6 и 10 кВ
РО? — одноходовая винтовая обмотка из шести проводов трех раз-
ных радиальных размеров, уменьшающихся с возрастанием номе-
ра ступени; каждый провод принадлежит одной регулировочной
ступени; в середине обмотки выполнена одна общая транспозиция.
Такая же конструкция РОГ у ЭОДЦН-4000/10-73 с ВН 10 кВ.
У ЭОДЦН-4000/10-73 с ВН 6 кВ РО* — двухходовая винтовая
обмотка из 12 проводов, по шесть в каждом заходе; распределение
проводов в заходах строго соответствует номеру регулировочной
ступени: по три провода в первой и второй ступенях, по два прово-
да в третьей и четвертой, по одному проводу в пятой и шестой.
Отводы ВН трансформаторов обоих типов изготовляют из гиб-
кого изолированного кабеля (рис. 3.38), присоединенного к обмот-
кам методом пайки; отводы НН — плоские шины шириной до 200 мм
16—6
241
и толщиной 10 мм (рис. 3.44). Отводы НН соединены с обмотками
болтами и гайками, надежно защищенными от отвинчивания, с вы-
водами— гибкими компенсаторами соответствующего сечения.
Избиратель -(с предызбирателем) устройства РПН закреплен
снизу к верхним ярмовым * /п'г
Рис. 4.43. Схема направленной
циркуляции масла в трансфор-
маторах.
1 — активная часть; 2 — электрона-
сос; 3 и 4 — обмотки трансформато-
ра; 5 и 7 — осевые каналы между
цилиндрами; 6 — маслоохладитель.
рис. 3.38,6). Реакторы установле-
ны: ЭОДЦН-4800/10-70 — на ниж-
ней части бака под избирателем,
у ЭОДЦН-4000/10-73—под крыш-
кой бака.
Система охлаждения транс-
форматоров ДЦ; для улучшения
теплосъема движение масла на-
правлено непосредственно к об-
мотками остову (рис. 4.43). Такая
направленная циркуляция масла
повышает эффективность охлаж-
дения, что важно для уменьшения
габаритов и массы трансформа-
тора. Для получения направлен-
ной циркуляции внутренний объ-
ем бака разделяется электрокар-
тонным щитом на две части. Щит
устанавливается на ярмовую изо-
ляцию и имеет отверстия для про-
хода масла и вывода нижних кон-
цов обмоток. Обычно щит несколь-
ко больше размеров бака; края
его предварительно загнуты так,
чтобы, распрямляясь, они плотно
прилегали к стенкам бака (рис.
4.44). На рис. 4.45 показаны ак-
тивная часть, и избиратель 5
устройства РПН.
В трансформаторе ЭОДЦН-
4800/10-70 один из двух охладите-
лей «работает» только на отводы
НН; масло из него поступает в
специальный коллектор, минуя
нижнюю часть бака, и направляет-
ся на отводы. Колокольный бак
затрудняет соединение отводов с
выводами НН, которое приходится
выполнять через люки на стенке
бака. Через люк на узкой стороне
бака произвол ят демонтаж крепле-
ния активной части при необходи-
мости ее осмотра (ревизии). Кон-
струкция крепления выполнена аналогично показанной на рис. 3.75,в:
угольник 13, связанный с ярмовыми балками, плотно прижат бол-
тами к пластине 15, приваренной к стенке бака; для снятия крепле-
ния болты необходимо вывернуть.
В трансформаторе ЭОДЦН-4000/10-73 бак имеет верхний разъ-
ем, т. е. крышка соединяется с баком болтами и связана с активной
частью специальными пластинами, которые закрепляются на верхних.
242
ярмовых балках; подобная конструкция показана на рис. 3.7, где
пластины одновременно служат и для крепления активной части
в баке. Реактор в этом трансформаторе также не связан с актив-
ной частью: он закреплен под крышкой (как бы «подвешен» рядом
с избирателем), и его отводы легко присоединяют к контактам изби-
рателя одновременно с соединением отводов НН и ВН с выводами
на крышке. В то же время реактор механически связан £ баком:
на стенке бака с внутренней стороны имеется специальная площадка,
сваренная из стальных уголков, с ши-
пами, которые входят в отверстия ниж-
них ярмовых балок реактора при опу-
скании активной части. Для наблюде-
ния за опусканием «и установкой реак-
тора в баке (под избирателем) имеется
люк, который можно использовать и для
осмотра или ревизии избирателя без вы-
емки активной части.
На рйс. 4.46 и 4.47 показан общий
вид трансформаторов серии ЭОДЦН.
в) Однофазные трансформаторы
серии ЭОЦНШ
В серию включены два трансформа-
тора: ЭОЦНШ-6300/10-77 и ЭОЦНШ-
12500/10-74. Их объединяет класс на-
пряжения (6 или 10 кВ); вид регулиро-
вания (РПН); тип переключающего
устройства (РНО-17-1000/35); число сту-
пеней НН (90), а также вид охлажде-
ния (Ц) и мощности, нарастающие по
определенной шкале (3200 и 5000 кВ-А
соответственно). Одинакова и принципи-
альная схема первичной обмотки, пол-
Рис. 4.44. Схема установ-
ки активной части на
поддон (нижнюю часть)
бака трансформатора ти-
па ЭОДЦН-4800/10-70.
1 — нижняя часть бака; 2 —
рама; 3 — электрокартонный
щит; 4 — обмотка НН; 5 —
ностью аналогичная схеме соединения
обмоток ВН трансформаторов серии
ЭОДЦН (см. рис. 4.39).
Схема, способ и последователь-
верхняя ярмовая изоляция;
6 — ярмовая балка; 7 — край
щита; 8 — нижняя ярмовая
изоляция: 9 — ярмовая бал-
ка; 10 —. активная часть.
ность регулирования ’ вторичного на-
пряжения, а также конструкция избирателя тождественны транс-
форматорам серии ЭОДЦН. Однако в трансформаторах ЭОЦНШ
положение «мост» используется в качестве рабочего, что позволяет
практически удвоить число положений переключающего устройства
с минимальными изменениями в приводном механизме. Монтажная
схема соединения основной и регулировочных обмоток ВН трансфор-
маторов серии ЭОЦНШ аналогична показанной на рис. 4.40. Диапа-
зон регулирования, необходимый для печей ЭШП, получается при
последовательно-параллельном соединении частей обмотки НН; со-
единенные определенным образом, они образуют схему питания и со
«средней точкой».
На рис. 4.48 изображена принципиальная схема обмотки НН
трансформатора ЭОЦНШ-12500/10-74, где отдельные части обмоток
соединены для работы по любой из возможных схем питания печей
ЭШП. В табл. 4.21 приведены напряжения, токи и соответствующие
положения контактов на всех ступенях НН.
16*
24з
Рис. 4.45. Активная часть трансформатора типа ЭОДЦН-4800/Ю-7(Х
1 — обмотка НН; 2 — отводы НН; 3 — шпилька, стягивающая ярмовые балки;
4 — компенсаторы отводов НН; 5 — избиратель; ^ — отводы ВН; 7 — болтовое
соединение отводов и обмотки НН; 8 — нижняя ярмовая балка.
Активная часть трансформатора ЭОЦНШ-6300/10-77 аналогич-
на трансформатору ЭОДЦН-4800/10-70 (рис. 4.45). Активная часть
ЭОЦНШ-12500/10-74 (вид со стороны ВН) показана на рис. 4.49,а:
установка токоограничивающего реактора и избирателя — на
рис. 4.49,6. Как видно из рисунка, обмотки НН 1 выполнены из
листа и разрезаны каждая на четыре части; отводы ВН 2 и РО 6 —
из гибкого изолированного кабеля; избиратель 3 установлен под
верхними ярмовыми балками 4 и прикреплен к ним специальной
рамой 7; реактор 5 размещен под избирателем на нижней ярмовой
балке.
Если учитывать, что все обмотки, кроме НН, катушечные, н
в эксплуатации возможно уменьшение их осевого размера, в транс-
форматоре использована конструкция прессующего устройства, со-
стоящего из стального кольца 3 (рис. 4.50) и нажимных винтов 1L
Для фиксирования обмоток НН предусмотрены специальные винты
8, независимо от прессующего кольца зажимающие обмотки между
полками ярмовых балок. Для этого в стальном вкладыше 6 имеется
резьба; в него вворачивается винт 8, другим концом упирающийся
в полку 7 ярмовой балки; трубка 9 изолирует винт от прессующего
кольца. Такая конструкция обеспечивает независимую прессовку вну-
тренних обмоток при сохранении фиксированного положения на-
ружной.
244
Рис. 4.46. Общий вид и габаритные размеры трансформатора типа
ЭОДЦН-4000/10-73.
/ — каретка с-катком; 2 —привод; 3 — вал вертикальный привода; 4 — крепле-
ние воздухоосушителя 5; 6 — кожух контакторов; 7 — бак; 8 — реле давления
кожуха контакторов; 9 — патрубок воздухоосушителя; 10 — расширитель; 11 —
предохранительная труба; 12 — маслоуказатель; 13— вывод ,ВН; 14 — вывод
НН; /5 —серьга для подъема активной части; 16 — электронасосы; /7 — крюк
для подъема; 18 — адсорбер; 19— коробки зажимов; 20 — маслоохладители;
21 — кран для слива масла.
Габаритные размеры, мм
Длина Ширина. Высота
2930 2203 3335
Масса, кг
Активная часть | Бак Масло Полная Транспортная
6320 | 3180 4200 13 700 13 000
17—6
245
Рис. 4.47. Общий вид и габаритные размеры трансформатора типа
ЭОДЦН-4800/10-70.
7 — каретка с катком; 2 — привод; 3 — вертикальный вал привода; 4 — кожух
контакторов; 5 —верхняя часть бака; 6 — коробка выводов трансформаторов
тока; 7 — вывод ВН; 8 — электронасосы; 9 — расширитель: 10 — кольца для
подъема расширителя; // — предохранительная труба; 12 — маслоуказатель;
13 — воздухоосушитель; 14 — крюк для подъема; /5 — термосигнализатор; 16 —
адсорбер; /7 — соединительная коробка; 18 — маслоохладители; 19 — нижняя
часть бака (поддон).
Габаритные размеры, мм
Длина Ширина Высота
3360 2400 3850
Масса, кг
Активная часть | Бак | Масло | Полная Транспортная
8470 5230 6000 19 700 19 360
246
Таблица 4.20
Параметры трансформатора ЭОДЦН-4800/10-70
Мощность, кВ-А Сторона ВН (6 кВ) Сторона НН
Ток, А Переключающее устройство Напряже- ние, В Ток, А
Номер ступени Положение подвижных контактов
И1, И2 ИЗ, И4
1 8 122,4 20 400
2 9 117,6 21 300
3 10 113,2 22 100
4 1 11 . 109,0 22 900
2500 417 5 12 105,2 23 800
6 13 101,7 24 600
7 14 98,3 25 400
8 8 95,3 26 200
9 9 92,3 27 100
10 2 10 89,5
2430 405 11 11 87,3
2360 394 12 12 84,5
2300 384 13 13 82,2
2240 374 14 14 80,0
2180 364 15 8 78,0
2120 354 16 9 76,0
2070 345 17 10 74,0
2020 337 18 3 И 72,3
1970 328 19 12 70,6
1930 322 20 13 69,0
1890 315 21 14 67,5
1850 308 22 8 66,0
1800 300 23 9 64,5
1770 295 24 10 63,2
1730 288 25 4 11 61,8
1690 282 26 12 60,6
1660 277 27 13 59,5
1630 272 28 14 58,2 28 000
1600 267 29 8 57,1
1570 262 30 9 56,1
1540 257 31 10 55,1
1510 252 32 5 11 54/, 0
1490 249 33 12 53,1
1460 243 34 13 52,2
1430 239 35 14 51,3
17*
247
hродолжение ипбл. 4.20
Мощность, кВ-А Стоэона ВН (6 кВ) Сторона НН
Ток, А Переключающее устройство Напряже- ние, В‘ , Ток, А
Номер ступени Положение подвижных контактов
И1, И 2 | ИЗ, И4
1410 235 36 ' 8 50,4
1380 230 37 9 49,5
1360 226 38 10 48,8
1340 223 39 6 11 48,0
1320 220 40 12 47,2
1300 217 41 13 46,5
1280 214 42 14 45,8
28 000
1260 210 43 8 45,1
1240 207 44 9 44,4
1220 203 45 10 43,8
1200 200 46 7 11 43,1
1190 198 47 12 42,5
1170 195 48 13 42,0
1160 193,5 49 14 41,4
На рис. 4.51,а и б показаны общий вид, габаритные размеры
трансформатора ЭОЦНШ-6300/10-77. Он выполнен с баком коло-
кольного типа, верхняя часть 2 Которого поднимается независимо
от подъема активной части. Система охлаждения из двух охладите-
лей 13 (один из них рабочий, другой резервный), электронасосов 10,
Рис. 4.48. Принципиальная схе-
ма соединения обмоток НН
трансформатора типа
ЭОЦНШ-12500/10-74.
При работе без средней точки со-
единить выводы Xi—а2; х3—ас, х6—аб;
х8—а7; a (av—а3—сь-а8); х (х2—х4—
х6—х7); при работе со средней точ-
кой соединить выводы а(аг—а3—щ—
а8); х (х2—х4—xg—х7); о (xj—хя—хе—
хв).
