Трансформаторы напряжения - Дымков А.М., Кибель В.М., Тишенин Ю.В.

Автор: Дымков А.М. Кибель В.М. Тишенин Ю.В.

Теги: электротехника трансформаторы

Год: 1975

Похожие

Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи

Монтаж силовых трансформаторов напряжением до 110 КВ

Монтаж трансформаторов напряжением 500 кв

Текст

ТРАНСФОРМАТОРЫ
Выпуск 27
А. М. ДЫМКОВ, В. М. КИБЕЛЬ, Ю. В. ТИШЕНИН
ТРАНСФОРМАТОРЫ
НАПРЯЖЕНИЯ
Издание второе,
переработанное и дополненное
«ЭНЕРГИЯ» ® МОСКВА 1975

6П2.1.081
Д 88
УДК 621.314
Редакционная коллегия:
Г. В. Алексенко, В. В. Бритчук, Е. В. Беремен, Б. Б. Гельперин,
С. Д. Лизунов, А. И. Майорец, Г. Н. Петров, С. И. Рабинович,
С. П. Розанов, А. В. Сапожников, В. М. Суханов, Л. Н. Шифрин
Дымков А. М. и др.
Д 88 Трансформаторы напряжения. Изд. 2-е, пере-
раб. и доп. М., «Энергия», 1975.
200 с. с ил. («Трансформаторы», вып. 27).
Перед загл. авт.: А. М. Дымков, В. М. Кибель, Ю. В. Ти-
шенин.
В книге освещены область применения п условия эксплуатации
трансформаторов напряжения и приведены наиболее