контрольных и измерительных приборов для определения темпера-
туры и давления масла, сетчатого фильтра 19 для очистки масла от
механических включений и термосифонного фильтра (адсорбера) 11
для очистки масла от влаги и продуктов окисления установлена на
баке и поставляется вместе с трансформатором. К патрубкам 15
охладителей присоединяют трубопроводы, подводящие воду, а к па-
трубкам 14 — трубопроводы/ отводящие ее из охладителей. Трубо-
проводы, приборы контроля расхода, температуры и давления воды
не входят в комплект поставки, а разрабатываются и монтируются
248
Таблица 4.21
Параметры трансформатора ЭОЦНШ-12500/10-74
Мощность, кВ-А Сторона ВН (10 кВ) Сторона НН
Ток, А Номер ступени Положение подвижных контактов Ток, А Напряже- ние, В
И1, И2 I ИЗ, И4
5000 500 0 1 - 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 8 8 9 8 9 9 10 9 10 10 11 10 11 11 12 11 12 12 13 12 13 13 14 13 14 14 31 250 32 200 33 200 34 200 35 300 36 200 37 300 38 300 39 200 40 200 41 200 42 300 43 300 160,0 155,2 150,3 146,0 141,8 138,0 134,2 130,8 127,5 124,3 121,2 118,4 115,7
13 2 1 8 14 44 300 113,0
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 2 2 ♦ 8 8 9 8 9 9 10 9 10 10 11 10 11 11 12 11 12 12 13 12 13 13 14 13 14 14 45 300 46 200 47 200 48 200 49 300 50 200 51 300 52 200 53200 54 300 55 300 56 300 57 300 110,4 ' 108,1 105,9 103,7 101,5 99,5 97,5 95,8 94,0 92,2 90,5 89,0 87,4
3 2 8 14 58 100 85,9
3 3 8 8 9 8 9 9 10 9 10 10 11 10 11 И 12 И 12 12 59 300 84,4 83,0 81,6 80,3 79,1 77,8 76,6 75,5 74,3
4930 4840 4760 4700 4600 4550 4480 4400 493 484 476 470 460 455 448 440 29 30 31 32 33 34 35 36
219
Продолжение табл. 4.21
Мощность, кВ-А Сторона ВН (10 кВ) Сторона НН
Ток, А Номер ступени Положение подвижных контактов Ток, А Нап ряже- ние, В
И1, И2 ИЗ, И4
4350 435 37 13 12 73,3
4280 428 38 о Q 13 13 72,2
4230 423 39 О о 14 13 71,2
4160 416 40 14 14 70,2
4100 410 41 4 3 8 14 69,2
4050 405 42 8 8 68,3
3990 399 43 9 8 67,4
3940 394 44 9 9 66,5
3880 388 45 10 9 65,6
3840 384 46 10 10 64,7
3800 380 47 11 10 63,9
3750 375 48 4 4 11 11 63,1
3700 370 49 12 11 62,3
3650 365 50 12 12 61,6
3610 361 51 13 12 60,8
-3570 357 52 13 13 60,1
3520 352 53 14 13 59,4
3480 348 54 14 14 58,7
3440 344 55 5 4 8 14 58,0
3400 340 56 8 8 57,3
3360 336 57 9 8 56,7
3330 333 58 9 9 56,1
3300 330 59 10 9 59 300 55,5
3250 325 60 10 10 54,8
3220 322 61 11 10 54,2
3180 318 62 5 5 11 11 53,6
3140 314 63 12 11 53,0
3120 312 64 12 12 52,5
3080 308 65 13 12 52,0
3040 304 66 13 13 51,4
3020 302 67 14 13 51,0
2990 299 68 14 14 50,4
2960 296 69 6 5 8 14 49,9
2930 293 70 8 8 49,4
2910 291 71 /? А 9 8 48,9
2870 287 72 О О 9 9 48,4
2850 285 73 10 9 48,0
250
Продолжение табл, 4,21
Мощность, кВ-А Сторона ВН (10 кВ) Сторона НН
Ток, А Номер ступени Положение подвижных контактов Ток, А Напряже- ние, В
Я/, И2 ИЗ, И4
2820 282 74 10 10 47,5
2790 279 75 11 10 47,1
2770 277 76 6 6 11 И 46,7
2740 274 77 12 11 46,2
2720 272 78 12 12 45,8
2690 269 79 13 12 45,4
2670 267 80 13 13 45,0
2650 265 81 14 13 44,6
2620 262 82 ’ 14 14 44,2
2600 260 83 7 6 8 14 59 300 43,8
2570 257 84 8 8 43,4
2550 255 85 9 8 43,0
2530 253 86 7 7 9 9 42,7
2510 251 87 10 9 42,3
2490 249 88 10 10 41,9
2470 247 89 11 10 41,6
получателем трансформатора в зависимости от его конкретных
условий.
Трансформатор ЭОЦНШ-12500/Ю-74 (рис. 4.52) выполнен
с верхним разъемом; активная часть не связана с крышкой; выводы
ВН и НН размещены на стенке бака. Конструкция удобна для
осмотра активной части: для этого достаточно слить масло и снять
крышку с бака.
4.4. Трансформаторы для руднотермических печей
Для руднотермических печей используется широкая
серия однофазных ЭПТ с номинальной мощностью от
4000 до 26 700 кВ-А, первичным напряжением от 6 до
220 кВ и глубиной регулирования от 1,6 до 5. Трансфор-
маторы этой серии можно разбить на три группы.
К первой группе относятся ЭПТ с первичным напряжением 10 кВ
и наибольшей номинальной мощностью 4000 и 5500 кВ*А. Предста-
вителями этой группы являются ЭПТ типа ЭОЦН-8200/10-69, основ-
ные параметры которых приведены в табл. 4.22. Изменение напряже-
ния НН осуществляется под нагрузкой переключающим устройством
типа РНО-17 (см. § 3.5) по схеме рис. 4.53 следующим образом
(см. рис. 2.4,6). На ступени 1 переключающего устройства напряже-
251
Рис. 4.49. Активная часть транс-
форматора типа
ЭОЦНШ-12500/10-74.
а — вид со стороны ВН; б — уста-
новка реактора и избирателя; 1 —
обмотка НН; 2 — отводы ВН; 3 —
: избиратель; 4 — ярмовая балка; 5 —
реактор; 6 — отводы РО; 7 —рама
^избирателя; 8 — контактный стер-
‘ жень избирателя: 9 — отводы коп-
i тактов.
Рис. 4.50. Прессующее устройство для обмоток трансформатора.
/ — обмотка НН; 2 — ярмовая изоляция; 3 —прессующее кольцо; 4 — ярмовой
брусок; 5 — подкладка из стеклотекстолита; 6 — вкладыш; 7 — полка ярмовой
балки; 8 ^- винт нажимной; У —трубка изоляционная; 10 — гайка; // — нажим-
ные винты прессующего кольца; 12 — контактная часть обмотки НН.
ние ВН прикладывается только к основным виткам обмотки ВН.
Возбуждение магнитопровода — наибольшее, что соответствует ма-
ксимальному напряжению обмотки НН. При последовательном про-
хождении ступеней с 1 по 17 постепенно добавляются витки регу-
лировочной обмотки (РО), увеличивая число включенных витков
между выводами А и X и тем самым уменьшая возбуждение магни-
топровода и снижая НН. РО имеет число ответвлений п=9. Число
ступеней регулирования 2и—1 получается путем использования в пе-
реключающем устройстве фиксированного положения «моста».
Остов трансформатора ЭОЦН-8200/10-69 стержневого типа со-
бран из пластин холоднокатаной стали. Связь верхних и нижних
ярмовых балок осуществляется с помощью вертикальных шпилек
(см. § 3.1). Для крепления активной стали от возможных переме-
щений при транспортировании применяются устройства, аналогичные
описанным для трансформаторов серии ЭТЦПК. Обмотки катушеч-
ного типа: РО — винтовая, основная часть обмотки ВН —непрерыв-
ная, обмотка НН намотала как непрерывная с петлями (см. § 3.3).
Внутренней по расположению является РО, намотанная на бумажно-
бакелитовом цилиндре. Далее располагается обмотка ВН, также на-
мотанная на бумажно-бакелитовом цилиндре. Обмотка НН является
наружной по расположению.
На верхних ярмовых балках расположен избиратель, к выводам
которого с помощью гибкого кабеля присоединены концы РО. Кон-
253
2W0 . , ,. 995
254
Рис. 4.52. Общий вид и габаритные размеры трансформатора типа
ЭОЦНШ-12500/10-74.
а — общий вид; б — то же, вид сбоку; 1 — привод; 2 — вертикальный вал при-
вода; <3 —плита контакторов; 4 — газовое реле; 5 — предохранительная труба;
6 — расширитель; 7 — маслоуказатель; 8 — выводы НН; 9 — каток; 10 — масло-
охладитель; 11 — электронасос; 12 — вывод ВН.
Z7Z7Z7#
Масса, кг
Активная часть Бак с арматурой Масло Полная
17 800 6800 9400 34 000
Рис. 4.51. Общий вид трансформатора типа ЭОЦНШ-6300/10-77.
/ — привод; 2 — верхняя часть бака; 3 — контакторы; 4 — реле давления; 5 —
маслоуказатель; 6 — предохранительная труба; 7 — расширитель; 8 — газовое
реле; 9 — вывод ВН; 10 — электронасос; // — термосифонный фильтр (адсор-
бер)); 12 — вывод НН; 13 — охладитель; 14— патрубок для отвода воды; 15 —
патрубок для подвода масла; 16 — сливной кран; /7 — пробка для спуска
остатка масла; 18 — каток; 19 — сетчатый фильтр; 20 — термосигнализаторы;
21 — электроконтактные манометры.
Масса, кг
Активная часть Бак с арматурой Масло Полная
8500 6000 6000 20 500
255
Параметры трансформаторов ЭОЦН-8200/10-69 (напряжение ВН 10 кВ)
Таблица 4.22
Исполнения
Номер ступени I II Ш
Мощность, Ток А Напряже- Мощность, Ток, А Напряже- Мощ- Ток, А Напряже-
кВ-А ВН НН ние НН, В кВ-А ВН | НН ние НН, В ность, кВ-А ВН | НН ние НН, В
1 21 600 255,0 26 900 204,0 9800 408
о 22 300 246,5 27 900 197,0 10 400 385
3 23 100 238,0 28 800 190,5 11 000 364
4 23 900 230,0 29 800 184,0 11 600 345
5 5500 550,0 24 700 223,0 5500 550 30 800 178,5 12 200 328
6 25 400 216,5 31 750 173,0 12 800 313
7 26 200 210,0 32 700 168,0 4000 400 13 400 298
8 26 960 204,0 33 700 163,0 14 000 286
9 • 27 700 198,5 34 650 158,5 14 600 274
10 5360 536,0 193,0 5360 536,0 154,5 15 200 263
11 5220 522,0 188,0 5220 522,0 150,5 15 800 253
12 5080 508,0 183,0 5080 508,0 146,5 16 400 244
13 14 4960 4835 496,0 483,5 27 700 178,5 174,5 4960 4835 496,0 483,5 34 650 143,0 139,5 17 000 17 600 235 227
15 4720 472,0 170,0 .4720 472,0 136,0 18 200 220
16 4600 460,0 166,5 4600 460,0 133,0 18 8С0 213
17 4500 450,0 162,2 4500 450,0 130,0 19 400 206
Примечание. Схема и группа соэдинзйия обмоток 1/1-0.
Таблица 4.2 $
Параметры трансформатора ЭОЦН-33300/35-72УЗ
Номер ступени Мощность, кВ* А Стерона ВН (35 кВ) Сторона НН
Ток, А Напряжение, В | Ток, А
19 500 33 400 '
18 478 34 938
17 16700,0 477,5 456 36 625
. 16 434 38 483
15 412
14 15808,0 452,0 390
13 14915,5 426,5 368
12 14023,0 401,0 346
11 13130,5 375,5 324
10 12238,5 350,0 302 40 539
9 12238,5 350,0 302
8 11346,0 324,5 280
7 10453,5 299,0 258
Ч 6 9561,5 273,5 236
5 8669,0 248,0 214
4 7776,5 222,5 192
3 6884,0 197,0 170
2 5992,0 171,5 148
1 5099,5 146,0 126
Рис. 4.53. Электрические схемы соединений трансформаторов типа
ЭОЦН-8200/10-69.
а— обмотка ВН исполнений I и II; б —обмотка НН исполнений I—III; в —
обмотка ВН исполнения III.
257
Рис. 4.54. Габаритные и установочные размеры трансформаторов
типа ЭОЦН-8200/10-69.
/ — бак; 2 — крюк для подъема трансформатора; 3 — вывод НН; 4 — расши-
ритель; 5 — предохранительная труба; 6 — контактор; 7 — приводной механизм;
5 —каретка с катком; 9—вывод ВН; 10 — кольцо для подъема активной ча-
сти; // — кольцо для подъема крышки; /2 —задвижка для подсоединения си-
стемы охлаждения.
Исполнения Размеры, мм
А 1 Б 1 в Г
I, II 3020 200 4590 2415
III 3105 285 4675 2370
258
таКтор устройства РПН располагается в отдельном кожухе, закреп-
ленном на стенке бака. Бак прямоугольной формы с закругленными
углами имеет верхний разъем. Активная часть с помощью верти-
кальных шпилек связана с крышкой бака. Ее подъем производится
одновременно с крышкой. На рис. 4.54 даны габаритные и устано-
вочные размеры трансформаторов ЭОЦН-8200/10-69. Они имеют
выносную систему охлаждения вида Ц (см. § 3.8) с одним охлади-
телем типа Ц-100/1100-2-Н-У4.
Ко второй группе относятся трансформаторы с первичным на-
пряжением 35 кВ и наибольшей мощностью 16 700 кВ-А. Ее пред-
ставителем является ЭПТ типа ЭОЦН-33300/35-72УЗ, основные
Рис. 4.55. Электрическая схема соединений трансформатора типа
ЭОЦН-33300/35-72УЗ.
/ — обмотки регулировочного автотрансформатора; 2 — обмотки ЭПТ; ВЯОСН —
нерегулируемая часть обмотки ВН; РОГ — обмотка грубого регулирования;
РОТ — обмотка тонкого регулирования (/—/// —контакты предызбирателя).
параметры которого приведены в табл. 4.23. Изменение напряже-
ния НН осуществляется переключающим устройством типа
РНТА-35/1000В (см. § 3.5) по схеме рис. 4.55 (см. рис. 2.4,в).
Для использования в однофазном трансформаторе трехфазного
устройства РНТА-35/1000В оно доработано таким образом, что из
трех фаз контактора используется только одна — средняя. Крайние
фазы А и С контактора из работы исключены и во избежание по-
259
Явления «плавающего» потенциала подсоединены к ответвлению 5
избирателя (середина диапазона регулирования). В избирателе
используются четные контакты фазы А и нечетные фазы С, что по-
зволило увеличить импульсную прочность избирателя на диапазоне
регулирования.
Регулирование напряжения НН осуществляется следующим об-
разом. Трансформатор состоит из регулировочного автотрансформа-
тора и нерегулируемого собственно ЭПТ, собранных на единой маг-
нитной системе (рис. 4.56). Стержень автотрансформатора 1 воз-
бужден на всех ступенях одинако-
во постоянно включенными на се-
тевое напряжение витками обми-
ток между выводами А и X. С по-
мощью переключающего устрой-
ства на выводы Ат и X ЭПТ по-
дается напряжение от 35 кВ на
ступени 19 до 8,72 кВ ла ступени 1.
Оно создает в стержне ЭПТ 2 маг-
нитный поток, пропорциональный
напряжению на выводах Ат иХ.
При этом на выводах а, х напря-
жение изменяется от 500 до 126 В.
Разность магнитных потоков
Рис. 4.56. Схема магнитной си-
стемы трансформатора типа
ЭОЦН-33300/35-72УЗ.
стержней регулировочного автотрансформатора и ЭПТ замыкается
через боковое ярмо 3. Наибольшее напряжение НН получается при
положении предызбирателя II—III и положении избирателя, когда
нагрузка снимается с контакта 9. Это соответствует ступени 19 ПУ.
Последовательность работы избирателя и предызбирателя при изме-
нении ступеней с 1-й по 19-ю и обратно аналогична указанному для
автотрансформатора АТЦН-63000/35-77УЗ (см. § 4.1).
Стержни автотрансформатора и ЭПТ — круглого сечения, а бо-
ковое ярмо — прямоугольного. Прессовка стержней и бокового ярма
осуществляется стеклобандажами. Верхние и нижние ярма прес-
суются полухомутами. Стяжка верхних и нижних ярмовых балок
осуществляется вертикальными шпильками.
На стержне автотрансформатора расположена непрерывная
обмотка ВНОсн (рис. 4.55); на ней располагается РОГ также непре-
рывная. Наружной является трехходовая винтовая POV. На стерж-
не ЭПТ располагается непрерывная обмотка ВН; снаружи — обмет-
ка НН, намотанная как непрерывная с петлями, затем собранная
на восемь пар выводов НН. Отводы ВН и РО выполнены из кабеля
типа ПБОТ. Отводы ВН через демпферы подсоединяются к проход-
ным выводам кабельного ввода. Отводы РО через башмаки подсо-
единяются к переходной доске отсека переключающего устройства.
Отводы НН соединяют медные скобы, на которые собраны концы
катушек НН, с внутренней частью трубчатых вводов.
Бак трансформатора прямоугольной формы имеет отдельный
отсек, где размещается переключающее устройство. Отсек имеет
свою масляную систему, не сообщающуюся с маслом основного бака
трансформатора. Соединение отводов избирателя с отводами РО осу-
ществляется через латунные стержни, проходящие через изоляцион-
ные втулки и размещенные на гетинаксовой переходной доске. При
осмотре или ревизии переключающего устройства сливают масло
только из его отсека (4000 кг), масло в основной части бака
(8000 кг) сливу в этом случае не подлежит.
260
Активная часть трансформатора фиксируется в баке внизу на
шипах, а вверху —с помощью распорных винтов, расположенных на
верхних ярмовых балках. Эти же винты выполняют роль заземляю-
щих активной части. Поэтому по окончании ревизии трансформато-
ра с подъемом активной части необходимо выполнить распор винтов
в площадки на баке.
Расширитель разделен на две части, соединенные через газовые
реле с основным баком и с отсеком переключающего устройства.
Трансформатор оборудован навесной системой охлаждения вида Ц
(см. § 3.8) с маслоохладителями Ц-160/1250-1Н-У4 и электронасос
Рнс. 4.57. Габаритные и уста-
новочные размеры трансформа-
тора типа ЭОЦН-33300/35-72УЗ.
Вид присоеди- нения выводов НН к короткой сети Размеры, мм
Li £я
Гибкое 5180 5040
Жесткое 5308 5168
/ — бак; 2 — устройство для подъ-
ема контактора; 3 — предохрани-
тельная труба отсека переключаю-
щего устройства; 4 — предохрани-
тельная труба активной части; 5 —
расширитель: 6 — вывод. НН; 7 —
каретка с катками; в —система
охлаждения; 9 — кожух кабельного
вывода ВН.
сами типа 4Т-63/20. Система состоит из двух ветвей, одна из кото-
рых отводит полные потери трансформатора, а другая является ре-
зервной. Габаритные и установочные размеры трансформатора указа-
ны на рис. 4.57.
Трансформаторы имеют два исполнения по способу подсоедине-
ния выводов НН к короткой сети: а) с помощью гибких демпферов
(гибкое подсоединение); б) с помощью гайки с левой и правой
резьбой (жесткое подсоединение).
К третьей группе относятся трансформаторные агрегаты мощ-
ностью от 13 300 до 26700 кВ-А с первичным напряжением ПО—
220 кВ. Основные параметры агрегатов ЭОЦНК-27000/1Ю-75У1,
ЭОЦНК-40000/150-68У1, ЭОЦНК-54000/110-72УЗ, ЭОДЦНК-
83300/220-78УЗ приведены в табл. 4.24—4.27 соответственно.
Каждый из агрегатов состоит из главного (трехобмоточного) и
вольтодобавочного трансформаторов (рис. 4.58), размещенных в об-
261
Рис. 4.58. Электрические схемы соединения агрегатов.
ZZ — ЭОЦНК-27000/110-75У1; б — ЭОЦНК-54000/110-72УЗ; РОГл — регулировочная
обмотка главного трансформатора; POBJl — обмотка возбуждения вольтодоба-
вочного трансформатора; 1 — главный трансформатор; 2 — вольтодобавочный
трансформатор; УПК — установка продольной компенсации (/—/// —контакты
предызбирателя).
тем баке (см. рис. 2.4,е). Магнитный поток, создаваемый обмоткой
ВН, наводит ЭДС, которые уравновешиваются напряжениями на
обмотках НН и РОГл главного трансформатора и Upg
С помощью переключающего устройства с Р0гл. снимается часть на-
пряжения и подается на РОВ^. Таким образом, напряжение UРОв^ на
обмотке возбуждения вольтодобавочного трансформатора РОВд рав-
но напряжению MJPOrn снимаемому с обмотки РОТЛ. В случае,
когда агрегат работает совместно с установкой продольной компен-
сации (рис. 4.58,а), напряжение на обмотке РОВд складывается из
геометрической суммы напряжения, снимаемого с РОГл, и падения
напряжения на конденсаторной батарее = Д[?РОгл + А[7с.
Через постоянный коэффициент трансформации вольтодобавочного
трансформатора /Свд на обмотке ННВд наводится напряжение
^^ЯЯвд^^^Овд/^Д’ а на выводах НН агрегата получается на-
262
Таблица 4.24
Параметры агрегата ЭОЦНК-27000/1Ю-75У1
(напряжение ВН 110 кВ)
Номер ступени Положение предызби- рателя Положение подвижных контактов 13 и 14 (см. рис. 4.58, а) Мощность, кВА Напряже- ние НН, В Ток, А
ВН НН
1 1 287 46 397
2 2 280 47 555
3 3 273 48 772
4 4 266 50 054
5 5 259 51 405
6 6 252 52 831
7 I—III 7 245 54 338
8 8 13 333 238 121 55 934
9 9 231 57 624
10 10 224 59 448
11 11 217 61 332
12 12 217 61 332
13 1 217 61 332
14 2 210
15 3 12889,5 203 117
16 4 12445,7 196 113
17 5 12003,0 189 109
18 I—II 6 11560,0 182 105 63 370
19 7 11115,5 175 101
20 8 10672,1 168 97
21 9 10228,5 161 93
22 10 9784,9 154 89
23 11 9341,3 147 85
Примечания: 1. Параметры агрегата указаны при соединенных накоротко вы-
водах Хт1 — Хт2 и номинальном напряжении питающей сети.
2. Агрегаты допускают соединение в трехфазную группу со схемой и группой со-
единения Д/Д-6 либо У/Д-5 (с глухозаземленной нейтралью ВН).
3. При соединении в трехфазную группу РО различных агрегатов между собой не
соединяются.
4. Схема и группа соединения 1/1-6.
пряжение Г/нн=^//гл ± ^ННвл’ Электрическая схема агрегата
ЭОЦНК-40000/150-68У1 отличается от приведенной на рис. 4.58,а
дополнительными выводами Ат, Хт от концов /, 11 обмотки
РОТЛ. Эти выводы необходимы при соединении агрегатов
ЭОЦНК-40000/150-68У1 в трехфазную группу. Обмотки РОГЛ при
этом собираются в треугольник. Регулирование вторичного напряже-
ния под нагрузкой в агрегатах ЭОЦНК-27000/110-75У1 и
ЭОЦНК-40000/150-68У1 осуществляется переключающим устройст-
вом типа РНО-20-625/35 (см. § 3.5), в остальных агрегатах — рези-
сторными устройствами серии РНОА (см. § 3.5).
263
Таблица 4.25
Параметры агрегата ЭОЦНК-40000/154-68У1
(напряжение ВН 150/КЗ" кВ)
Номеру ступени Положение предызби- рателя Положение подвижных контактов 13 и 14 (см. рис. 4.58, а) Мощность, гВ-А Напряже- ние НН, В Ток, А
ВН НН
1 1 21000 238,5 236,5 88 040
2 . 2 21 000 233,5 236,5 89 960
3 3 21 000 228,5 236,5 91950
4 4 21 000. 223,5 236,5 94 040
5 5 21 000 218,5 236,5 96 230
6 т тт г 6 21 000 213,0 236,5 98 520
7 I—III 7 21 000 208,0 236,5 100 920
8 8 21000 203,0 236,5 103 450
9 9 21 000 198,0 236,5 106100
10 10 21 000 193,0 236,5 108 890
11 11 21 000 188,0 236,5 111 840
12 12 21 000 188,0 • 236,5 111840
13 1 21 000 188,0 236,5 111 840
14 2 20 430 183,0 230,0 111 840
15 3 19 870 178,0 223,5 111840
16 4 19 300 172,5 217,0 111840
17 5 18 730 167,5 210,5 111840
18 I—II 6 18 160 162,5 204,5 111840
19 7 17 590 157,5 198,0 111 840
20 8 17 030 152,5 191,5 111 840
21 9 16 460 147,0 185,0 111 840
22 10 15 900 142,0 179,0 111 840
23 11 15 320 137,0 172,5 111 840
Примечания: 1. Параметры агрегата указаны при соединенных накоротко вы-
водах Хтх — Хт2 и номинальном напряжении питающей сети.
2. Агрегаты допускают работу в трехфазной группе с соединением обмоток ВН В
звезду с нейтралью, допускающей разземление, У/Д/Д-11-11.
3. Схема и группа соединения 1/1-0.
Рассмотрим работу схемы в агрегате ЭОЦНК-27000/1Ю-75У1.
Наибольшее напряжение на обмотке НН агрегата получается при
положении предызбирателя I—III и положении избирателя /. С об-
мотки РОГЛ снимается наибольшее напряжение на обмотку РОвд.
Направления ЭДС в обмотках НН главного и вольтодобавочного
трансформаторов согласны и поэтому складываются. Это соответст-
вует ступени 1 ПУ. При последовательном прохождении положений
1—11 на избирателе с обмотки РОГл снимается все меньшее на-
пряжение и на ступени 11 НН агрегата равно НН одного главного
трансформатора. Далее происходит изменение положения предызби-
рателя с I—III на 1—11л а избиратель возвращается в положение 1.
264
Таблица 4.26
Параметры агрегата ЭОЦНК-54000/10-72УЗ
Номер ступени Мощность, кВ-А Сторона ВН, выводы А, X (ПО кВ) Сторона НН, выводы х
Ток, А Напряжение, В | Ток, А
1 649,0 41 135
2 636,5 41934
3 624,0 42 783
4 611,5 43 658
5 599,0 44 569
6 586,5 45 519
7 26 700 242,7 574,0 46 510
8 561,5 47 545
9 549,0 48 628
10 536,5 49 761
11 524,0 50 948
12 511,5 52 193
13 499,0
14 26 027 236,6 486,5
15 25 359 230,5 474,0
16 24 690 224,4 461,5
17 24 021 218,3 449,0
18 23 352 212,4 436,5
19 22 684 206,2 424,0
20 22 015 200,1 411,5
21 21 306 193,8 399,0
22 21 306 193,8 399,0
23 21 306 193,8 399,0
24 20 677 187,9 386,5
25 20 009 181,9 374,0
26 19 340 175,8 361,5
27 18671 169,7 349,0 53 500
28 18 002 163,6 336,5 ОО uvV
29 17 334 157,5 324,0
30 16 665 151,5 311,5
31 15 996 145,4 299,0
32 15 327 139,3 286,5
33 14 659 133,2 274,0
34 13 990 127,1 261,5
35 13 327 121,1 249,0
36 12 652 115,0 236,5
37 11 984 108,9 224,0
38 11*315 102,8 211,5
39 10 646 96,7 199,0
40 9978 90,7 186,5
41 9309 84,6 174,0
42 8640 78,5 161,5
43 7971 72,4 149,0
Примечание. Агрегаты допускают работу в трехфазной группе при схеме
соединения Д/Д-0 либо У/Д-0 (с глухозаземленной нейтралью ВН).
18—6
265
Таблица 4.27
Параметры агрегата ЭОДЦНК-33300/229-78УЗ
Нойер ступени Положение предызби- рателя Контакт избирателя, обтекае- мый током Мощность, кВА Обмотка ВН, выво- ды А, X, на- пряжение 220/Уз? кВ Обмотка НН, выводы at, а2, Xi, х2
Ток, А Напряже- ние, В Ток, А
1 1 325 82 154
2 2 318,5 83 759
3 3 312,5 85 435
4 4 306 87 178
5 5 300 89 000
6 6 293,5 90 887
7 1 п 1 л 7 287,5 92 870
8 9 13—14 8 9 26 700 201 281 275 94 930 97 091
10 10 268,5 99 345
11 11 262,5 101 714
12 12 256 104 195
13 13 250
14 14 250
15 1 250
16 2 26 032 196 243,5
17 3 25 365 191
18 4 24 697 186
19 5 24 030 181 1 ГК ЙПП
20 1 1 я 6 23 361 176 1U J сии
21 1——14 7 22 695 171
22 8 22 025 166 237,5
23 9 21 360 161
24 10 20 690 156
25 11 20 023 151
26 12 19 355 146
27 13 18 690 141
Примечания: 1. Параметры агрегата указаны при соединенных накоротко вы -
водах Хт1 —* Хт2 и номинальном напряжении питающей сети.
2. Агрегаты допускают соединение в трехфазн^ю группу со схемой и группойсзе-
динения У/Д/Д-11-11 (с гл ухозаземленной нейтралью ВН).
3. Схема и группа соединения 1/1-0.
Начиная со ступени 14 меняется знак напряжения, снимаемого
с обмотки РОгл и подводимого к обмотке РОп. Напряжение ^ннВд
вычитается из напряжения (/ННгл. Минимальное напряжение, соот-
ветствующее ступени 23, получается при положении предызбирателя
I—II и положении избирателя И. Работа схем остальных агрегатов
рассматриваемой группы аналогична.
Остовы главного и вольтодобавочного трансформаторов — стерж-
невого типа. Прессовка стержней осуществляется стеклобандажами,
266
ярм — ПоЛуХомутами (см. § 3.1). У агрегата ЙОЦНК-40000/150-68У1
предусмотрена сборка остовов вне бака, т. е. остовы главного и
вольтодобавочного трансформаторов устанавливаются на пластинах
и скрепляются с ними болтовыми соединениями. Вверху остовы
крепятся к балкам, за которые осуществляется подъем двух остовов
вместе, а также подъем всей активной части агрегата при ее опуска-
нии в бак. Остовы агрегатов других типов этой группы не имеют
отдельной предварительной сборки. Каждый из них устанавливается
на днище бака и там фиксируется с помощью шипов. У агрегатов
ЭОЦНК-27000/110-75У1, а также ЭОЦНК-54000/110-72УЗ (начиная
с 1978 г.) предусмотрена установка остова вольтодобавочного транс-
форматора на специальных домкратах, что облегчает монтаж соеди-
нения обмоток НН главного с обмотками НН ’ вольтодобавочного
трансформаторов. Каждый из остовов отдельно (если нет сборки
остовов) или сборка остовов имеет распорные устройства для их
крепления в верхней части бака.
На стержне главного трансформатора всех агрегатов,
кроме ЭОДЦНК-83300/220-78У1, располагается пятиходовая вин-
товая РО, намотанная на бумажно-бакелитовом цилиндре.
В ЭОДЦНК-83300/220-78У1 обмотка — шестиходовая винтовая. В
радиальном направлении располагается от четырех до восьми па-
раллельных -проводников, два из которых служат для набора необ-
ходимого сечения, а остальные собираются последовательно для на-
бора необходимого числа регулировочных ветвей. Так, в
ЭОЦНК-54000/110-72УЗ обмотка РОГЛ — пятиходовая винтовая с во-
семью параллелями в радиальном направлении, т. е. всего 5x8=
=40 проводников. Это позволяет выполнить 20 регулировочных вет-
вей, каждая из которых состоит из двух параллелей (40:2=20).
Таким образом, при одном положении предызбирателя полу-
чается 20 разных положений. Второе положение предызбирателя
позволяет получить .еще 20 различных положений. С учетом конкрет-
ной кинематики устройства РНОА-35/ЮОО, когда три положения
в середине диапазона используются для подготовки схемы (напря-
жение НН агрегата при этом не изменяется), получаются 43 сту-
пени (см. табл. 4.26).
Следующей по расположению является переплетенная обмотка
ВН. У агрегатов, допускающих при работе в трехфазной группе со-
единение обмоток ВН только в звезду, линейные выводы рассчита-
ны на полную изоляцию: 150 кВ для ЭОЦНК-40000/150-68У1 и
220 кВ для ЭОДЦНК-83300/'220-78У1. Нейтральные концы имеют
облегченную изоляцию: у агрегата ЭОЦНК-40000/150-68У1 нейтраль
имеет изоляцию по ГОСТ 1516.1-76 для трансформаторов, допускаю-
щих работу с разземлением нейтрали класса 150 кВ; у агрегата
ЭОДЦНК-83300/220-78УЗ глухозаземленная нейтраль рассчитана на
испытательное напряжение промышленной частоты 85 кВ. Агрегаты,
допускающие соединение обмоток ВН в трехфазной группе как
в звезду, так и в треугольник, имеют изоляцию обоих выводов обмо-
ток ВН на полное напряжение соответствующего класса. Таким тре-
бованиям удовлетворяет конструкция изоляции в агрегатах
ЭОЦНК-27000/110-75У1 и ЭОЦНК-54000/110-72УЗ.
В агрегатах, питающих руднотермические ЭП, одна из обмоток
в трехфазной группе должна быть соединена в треугольник. Делает-
ся это для того, чтобы создать контур для циркулирующих токов,
вызванных несимметрией нагрузки по фазам, и не загружать этими
токами питающую сеть. Агрегаты ЭОЦНК-27000/110-75У1 и
18*
267
ЭОЦНК-54000/110-72УЗ в качестве таких обмоток имеют обмотки
ВН. При ВН более ПО кВ выполнение обоих выводов на полную
изоляцию (для обеспечения возможности соединения агрегатов
в трехфазной группе в треугольник) затруднительно. Поэтому в двух
других агрегатах этой группы в качестве обмоток, соединенных
в треугольник в трехфазной группе, выбраны обмотки РОГЛ класса
20 кВ. Это решает задачу по созданию в агрегате контура для цир-
кулирующих токов, но приводит к повышенной опасности появления
аварийного КЗ на выводах Ат—Хт (рис. 4.59,6). Обмотки РОТЛ
ввиду малой мощности не обладают достаточной динамической стой-
костью. Поэтому в конструкции агрегатов, а также в токоподводах,
Рис. 4.59а.
268
Рис. 4.596.
269
соединенных с этими выводами, должны быть приняты меры, исклю-
чающие появление КЗ обмоток РОТЛ. С этой целью, например,
в агрегате ЭОЦНК-40000/150-68У1 на крышке бака между выводами
Ат—Хт установлены изоляционные перегородки.
Наружной по расположению является двухвитковая обмотка НН
из листовой меди. Во всех агрегатах обмотки НН рассчитаны на ток
более 5-Ю4 А. Для съема такого тока обмотки НН необходимо вы-
полнять наружными. Требование по минимальному реактивному со-
1250
0)
Рис. 4.59. Габаритные и установочные размеры агрегатов НО—
220 кВ.
а — ЭОЦНК-27000/110-75У1: 1 — бак; 2 — вывод НН; 3 — расширитель; 4 — пре-
дохранительная труба; 5 —вывод ВН; 6 — отсек переключающего устройства;
7 —каретка с катками; 5 —выводы для подсоединения УПК; б —
ЭОЦНК-40000/150-68У1: / — бак; 2 —площадка для домкрата; 3 — каретка с кат-
ком; 4 — вывод НН; 5 — приводной механизм; 6 — отсек переключающего
устройства; 7 — задвижка для подсоединения системы охлаждения; 8 — вывод
нейтрали; 9 — вывод линейный; 10 — предохранительная труба; // — вывод РО;
12 — расширитель; в — ЭОЦНК-54000/1Ю-72УЗ: / — бак; 2 — вывод НН; 3 — рас-
ширитель; 4 — предохранительная труба; 5 — вывод ВН; б —устройство для
подъема агрегата в сборе; 7 — приводной механизм; 8 — каретка с катками;
9 — отсек переключающего устройства; 10 — система охлаждения; г —
ЭОДЦНК-83300/220-78У1: / — бак; 2 — вывод НН; 3 — расширитель активной ча-
сти; 4 — вывод ВН; 5 — расширитель отсека переключающего устройства и
контактора; 6 — вывод РО; 7 — приводной механизм; 8 — каретка с катками;
9 — отсек переключающего устройства.
270
Рис. 4.59г.
755±11
271
противлению ВН—НН обусловливает расположение обмотки ВН
рядом с обмоткой НН, в данном случае под обмоткой НН. Такое
взаимное расположение обмоток на стержне главного трансформа-
тора, когда обмотка ВН класса ПО кВ и более располагается между
обмотками РО и НН, значительно усложняет конструкцию изоляции.
На стержне вольтодобавочного трансформатора наружной так-
же является двухвитковая листовая обмотка НН, а внутренней —
непрерывная РО, намотанная на бумажно-бакелитовом цилиндре.
Отводы ВН и РО выполнены кабелем ПБОТ, закрепленным в изо-
ляционных планках. Соединение обмоток НН между стержнями,
а также между главным и вольтодобавочным трансформатором осу-
ществляется болтовым креплением отводов, являющихся конструк-
тивными частями листовых обмоток. Отводы РО выведены на пере-
ходную доску отсека переключающего устройства.
Соединение отводов НН с выводами НН осуществляется с по-
мощью гибких компенсаторов. Выводы ВН —усиленные категории
Б по ГОСТ 9920-75, РО — класса 35 кВ (класс обмоток РО —
20 кВ), выводы НН — водоохлаждаемые трубчатые.
Баки агрегатов имеют отдельный отсек для избирателя. У агре-
гата ЭОЦНК-27000/1Ю-75У1 в этом же отсеке располагается реак-
тор устройства РПН. Бак ЭОЦНК-40000/150-68У1 имеет верхний
разъем, остальные имеют бак колокольного типа с нижним разъемом.
Назначение отсека переключающего устройства, его связь с расши-
рителем, конструкция соединения отводов избирателя с отводами РО
через переходную доску аналогичны описанным для трансформатора
ЭОЦН-33300/35-72УЗ.
Таблица 4.28
Система охлаждения трансформаторных агрегатов 110—220 кВ
Тип агрегата Система охлаждения
Вид охлаж- дения Тип охладителей Тип масло- насосов Место установки системы охлажде- ния
ЭОЦНК-27000/110-75 У1 ЭОДЦНК-27000/110-75У1 90ЦНК-40000/150-68У1 ЭОЦНК-54000/110-72УЗ ЭОДЦНК-83300/220-78У1 Ц Ц ДЦ Ц-160/1250-1Н-У4 ГОУ-3 Ц-160/1250-1Н-У4 Ц-160/1250-Ш-У4 ГОУ-4 Т100/15 Т100/8 Т63/20 Т63/20 Т100/8 На отдельном фунда- менте То_же На баке агрегата На отдельном фунда- менте
Сборка двух остовов либо каждый из остовов в отдельности
устанавливается на шипы, приваренные к днищу. Для крепления на
время транспортирования, а также для выполнения схемы заземле-
ния остовов они имеют распорные винты и соответствующие пло-
щадки в верхней части бака. Крепление винтов осуществляется через
люки на колоколе бака (у ЭОЦНК-40000/150-68У1—при снятой
верхней части бака).
Расширители агрегатов устанавливаются на стенке цеха и свя-
заны с .агрегатами газоотводными трубами и маслопроводом. Агре-
272
Рис. 4.60. Общий вид агрегата ЭОЦНК-54000/110-72УЗ.
гаты оборудованы системами охлаждения согласно табл. 4.28. Так
как ЭОЦНК-27000/110-75У1 и ЭОЦНК-40000/150-68У1 являются
агрегатами наружной установки, то система охлаждения вида Ц
для них монтируется в закрытом помещении. Агрегат
ЭОЦНК-27000/110-75У1 имеет модификацию с системой охлажде-
ния вида ДЦ, смонтированной на отдельном фундаменте. Общий
вид, габаритные и установочные размеры агрегатов даны на рис. 4.59
и 4.60.
Все агрегаты спроектированы так, что объем демонтируемых
деталей невелик; это устанавливаемые вне агрегатов охлаждающие
устройства, расширители, выводы ВН и РО, а также приборы кон-
троля (термометрические сигнализаторы, манометры, газовые реле
и т. п.). В отличие от указанного в агрегате ЭОДЦНК-83300/220-78У1
на время транспортирования по железной дороге демонтируется,
кроме того, отсек переключающего устройства. На его место уста-
навливается заглушка, а для предохранения переходной доски от
увлажнения между заглушкой и доской закладывают мешочки с си-
ликагелем. Отсек на время транспортирования герметично закрыт.
273
глава Пятая
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОПЕЧНЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
5.1. Монтаж, ревизия и ввод в эксплуатацию
Электропечные трансформаторы (трансформаторные
агрегаты) отправляются потребителю полностью со-
бранными или частично демонтированными в зависимо-
сти от их габаритов. Перечень составных частей, демон-
тируемых с трансформатора на время транспортирова-
ния, указан в эксплуатационной документации и опреде-
ляется условиями перевозки (допустимыми габаритны-
ми размерами, механическими нагрузками при транс-
портировании и т. п.). Как правило, в трансформаторах
мощностью до 10000 кВ-А демонтажу подлежат только
контрольно-измерительные приборы (термометрические
сигнализаторы, манометры, газовые реле и т. п.).
В трансформаторах большей мощности демонтируются,
кроме того, отдельные составные части (выводы ВН,
расширители, предохранительные трубы и т. п.). Снятые
с трансформаторов детали отправляются потребителю
в специальной упаковке: маслонаполненные и.масдоцод-
порные выводы — в упаковке завода.— изготовителя вы-
водов; трансформаторы тока — в собственных кожухах,
герметически закрытых временными заглушками и за-
литых трансформаторным маслом; выводы напряжением
до 35 кВ, комплектующая аппаратура и* приборы, дви-
гатели, насосы, мелкие детали и узлы, крепеж и запас-
ные части — в деревянных ящиках. В каждом ящике
находится перечень отправляемых в нем составных ча-
стей. Некоторые детали отправляются без дополнитель-
ной упаковки, но защищенные от попадания влаги во
внутренние полости при перевозке (расширитель, радиа-
торы, каретки с катками).
а) Монтаж
По прибытии на место назначения необходимо про-
извести тщательный осмотр трансформатора, его состав-
ных частей. При осмотре необходимо особое внимание
уделить: состоянию крепления трансформатора на
транспортере или на платформе, состоянию уплотнений,
задвижек, пломб. Бак трансформатора, ящики и другие
274
составные части не должны иметь механических повреж-
дений и следов утечки масла. Требования к осмотру
трансформатора и составных частей изложены в соот-
ветствующих инструкциях, входящих в комплект экс-
плуатационной документации.
В трансформаторах, транспортируемых частично за-
литыми маслом (транспортирование без расширителя),
не позднее чем через 5 дней после прибытия на место
монтажа должна быть произведена проверка на герме-
тичность, а также взята проба масла на соответствие
требованиям табл. 5.1. Для трансформаторов, перевози-
Таблица 5.1
Пробивное напряжение и тангенс угла диэлектрических
потерь трансформаторного масла
Наименование показателя Масло
с которым при- был трансфор- матор подготовлен- ное к заливке после заливки в трансформа- тор
Пробивное напряжение, кВ Тангенс угла диэлектриче- ских потерь,. %, при напряжен- ности электрического поля 1 кВ/мм: 40 45 40
при 20*С 0,3 0,2 0,3
при 70*С 2,0 1,5 2,0
мых полностью залитыми маслом (транспортирование
с расширителем), не позднее чем через 10 дней после
прибытия на место производят внешний осмотр, провер-
ку отсутствия утечки и уровня масла.
Если после прибытия на место монтажа трансфор-
матор ставится на длительное (более 3 мес) хранение,
необходимо заполнить ёго маслом полностью и путем
установки собственного расширителя создать внутри ба-
ка избыточное давление. Контроль уровня масла в рас-
ширителе должен осуществляться по маслоуказателю,
а сообщение полости расширителя с окружающим воз-
духом должно происходить через воздухоосушитель. Во
время хранения трансформаторов необходимо система-
тически проверять уровень масла в расширителе, окрас-
ку индикаторного силикателя в воздухоОсушителе и не
реже 1 раза в 3 мес брать пробу масла на сокращенный
275
Основные параметры трансформаторного масла Т-750 [5.1]
Наименование показателя
Вязкость кинематическая,
м2/с, не более
а) при -[-50оС................... 8-10“6
б) при —30°С.................... 1600-Ю-6
Кислотное число, мг КОН на 1 г мас-
ла, не бочее....................... 0,01
Температура вспышки, определяемая
в закрытом тигле, °C, не ниже . . 135
Зольность, о/о, не более........... 0,005
Содержание водорастворимых кислот
и щелсней........................Отсутствие
Содержание механических примесей . . То же
Температура застывания, °C, не выше 55
Натровая проба, оптическая плотность,
не более........................... 0,4
Прозрачность при 5°С..............Выдерживает
Испытание коррозионного воздействия
на пластинки из меди марки Ml или
М2 по ГОСТ 859-78 ...............Выдерживает
Цвет на колориметре ЦНТ, единицы
ЦНТ, не более...................... 1
Стабильность против окисления, не
более:
ГОСТ 33-66
ГОСТ 5985-79
ГОСТ 6356-75
ГОСТ 1461-75
ГОСТ 6307-75
ГОСТ 6370-59
ГОСТ 20287-74
ГОСТ 982-80
ГОСТ 19296-73
ГОСТ 982-80
ГОСТ 2917-76
ГОСТ 20284-74
ГОСТ 981-75
ГОСТ 982-80
масса летучих низкомолекулярных
кислот, мг КОН на 1 г масла . . 0,03
массовая доля осадка,% .... 0,01
кислотное число окисленного мас-
ла, мг КОН на 1 г масла .... 0,10
Тангенс угла диэлектрических потерь
при 90°С, о/о, не более.............. 0,5
Плотность при 20°С, г/см3, не более 0,895
ГОСТ 6581-75
ГОСТ 982-80
ГОСТ 3900-47
анализ. При этом проверяются следующие характери-
стики: пробивное напряжение; tg 6 при 20 и 70°С; тем-
пература вспышки; содержание водорастворимых кислот
и щелочей; кислотное число; механические примеси; тем-
пература застывания для трансформаторов, работающих
в районах с холодным климатом. Перечисленные харак-
теристики должны соответствовать требованиям [5.1]
(см. стр. 276) или ТУ 38.101.890-81, а также удовлетво-
рять нижеследующим данным:
Для заливки или доливки трансформаторов должно
применяться масло с присадкой по [5.1] или любое др у-
гое масло с антиокислительной присадкой. Это требова-
ние вызвано тем, что смешение масел, имеющих присад-
ку, с маслами, не имеющими присадок, может привести
276
к ухудшению стабильности смеси. Поэтому доливка мас-
ла без присадки в количестве более 15% к маслу с при-
садкой может быть допущена только после испытания
смеси на стабильность.
Современные конструкции ЭПТ предусматривают вы-
сокую степень готовности к включению в эксплуатацию.
Тем не менее ввиду сложности конструкций, требований
повышенной надежности, тяжелых режимов работ, при-
менения в конструкциях материалов, которые имеют
усадку во времени, механических усилий, возникающих
в результате длительного транспортирования и т. п. при
монтаже трансформаторов перед их включением в экс-
плуатацию производится ревизия (осмотр) активной
части с обязательным подъемом активной части (при
верхнем разъеме) или со снятием «колокола» бака (при
нижнем разъеме).
б) Ревизия
Ревизия трансформаторов должна производиться
в закрытом помещении при относительной влажности не
более 85%. Перед началом разгерметизации трансфор-
матора последний должен быть прогрет до установив-
шейся температуры не менее +20°С, измеренной на
верхнем ярме. Температура активной части в период
разгерметизации должна превышать температуру точки
росы окружающего воздуха не менее чем на 5°С и не
должна опускаться ниже 4-10°С. Температура активной
части измеряется любым термометром, кроме ртутного
(во избежание попадания ртути на активную часть).
Относительная влажность воздуха определяется психро-
метром или при помощи сухого и влажного термометров
по табл. 5.2, а точка росы окружающего воздуха — по
табл. 5.3.
В период разгерметизации трансформатора необхо-
димо так организовать работу монтажного персонала,
чтобы свести до минимума время нахождения трансфор-
матора в разгерметизированном состоянии. Время на-
хождения активной части на воздухе не должно превы-
шать 16 ч при относительной влажности до 75% и 10 ч
при 85%. При относительной влажности более 85%
нельзя производить разгерметизацию ЭПТ.
При осмотре активной части (см. гл. 4) особое вни-
мание следует обратить на состояние прессовки обмоток
277
to "J I Определение относительной влажности воздуха Таблица 5.2
Показания Разнссть показаний сухого и влажного т ермометра, °< 3
влажного тер- 1 1 1 1
мометра, °C ° 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 14-5 1 5,0 | 5,5 1 6,0 6,5 1 7,0 | 7.5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 1 О'4 | 10
0 100 90 81 73 64 57 50 43 36 31 26 20 16 11 7 3 — — —
1 100 90 82 74 66 59 52 45 39 33 29 23 19 16 11 7 — — — — —•
2 100 90 83 75 67 61 54 47 42 35 31 26 23 18 14 10 — — — — —
3 100 90 83 76 69 63 56 49 44 . 39 34 29 26 21 17 13 10 — — — —
4 100 91 84 77 70 64 57 51 46 41 36 32 28 24 20 16 14 11 — — —
5 100 91 85 78 71 65 59 54 48 43 39 34 30 27 23 19 17 13 10 — —
6 1С0 92 85 78 72 66 61 56 50 45 41 35 33 29 26 22 19 16 13 10 —
7 100 92 86 79 73 67 62 57 52 47 43 39 35 31 28 25 22 18 15 12 11
8 100 92 86 80 74 68 63 58 54 49 45 41 37 33 30 27 25 21 18 15 14 .
9 100 93 86 81 75 70 65 60 55 51 47 43 39 35 32 29 27 24 21 18 17
10 100 94 87 82 76 71 66 61 57 53 48 45 4J 38 34 '31 28 26 23 21 19
И 1С0 94 88 82 77 72 67 62 58 55 50 47 43 40 36 33 30 28 25 23 20
12 юс 94 88 82 78 73 68 63 58 56 52 48 44 42 38 35 32 30 27 25 22
13 1С0 94 88 83 78 73 69 64 61 57 53 50 46 43 40 37 34 32 29 27 24
14 ICO 94 89 83 79 74 70 65 62 58 54 51 47 45 41 39 36 34 31 29 . 26
15 100 94 89 84 80 75 71 67 63 59 55 52 49 46 43 41 37 35 33 31 28
16 100 95 90 84 80 76 72 67 64 60 57 53 50 48 44 42 39 37 34 32 30
17 100 95 90 84 81 76 73 68 65 61 58 54 52 49 46 44 40 39 36 34 31
18 ICO 95 90 85 81 76 74 69 66 62 59 56 53 50 47 45 42 40 37 35 33
19 ICO 95 91 85 82 77 74 70 66 63 60 57 54 51 48 46 43 41 39 37 34
20 100 95 91 86 82 78 75 71 67 64 61 58' 55 53 49 47 44 43 40 38 36
21 100 95 91 86 83 79 75 71 68 65 62 59 56 54 51 49 46 44 41 38 37
22 100 95 91 87 83 79 76 72 69 65 63 60 57 55 52 50 47 45 42 40 38
23 100 96 91 87 83 80 76 72 69 66 63 61 58 56 53 51 48 46 43 41 39
24 100 96 92 88 84 80 77 73 70 67 64 62 59 56 53 52 49 47 44 42 40
25 100 96 92 88 84 81 77 74 70 68 65 63 59 58 54 52 50 47 45 44 42
Таблица 5.5
ОпреДелейиё Точки росы окружающей среды
Относите ЛЬ' Температура воздуха, °C
нал влаж- ность, % 0 5 10 15 1 16 1 17 | 18 1 1 19
90 — 1,0 3,5 8,5 13,3 14,3 15,7 16,4 17,3
85 —2,0 2,5 7,5 12,4 13,3 14,3 15,2 16,4
80 * —3,0 1,8 6,5 11,0 12,2 13,2 14,3 15,2
75 —3,5 0,8 5,8 ' 10,2 11,3 12,2 13,3 14,3
70 —4,4 —0,2 4,5 9,5 10,3 11,0 12,0 13,0
65 —5,0 —1,0 3,4 8,3 9,0 10,0 10,9 11,8
60 —6,8 —2,0 2,8 7,0 8,0 8,6 9,8 10,5
55' —7,5 —3,8 1,0 5,7 6,5 7,5 8,3 9,8
50 -г-8,5 —4,3 —0,5 4,3 5,0 6,0 6,8 7,8
45 —9,8 —5,5 — 1,8 2,5 3,5 4,5 5,8 6,1
40 —11,0 —7,0 —3,8 1,0 1,8 2,4 3,5 4,4
- 35 —12,8 —9,0 —4,5 —1,0 —0,3 • 0,8 1,5 2,4
30 —14,5 —10,5 —6,5 —3,0 —2,0 -1,5 —0,5 0,5
25 —16,5 —13,0 —9,0 —4,8 —4,3 —3,5 —3,0 —2,3
20 — 19,0 — 15,3 — 11,8 —8,0 —7,0 —6,5 —5,5 —4,8
Продолжение табл. 5.3
Относитель- Температура воздуха, ' ’С
ная влаж-
ность, % 20 | 21 22 23 | 24 | 25 1 26 1 27
90 18,2 19,2 20,3 21,2 22,1 23,3 24,2 25,1
85* 17,3 18,3 19,3 20,3 20,9 22,2 23,1 24,2
80 16,1 17,2 18,3 19,3 20,3 21,1 22,1 22,8
75 15,3 16,3 17,2 18,3 19,3 20,2 21,0 22,9
70 14,0 15,0 16,0 17,0 17,8 19,0 20,1 20,8
65 12,7 13,8 14,8 15,7 16,6 17,7 18,7 19,6
60 11,5 12,4 13,4 14,4 15,4 16,4 17,3 18,2
55 10,2 11,0 11,8 13,0 13,9 14,8 15,8 16,8
50 8,6 9,5 10,5 11,5 12,4 13,2 14,3 15,4
45 7,0 8,0 8,8 9,7 10,6 11,5 12,4 Щ,3
40 5,3 6,3 7,0 8,0 8,9 9,8 10,5 11,5
35 3,2 4,3 5,0 6,0 6,9 7,6 8,5 9,5
30 1,0 2,0 3,0 3,5 4,5 5,5 6,3 7,0
25 — 1,6 —0,7 0 1,0 1,8 2,5 3,5 4,3
20 —4,3 -3,5 —3,0 —2,0 —1,2 —0,2 0 1,0
Продолжение табл. 5.3
Относитель- Температура воздуха, ' ЭС
ная влаж- ность, % 28 | 29 1 30 1 31 32 | 33 | 34 1 35
90 26,0 27,1 28,2 29,1 30,1 31,0 31,8 33,0
85 25,0 25,8 27,0 28,2 29,1 29,8 30,9 31,7
80 23,2 24,9 25,8 27,0 29,0 29,0 29,8 30,5
75 22,8 23,8 24,8 26,0 26,8 27,8 28,6 29,5
279
Продолжение табл. 5.3
Относитель- Температура воздуха, °C
ная влаж- ность, % 28 29 39 | 31 ! 32 | 33 | 34 35
70 21,8 22,6 23,6 24,5 25,5 26,5 27,3 28,3
65 20,3 21,3 22,3 23,2 „4,2 25,3 26,1 26,8
60 19,1 10,1 21,3 22,4 22,8 23,7 24,6 25,4
55 17,6 18,6 19,7 20,5 21,4 22-,3 23,4 23,9
50 16,0 17,0 17,9 19,3 19,8 20,7 21,5 22,3
45 14,3 15,2 16,1 17,0 18,0 18,9 19,8 20,5
40 12,2 13,3 14,2 16,2 16,0 17,2 17,9 18,5
35 10,3 11,0 11,3 13,3 13,5 14,6 15,5 16,3
30 8,0 8,6 9,5 10,3 11,0 12,0 13,3 13,6
25 5,0 6,0 6,9 7,6 8,5 9,3 10,0 10,7
20 2,0 2,5 3,0 4,5 5,0 6,0 6,5 7,3
и остовов трансформатора и реактора (при наличии
реактора). Если окажется необходимым, то следует про-
извести подпрессовку обмоток и остовов. Подпрессовку
реактора рекомендуется осуществлять в следующей по-
следовательности: ослабить прессовку обмоток; произве-
сти подпрессовку остова вертикальными прессующими
шпильками, затем снова подпрессовать обмотки. Кроме
того, необходимо проверить все доступные болтовые
крепления активной части и замеченные ослабления
устранить подтяжкой гаек; проверить целостность всех
деревянных креплений отводов; состояние заземлений
активной части, а также изоляцию узлов, заземление
которых не предусмотрено технической документацией;
отсутствие повреждений изоляции обмоток и отводов,
а также отсутствие надломов у всех гибких присоеди-
нений токоведущих деталей; затяжку болтовых контакт-
ных соединений.
Тщательному осмотру следует также подвергнуть пе-
реключающие устройства, выполнив полный объем ра-
бот, предписанных инструкцией завода-изготовителя по
вводу переключающих устройств в эксплуатацию.
По окончании ревизии активной части трансформа-
торы заливают свежим, не бывшим в употреблении мас-
лом, имеющим характеристики, приведенные в табл. 5.1.
Заливку и доливку маслом трансформаторов класса на-
пряжения до 35 кВ включительно производят без ва-
куума. Для трансформаторов класса напряжения ПО—
150 кВ остаточное давление при вакуумировании долж-
но составлять около 54,6 кПа, для трансформаторов
280
класса напряжения 220 кВ — не более 1,3 кПа. Заливку
маслом прекращают, когда уровень масла достигнет
150—200 мм от верха крышки. При этом обработка изо-
ляции активной части вакуумом должна быть продол-
жена в течение 6 ч для трансформаторов до 150 кВ и
в течение 10 ч для трансформаторов 220 кВ. Вакуум
снимают равномерно в течение 1—1,5 ч с подачей воз-
духа в бак через воздухоосушители, заполненные сили-
кагелем. При положительных результатах проверки про-
бы масла, взятой на сокращенный анализ из бака после
24 ч отстоя, трансформатор собирают окончательно,
производят доливку маслом и перекатывают на фунда-
мент.
в) Испытания
Каждый трансформатор подвергается на заводе-изго-
товителе приемо-сдаточным испытаниям. Кроме того, на
первом (головном) образце каждого нового типа транс-
форматора до его запуска в серийное производство про-
водятся квалификационные испытания. Объем обоих ви-
дов испытаний устанавливается техническими условиями
на данный тип ЭПТ. Результаты приемо-сдаточных испы-
таний указываются в паспорте трансформатора. Для
проверки трансформаторного оборудования после мон-
тажных работ перед вводом в эксплуатацию необходимо
произвести пусконаладочные испытания. Их проводят на
полностью собранном и установленном в камере (или на
другом специально предназначенном для этого месте,
например на трансформаторной эстакаде) трансформа-
торе. В объем пусконаладочных испытаний входят:
1. Испытание на маслоплотность избыточным давле-
нием столба масла высотой 0,6 м над высшим рабочим
уровнем масла в расширителе в течение 3 ч при темпе-
ратуре масла в баке не ниже +Ю°С. При этом течи мас-
ла должны отсутствовать.
2. Испытание пробы масла после доливки и отстоя
в течение не менее 24 ч при температуре масла не ниже
+5°С. Пробу масла подвергают сокращенному анализу
на соответствие требованиям табл. 5.1, а также на про-
бой и измерение tg S на соответствие параметрам транс-
форматорного масла [5.1 J.
3. Опыт XX при пониженном напряжении, если руко-
водствоваться указаниями [5.2]. Частота и напряжение
19-6 281
должны соответствовать результатам заводских испыта-
ний. Соотношение потерь для трехфазных трехстержне-
вых трансформаторов не должно отличаться от указан-
ных в паспорте более чем на 5%; для трехфазных пяти-
стержневых (с боковыми ярмами) и для однофазных
трансформаторов — более чем на 10%.
4. Измерение характеристик изоляции производят не
ранее, чем через 12 ч после окончания заливки маслом.
Непосредственно перед измерением выводы трансформа-
тора должны быть протерты спиртом. Измерение реко-
мендуется производить в сухую ясную погоду при тем-
пературах изоляции: не ниже -f-10°C для ЭПТ класса
напряжения до 150 кВ включительно и при температуре,
близкой к указанной в паспорте трансформатора, для
ЭПТ 220 кВ. За температуру изоляции трансформатора,
не подвергавшегося предварительному прогреву, прини-
мается температура масла в верхних слоях. За темпера-
туру изоляции трансформатора, подвергавшегося про-
греву, принимается средняя температура обмотки ВН,
определяемая по электрическому сопротивлению обмот-
ки постоянному току. Измерение этого сопротивления
следует производить не ранее, чем через 60 мин после
отключения нагрева током в обмотке. Измерение харак-
теристик изоляции производится по схемам, указанным
в паспорте трансформатора.
Часто температура, при которой производится изме-
рение характеристик изоляции на монтаже, отличается
от температуры, при которой характеристики сняты при
приемо-сдаточных испытаниях на заводе-изготовителе.
Для приведения результатов измерения характеристик
изоляции на монтаже к температуре заводских испыта-
ний проводится пересчет с помощью коэффициента Ki
табл. 5.4 для приведения tgfi и с помощью коэффици-
ента К2 Для приведения R60. Если температура изоляции
трансформатора на монтаже ниже заводской, при кото-
рой измерялись параметры изоляции, то при приведении
к температуре заводских измерений необходимо для tg 6.
данные измерений умножить на Ki, соответствующий
разности температур; для /?6о данные измерений необхо-
димо разделить на /G, соответствующий разности тем-
ператур. Если температура изоляции трансформатора на
монтаже больше заводской, при которой измерялись па-
раметры изоляции, то при приведении к температуре
заводских измерений необходимо для tg 6 данные изме-
282
Таблица 5.4
Коэффициенты для приведения и tg 8 к температуре
заводских измерений
Коэффи- Разность температур, °C
циент 1 5 1 1 10 15 ' | 20 25 30
к. 1,03 1,15 1,31 1,51 1,75 2,0 2,3
кг 1,04 1,22 1,5 1,84 2,25 2,75 3,4
рений разделить на JG, соответствующий разности тем-
ператур; для /?бо данные измерений следует умножить
на 7G, соответствующий разности температур. Парамет-
ры изоляции, измеренные на монтаже и приведенные
к температуре заводских измерений, должны быть:
/?бо—не менее 70%, tgS — не более 130% значения, ука-
занного в паспорте трансформатора.
5. Снятие угловой диаграммы на соответствие требо-
ваниям, указанным в паспорте на трансформатор. Для
резисторных переключающих устройств, а также для
устройств с контактором на вакуумных дугогасительных
камерах дополнительно необходимо снять осциллограм-
му работы контактора й сравнить ее с имеющейся в экс-
плуатационной документации.
6. Проверка коэффициента трансформации на всех
ступенях по методике [5.2]. Измеренный коэффициент
трансформации не должен отличаться более чем на 2%
от коэффициента трансформации, указанного в паспорте
трансформатора.
7. Проверка группы соединения обмоток трансфор-
матора по методике [5.2].
8. Измерение электрического сопротивления обмоток
постоянному току. Значения сопротивлений, полученные
на одинаковых ответвлениях разных фаз и приведенные
к температуре заводских измерений, не должны отли-
чаться друг от друга или от заводских данных более чем
на ±2%.
г) Ввод в эксплуатацию
После проведения пусконаладочных испытаний про-
изводят монтаж системы охлаждения, а также наладку
установленных на трансформаторе защит и контрольно-
19» 283
измерительной аппаратуры. При этом необходимо про-
извести: проверку на несрабатывание газового реле во
всех режимах пуска насосов циркуляции масла (для си-
стем видов ДЦ и Ц), проверку изоляции цепей газового
реле при помощи мегаомметра, а также испытание на-
пряжением 1500 В переменного тока. Проверке подлежит
уровень масла в расширителе. Верхний кран на крышке
газового реле должен быть расположен ниже (не менее
чем на 50 мм) возможного наиболее низкого уровня
масла в расширителе. Далее проверяют работу реле
уровня масла (или стрелочного маслоуказателя) и его
электрических цепей. При снижении уровня масла в рас-
ширителе ниже допустимого контакты реле должны
замкнуться, а при заполнении расширителя маслом кон-
такты дрлжны разомкнуться. В манометрических термо-
метрах и электроконтактных манометрах (в навесных
системах охлаждения) переводят вручную стрелки-
уставки и проверяют замыкание сигнальных цепей. Вто-
ричные обмотки трансформаторов тока должны быть
замкнуты на приборы или накоротко.
Включение под напряжение допускается производить
не ранее, чем через 12 ч после последней доливки мас-
ла. После окончательной доливки масла необходимо
приоткрыть все пробки на люках, выводах, радиаторах
(или маслоохладителях) до появления в них масла для
выпуска воздуха из трансформатора.
Непосредственно перед включением необходимо:
1. Проверить действие всей установленной защиты и
убедиться в отсутствии воздуха в газовом реле. На вре-
мя пробного включения (включение «толчком» на номи-
нальное напряжение) должно быть обеспечено макси-
мальное быстродействие защит. Поэтому у газовой
защиты цепь сигнальных контактов переключается на
«отключение» трансформатора, а токовая отсечка отст-
раивается только от толчков намагничивающего тока
(максимальную токовую защиту устанавливают с нуле-
вой выдержкой времени).
2. Опробовать действие приводов выключателей
трансформаторов (при разомкнутых разъединителях) и
действие механизмов блокировки печных выключателей.
3. Убедиться в исправности работы системы охлаж-
дения трансформатора. Проверить отсутствие течей мас-
ла (для систем вида ДЦ и Ц), правильность показаний
расходомеров и манометров (для систем вида Ц).
284
4. Проверить внешним осмотром состояние трансфор-
матора, отсутствие посторонних предметов на нем, уро-
вень масла в расширителе (в каждом из его отсеков,
если таковые имеются), сообщение расширителя (его от-
секов) с баком (его отсеками), показания всех установ-
ленных термометров и манометров, заземление бака.
5. Проверить подсоединение защитных разрядников
к выводам ВН и РО и установку пробивных предохра-
нителей (либо токоограничивающих сопротивлений) к
выводам НН трансформатора.
Включение трансформатора под номинальное напря-
жение следует произвести со всеми предусмотренными
проектом защитами с тем, чтобы при наличии неисправ-
ностей трансформатор был немедленно отключен. Вклю-
чение «толчком» осуществляется при XX. Если короткая
сеть смонтирована и подсоединена к трансформатору, то
электроды печи должны быть подняты. Электронасосы
системы охлаждения вида Ц или ДЦ включаются одно-
временно с включением трансформатора. Разрешается
временно с целью тщательного «прослушивания» вклю-
чить трансформатор без системы охлаждения на срок
не более 30 мин при условии, что температура масла в
верхних слоях не превысит 50 °C. При первом включении
трансформатора «толчком» его следует выдержать под
напряжением не менее 30 мин с целью наблюдения за
его работой.
После отключения трансформатора и снятия напря-
жения необходимо привести релейную защиту в исход-
ное состояние, переключив сигнальные контакты газовых
реле на «сигнал» и восстановив уставку максимальной
токовой защиты. Далее следует произвести несколько
включений трансформатора «толчком» на номинальное
напряжение для проверки отстройки установленной за-
щиты от бросков намагничивающего тока. При удовле-
творительных результатах пробного включения транс-
форматор может быть включен под нагрузку и сдан в
эксплуатацию.
5.2. Уход за трансформаторами
Систематический надзор за работой ЭПТ является
одним из основных эксплуатационных средств повыше-
ния их надежности. Рассмотрим основные положения по
обслуживанию ЭПТ в эксплуатации, составленные в со-
285
ответствии с действующими правилами и положениями
нормативных документов, инструкциями по эксплуата-
ции ЭПТ, включающими основные рекомендации руко-
водящих указаний по эксплуатации ЭПТ, а также учи-
тывающими опыт эксплуатации ЭПТ в отдельных
производствах [5.3 и(5.4].
Рекомендуемая система эксплуатационного надзора
за ЭПТ включает: 1) наблюдение за нагрузкой и тем-
пературой трансформаторов; 2) осмотры трансформато-
ров; 3) эксплуатационный надзор за трансформаторным
маслом.
Все работы по эксплуатационному надзору за ЭПТ
должны производиться с соблюдением действующих
правил техники безопасности при эксплуатации электро-
установок потребителей.
а) Наблюдение за нагрузкой
Контроль нагрузки ЭПТ, работающих с резкопере-
менной нагрузкой (см. § 2.4) (ДСП, рафинировочные
ферросплавные печи и т. п.), обычными стрелочными
приборами практически невозможен. В период плавле-
ния твердой шихты ЭПТ для ДСП работают с наиболь-
шей мощностью и в наиболее тяжелых условиях. В этот
период расходуется более половины электроэнергии.
Перегрузка трансформатора сверх требований, указан-
ных в эксплуатационной документации, приводит к уско-
рению старения изоляции и преждевременному выходу
трансформатора из строя. Тем более важен своевремен-
ный и четкий контроль нагрузки ЭПТ. Поэтому, кроме
применения стрелочных, в этих случаях следует произ-
водить контроль нагрузки самопишущими амперметра-
ми. Это позволяет выявить характер нагрузки и пиковых
значений тока. Размер тока в случаях резкопеременной
нагрузки следует определять однофазными квадратич-
ными счетчиками амперчасов со своевременным подсче-
том среднеквадратичного тока.
Контроль нагрузки ЭПТ со спокойным режимом
работы почти на всем своем протяжении (индукционные,
электрошлаковые печи и т. п.) можно осуществлять
обычными стрелочными приборами. При превышении на-
грузки сверх допустимой должны быть приняты меры
по ее снижению.
286
Одним из основных критериев размера нагрузки яв-
ляется температура трансформатора. Допустимые зна-
чения основных превышений температур при номиналь-
ных условиях охлаждающей среды, по которым ведется
проектирование и определяется нагрузочная способность
трансформаторов, регламентируются [2.1]. Эти норми-
руемые превышения температуры не определяют одно-
значно распределение температур в трансформаторе, а
следовательно, и температуру наиболее нагретой точки,
которую можно определить непосредственно с помощью
термодатчиков по результатам специальных испытаний
[5.5]. Поэтому в настоящее время исключительное рас-
пространение в эксплуатации получил контроль за
тепловым состоянием трансформатора по температуре
масла в верхних слоях.
Как правило, превышение температуры масла в верх-
них слоях в ЭПТ при номинальной нагрузке ниже зна-
чений, нормированных [2.1]. В конструкциях с навесны-
ми системами охлаждения предельно допустимые значе-
ния температуры масла в верхних слоях указаны в
эксплуатационной документации. При превышении
указанных значений температуры необходимо снизить
нагрузку.
б) Осмотры
Различают плановые эксплуатационные и внеочеред-
ные осмотры. Плановые осмотры подразделяются на
текущие, производимые при каждой приемке-сдаче сме-
ны; контрольные, производимые не реже 1 раза в 10
дней, и периодические, производимые не реже 1 раза
в 6 мес. Текущие и контрольные осмотры осуществляют
без отключения трансформатора, периодические — при
отключенном трансформаторе.
При текущем осмотре необходимо обращать внима-
ние на: 1) характер шума трансформатора; 2) отсутст-
вие следов масла, целостность стекла на выхлопной
трубе, состояние всех уплотнений; 3) наличие и уровень
масла в расширителе (его отсеках) и в кожухе контак-
тора (в реакторных устройствах РПН); 4) температуру
масла в трансформаторе (в основном баке и в его отсе-
ке, если таковой имеется); 5) работу системы охлажде-
ния. Для трансформаторов с системой охлаждения вида
Ц проверить показания контрольно-измерительных при-
287
боров й отсутствие следов масла в охлаждающей воде.
При контрольном осмотре выполняются работы, пре-
дусмотренные текущим осмотром. Дополнительно необ-
ходимо обратить внимание на:
1. Состояние индикаторного силикагеля в воздухо-
осушителе; отсутствие отстоя воды в расширителе, кожухе
контактора (для реакторных устройств РПН) и в ниж-
ней части бака путем спуска небольшого количества
масла через контрольный кран расширителя и пробки на
кожухе контактора и нижней части бака соответственно.
2. Исправное состояние защитного заземления, от-
сутствие следов коронирования и загрязнения изолято-
ров, состояние контактных соединений на выводах ЭПТ
путем внешнего осМЪтра в доступных для осмотра ме-
стах.
3. Исправное состояние кабельных воронок в камере
ЭПТ.
Периодический осмотр ЭПТ на отключенном транс-
форматоре должен производиться особо тщательно с
проведением необходимых опробований и измерений.
Кроме исправления всех замеченных недостатков, следу-
ет произвести:
1. Проверку всех спускных кранов и вспомогательных
устройств, отсутствие засоренности всех маслопроводов.
Спустить влагу из бака трансформатора (его отсека) и
расширителя (его отсека). Произвести ревизию защит-
ного заземления с измерением переходного сопротивле-
ния. Тщательно проверяется исправность всех уплотне-
ний и отсутствие течей масла.
2. Осмотр охлаждающих устройств и контрольно-из-
мерительной аппаратуры; проверяется исправность всех
фланцевых соединений в системах охлаждения.
3. Осмотр и ревизию переключающего устройства в
объеме, предписанном инструкциями заводов-изготови-
телей в зависимости от числа переключений, производи-
мых за время от предыдущего периодического осмотра.
4. Испытания трансформатора в следующем объеме;
измерение характеристик изоляции обмоток, измерение
электрического сопротивления обмоток постоянному то-
ку, проверка коэффициента трансформации, определение
потерь XX, испытание трансформатора гидростатическим
давлением и сокращенный анализ масла.
Внеочередные осмотры в отличие от плановых про-
изводятся после аварийных отключений ЭПТ. Объем
288
осмотра и перечень работ определяются индивидуально
в каждом конкретном случае и зависят от причины, выз-
вавшей отключение трансформатора.
в) Надзор за маслом
Трансформаторное масло, находящееся в эксплуата-
ции, постоянно ухудшает свои характеристики. Происхо-
дит так называемое «старение» масла. Испытание масла
на пробой и сокращенный химический анализ масла по-
зволяют сделать заключение о его пригодности к даль-
нейшей эксплуатации.
Первые испытания масла производят через 3 мсс
после включения ЭПТ. В процессе нормальной эксплуа-
тации испытание масла на электрическую прочность
производят 1 раз в 6 мес, сокращенный химический ана-
лиз масла и измерение tg6—1 раз в год. Кроме того,
внеочередные пробы масла должны отбираться при ава-
рийных отключениях ЭПТ, а также при отклонениях от
нормальной работы (выделение газа, повышенный гул
внутри бака и т. п.). В этих случаях производят сокра-
щенный химический анализ масла. При выделении го-
рючего газа из газового реле определяют температуру
вспышки масла.
Масло в отсеках, где размещены избиратели устрой-
ства РПН, должно удовлетворять требованиям, предъ-
являемым к маслу в основном баке ЭПТ. Масло из
контакторов РПН проверяется на отсутствие влаги и на
пробивное напряжение, допустимое значение которого
указано в эксплуатационной документации на конкрет-
ное переключающее устройство.
5.3. Ремонтные работы
Планово-предупредительные ремонты ЭПТ предусма-
тривают межремонтное обслуживание и ремонты: теку-
щий, средний и капитальный.
Межремонтное обслуживание носит профилактиче-
ский характер и выполняется в межремонтный период.
При этом осуществляют наблюдение за состоянием
трансформатора, выявляют неисправности и устраняют
мелкие дефекты (устранение течей, подтяжка креплений
и т. п.), проверяют состояние изоляции и исправность
289
заземления, проверяют и при необходимости устраняют
неисправности в работе системы охлаждения (регулиро-
вание расходов и давления по масляной и водяной сто-
роне для систем вида Ц, подтяжка уплотнений, чистка’
водяных полостей маслоохладителей и т. п.), проверяют
и заменяют силикагель в воздухоосушителе и термоси-
фонном фильтре (или адсорбере).
К межремонтному обслуживанию относятся также
профилактические осмотры контакторов переключающих
устройств. Надежность работы ЭПТ во многом зависит
от своевременной и качественно выполненной ревизии
контактора РПН. Ревизия устройств РПН производится
в сроки, установленные инструкцией на конкретное пе-
реключающее устройство, и осуществляется на отклю-
ченном трансформаторе. При этом вскрывают крышку
кожуха контактора (для реакторных устройств) или
поднимают выемную часть контактора (для резисторных
устройств), сливают масло и очищают от нагара и грязи
узлы контактора. Измеряют и при необходимости заме-
няют контакты, разрывающие дугу.
В переключающих устройствах с вакуумными дуго-
гасительными камерами производят замену камер после
выработки ресурса в зависимости от тока переключаю-
щего устройства. Производят регулирование положения,
хода и давления контактов. После проведения всех
предписанных инструкцией завода-изготовителя работ по
ревизии контактора необходимо снять круговую диаграм-
му, а для резисторных устройств — дополнительно ос-
циллограмму последовательности работы контактов.
Одновременно производятся осмотр приводного ме-
ханизма переключающего устройства и подтяжка
болтовых соединений, проверяется состояние контактов
реле, наличие смазки, состояние уплотнений, правиль-
ность работы предельных выключателей, механического
ограничителя захода за крайние положения и т. п.
В процессе эксплуатации трансформатора могут воз-
никать различные нарушения его работы. Одни из них
не препятствуют его дальнейшей эксплуатации. Другие,
хотя и не приводят к немедленному отключению транс-
форматора, но требуют изменения в режиме его работы.
Так, снижение интенсивности охлаждения требует умень-
шения нагрузки. И, наконец, ряд нарушений требует
немедленного исключения ЭПТ из работы. Во всех слу-
чаях срабатывания релейной защиты повторное включе-
290
ние трансформатора возможно'только после тщательно-
го анализа и устранения причин, вызвавших отключение.
В зависимости от объема повреждений, а следова-
тельно, и объема восстановительных работ различают
текущий, средний и капитальный ремонты.
Текущий ремонт является наименее трудоемким и
выполняется сменным техническим персоналом на месте
установки ЭПТ. Средний ремонт производится в условиях
электроцеха с привлечением специализированных орга-
низаций. Капитальный ремонт включает полную или ча-
стичную смену обмоток, активной стали, ремонт пере-
ключающего устройства, бака трансформатора и т. п. и
должен производиться специализированными организа-
циями.
После каждого из видов ремонта в результате замены
или ремонта поврежденных либо изношенных узлов в
ЭПТ должны быть восстановлены качества, предусмо-
тренные техническими условиями. Более подробно во-
просы ремонта ЭПТ рассмотрены в [5.6].
приложение 1
Охлаждающие устройства электропечных трансформаторов
Тип трансформатора Вид охлаждения Охлаждающее устройство
Теплообменник Электронасос Размещение
ЭТМПК-1000/10-70 ЭТМПК-2000/10-71 ЭТМПК-3200/10-71 ЭОМП-1000/10-72 ЭОМП-1600/10-72 ЭОМП-2000/10-72 ЭТМП-1250/10-75 ЭОМН-2000/Ю ЭОМН-2700/10-73 ЭОМН-4200/10-73 ЭТМН-2000/10-72 . М Трубчатые ра- диаторы нет Навесное на баке
ЭТДЦН-3200/10-65 ЭОДЦН-4000/10-73 ЭОДЦН-4800/10-70 ЭОДЦНК-83300/220-78 дн ДЦ-33,5/1200-1Н T16/10VI
ГОУ-4 Выносное
ЭТЦПК-6300/10-72 ЭТЦПК-12500/10-74 ц Ц-63/900-3-Н | T16-10VI Навесное на баке
Ц-160/1250-1-Н T63/20VI
ЭОЦН-8200/10-69 ЭОЦНК-27000/110-75 ЭОЦНК-40000/150-68 Выносное
ЭОЦНШ-12500/10-74 ЭТЦН-32000/35-71
Навесное на баке
ЭОЦНК-54000/110-72 ТЭ-100/20
ЭОЦНШ-6300/10-77 Ц-100/1100 2-Н T63/20VI
291
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочная таблица электропечных трансформаторов
Тип трансформатора Класс . напряжения, кЁ Способ регулирования напряжения Вид электропечи
ЭТМПК-1 ООО/10-70 ЭТМПК-2000/10-71 ЭТМПК-3200/10-71 ЭТЦПК-6300/10-72 ЭТЦПК-12500/10-72 6 или 10 ПБВ Дуговые сталепла- витьные малой ем- кости
ЭТЦВД-20000/10-76 10 РПН Дттовые сталепла- вильные большой емкости
ЭТЦНК-20000/35-76 ЭТЦН-32000/35-71 ЭТЦН-52000/35-71 АТЦН-63000/35-77 ЭТЦ-63000/35-76 АТЦН-45000/35-68 ЭТЦ-45000/35-68 35
ЭОМП-1000/10-72 ЭОМП-1600/10-72 ЭОМП-2000/10-72 ЭТМП-1250/10-75 6 или 10 ПБВ Индукционные и миксеры
ЭОМН-2700/10-73 ЭОМН-4200/10-73 ЭТМН-2000/10-72 ЭТДЦН-3200/10-69 ЭОМЦ-2000/Ю 6 или 10 РПН
ЭОДЦН-4000/10-73 ЭОДЦН-4800/10-70 ЭОЦНШ-6300/10-77 ЭОЦНШ-12500/10-74 6 или 10 РПН Электрош лако вые
ЭОЦН-8200/10-69 ЭОЦН-33300/35-72 ЭОЦНК-27000/110-75 ЭОЦНК-40000/150-68 ЭОЦНК-54000/110-72 ЭОДЦНК-83300/220 -78 10 35 110 150 ПО 220 РПН Руднотермические
292
ПРИЛОЖЕНА 5
Переключающие устройства, применяемые в электропечных
трансформаторах
Переключающее устройство Тип трансформатора
Тип Вид Токоограни- чивающее сопротив- ление
НТ-4ХЗ-350/10 ПБВ Нет ЭТМПК-1000/10-70 ЭТМПК-2000/10-71 ЭТМП К-3200/10-71 ЭТЦПК-6300/10-72
НТ-4ХЗ-625/10 -ЭТЦПК-12500/10-74
ПЛ-11-10/630 ЭОМП-1000/10-72 ЭОМП-1600/10-72 ЭОМП-2000/10-72
ПТЛ-11-10/630 ;ЭТМП-1250/10-75
РНО-13-625/Ю РПН Реакторное ЭОМН-2000/Ю ЭОЦН-8200/10-69
РНО-23-630/10 ЭОМН-2700/10-73 ЭОМН-4200/10-73
РНО-20-630/35 ЭОЦНК-27000/110-75 ЭОЦНК-40000/150-68
РНО-17-630/35 ЭОДЦН-4000/10-73 ЭОДЦН-4800/10-70
РНО-17-1000/35 ЭОЦНШ-6300/10-77 ЭОЦНШ-12500/10-74
РНТ-13-625/35 ;ЭТДЦН-3200/10-69
РНТ-20Г-625/35 ЭТЦН-32000/35-71 ЭТЦН-52000/35-71
РНТ-24-625/35 АТЦН-45000/35-68
РНТА-3-630/10 Резисторное ЭТМН-2000/10-72
РНТА-23/1000 В ЭОЦН-33300/35-72 АТЦН-63000/35-77
РНОА-35/ЮОО ЭОЦНК-54000/110-72
РНОА-35/1250—-24/27 ЭОДЦНК-83300/220-78
293
СПИСОК ЛИТЕРАТУЫ
1.1. Электротехническая/промышленность СССР. — М.: Информ-
стандартэлектро, 1967. — 600 с.
1.2. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов для дуговых
электрических печей. — М.—Л., Госэнергоиздат, 1959, —208 с.
2.1. ГОСТ 11677-75. Трансформаторы силовые. Общие техниче-
ские условия.
2.2. СТ СЭВ 1103-78. Трансформаторы силовые. Термины и оп-
ределения.
2.3. ГОСТ 721-77. Системы электроснабжения, сети, источники,
преобразователи и приемники электрической энергии. Номиналь-
ные напряжения свыше 1000 В.
2.4. Аишин В. Ш., Мейксон В. Г., Рыбаков А. Е. Трансформа-
торы для промышленных электропечей. — Электротехническая про-
мышленность. Аппараты высокого напряжения, трансформаторы,
силовые конденсаторы, 1975, вып. 8(52), с. 3—6.
2.5. Bonis Р., Coppadoro F. Transformatoren ftir Lichtbogeh —
Schmelzofen. — Brown Boveri Mitteilungen, 1973, Bd 60, №.10/11,
S. 456—467.
2.6. Feyertag H. Transformatoren fiir Lichtbogenofen. — Klepzig
Fachberichte, 1974, № 4, S. 133—137.
2.7. Heindl H. Ofen- und Gleichrichtertransformatoren. — ETZ-A,
1977, № 3, S. 228—231.
2.8. Henry X. Recherche d’optimisation des caracteristiques des
transformateurs des fours a arc. — Revue Generale de 1’Electricite,
1975, № 7/8, p. 543—548.
2.9. z Схемы регулирования напряжения электропечных транс-
форматоров/Н. И. Захваткин, О. Е. Камская, А. Г. Крайз,
В. Г. Мейксон. — Электротехника, 1978, № 10, с. 10—14.
2.10. Kreuzer J. Hochstromtransformatoren und Drossein ftir Glei-
chrichter- und Ofenanlagen. — Brown Boveri Mitteilungen, 1976,
Bd 63, № 7, S. 455—461.
2.11. Coppadoro F. Transformatori per forni elettrici ad atco.—
Elettrificazione, 1974, № 5, p. 215—220.
2.12. Brehler R. Ofentransformatoren zum Speisen von Lichtbo-
genofen mit Ofenschalter im Zwischenkreis. — Siemens — Zeitschrift,
1976, № 1, S. 9—17.
2.13. Толстиков H. А. Новая конструкция печного трансформа-
тора.— Электротехническая промышленность, 1963, № 4, с. 15—18.
2.14. Влияние работы дуговых сталеплавильных печей на на-
пряжение электрических сетей/А. П. Михеев, М. Д. Бершицкий,
М. Я. Смелянский, Р. В. Минеев. — Инструктивные указания по
проектированию электротехнических промышленных установок, 1971,
№ 12, с. 3—9.
2.15. ГОСТ 7207-79. Трансформаторы трехфазные для дуговых
сталеплавильных печей. Ряды номинальных мощностей и напряже-
ний.
2.16. Петров Г. Н. Электрические машины. Ч. 1. — М.: Энер-
гия, 1974. — 240 с.
2.17. ГОСТ 1516.1-76. Электрооборудование переменного тока
на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической проч-
ности изоляции.
2.18. Долгинов А. И. Перенапряжения в электрических систе-
мах.— М. — Л.: Госэнергоиздат, 1962. — 512 с.
294
2.19. Геллер Б., Веверка А. Импульсные процессы в электриче-
ских машинах. — М.: Энергия, 1973. — 440 с.
2.20. Сапожников А. В. Уровни изоляции электрооборудования
высокого напряжения. — М.: Энергия, 1969. — 296 с.
2.21. ГОСТ 22756-77. Трансформаторы (силовые и напряже-
ния) и реакторы. Методы испытаний электрической прочности Изо-
ляции.
3.1. ГОСТ 1516.2-76. Электрооборудование и электроустановки
переменного тока на напряжения 3 кВ и выше. Общие методы ис-
пытаний электрической прочности изоляции.
3.2. Сапожников А. В. Конструирование трансформаторов.—
М.—Л.: Госэнергоиздат, 1959. — 360 с.
3.3. Липштейн Р. А., Шахнович М. И. Трансформаторное мас-
ло.— М.: Энергия, 1968. — 352 с.
3.4. Производство, свойства и применение электроизоляцион-
ных целлюлозных бумаг и картонов/К. В. Брейтвейт, Ю. В. Ко-
рицкий, Р. В. Кулакова, С. Л. Соколова. — М.—Л., Госэнергоиз-
дат, 1963.— 320 с.
3.5. Техника высоких напряжений/Под общей ред. Д. В. Разе-
вига. — М.: Энергия, 1976. — 488 с.
3.6. Испытание мощных трансформаторов и реакторов
/Г. В. Алексенко, А. К. Ашрятов, Е. В. Веремей, Е. С. Фрид—.М.:
Энергия, 1978. — 519 с.
3.7. Шнейдер Г. Я. Технические требования к нелинейным со-
противлениям для защиты обмоток трансформаторов от перенапря-
жений. — Электротехническая промышленность. Аппараты высокого
напряжения, трансформаторы, силовые конденсаторы, 1978, вып. 7
(87), с. 10—1К
3.8. Панов А. В., Морозова Т. И. Электрические характеристи-
ки и методика расчета главной изоляции мощных высоковольтных
трансформаторов.— Труды ВЭИ. Вопросы трансформаторостроения,
1969, вып. 79, с. 12—32.
3.9. Морозова Т. И. Электрическая прочность концевой изоля-
ции обмоток высоковольтных трансформаторов. — Труды ВЭИ.
Вопросы трансформаторостроения, 1969, вып. 79, с. 33—49.
3.10. Чайка Л. М. Электромагнитные колебания и роль внеш-
него перехода в паре переплетенных катушек. — Электромеханика,
1971, № 4, с. 361—365.
3.11 Порудоминский В. В. Устройства переключения трансфор-
маторов под нагрузкой. — М.: Энергия, 1974.—288 с.
3.12. Лурье С. И. Электродинамическая стойкость трансформа-
торов при коротких замыканиях и пути ее повышения. — Электро-
техника, 1975, № 8, с. 28—31.
3.13. Порудоминский В; В. Устройства переключения трансфор-
маторов под нагрузкой. — М.: Энергия, 1974.—288 с.
3.14. Годунов А. М., Сещенко Н. С. Охлаждающие устройства
трансформаторов. — М.: Энергия, 1976.—215 с.
4.1. Аишин В. Ш., Мейксон В. Г. Новые серии электропечных
трансформаторов. — Электротехника, 1973, № 3, с. 10—13.
4.2. ГОСТ 7207-70. Трансформаторы трехфазные для дуговых
сталеплавильных печей. Ряды номинальных мощностей и напряже-
ний.
5.1. ГОСТ 982-80*. Масло трансформаторное. Технические
условия,
295
5.2. ГОСТ 3484-77. Трансформаторы силовые. Методы испыта-
ний.
5.3. Жилов Г. М., Брегман С. 3., Митрофанов Н. Н. Эксплуата-
ция электрооборудования фосфорных печей. — Л., Химия, 1973. —
74 с.
5.4. Трансформаторный агрегат для питания электропечи
РКЗ-72Ф/В. Г. Мейксон, Н. И. Захваткин, Г. М. Жилов и др.—
Фосфорная промышленность. НИИЭХИМ, 1974, вып. 2(14), с. 63—
68.
5.5. Тарле Г. Е. Рекомендации по проведению тепловых испы-
таний силовых масляных трансформаторов и автотрансформаторов
на месте их установки. — М.: Энергия, 1972. — 72 с.
5.6. Фарбман С. А., Бун А. Ю., Райхлин И. М. Ремонт и модер-
низация трансформаторов.—М.: Энергия, 1976. — 616 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................................
Глава первая. Введение.................................
Глава вторая. Общие сведения...........................
2.1. Классификация.................................
2.2. Общие параметры и номинальные данные
2.3. Схемы регулирования напряжения................
2.4. Режимы работы.................................
2.5. Условные обозначения. ........................
2.6. Требования к изоляции.........................
Глава третья. Конструкция основных узлов
3.1. Магнитная система.............................
3.2. Изоляция......................................
3.3. Обмотки.......................................
3.4. Отводы........................................
3.5. Переключающие устройства......................
3.6. Выводы......................................:
3.7. Сварные конструкции...........................
3.8. Охлаждающие устройства........................
3.9. Реакторы . . . . :.....................
Глава четвертая. Основные серии электропечных транс-
форматоров ............................................
4.1. Трансформаторы для дуговых сталеплавильных
печей .............................................
4.2. Трансформаторы для индукционных печей и миксе-
ров ...............................................
4.3. Трансформаторы для электрошлаковых печей . ,
4.4. Трансформаторы для руднотермических печей
Глава пятая. Эксплуатация электропечных трансформа-
торов .................................................
5.1. Монтаж, ревизия и ввод в эксплуатацию
5.2. Уход за трансформаторами......................
5.3. Ремонтные работы..............................
Список литературы .....................................
3
6
10
10
14
20
23
27
29
42
42
51
75
86
97
124
158
164
164
203
230
251
274
274
285
289
294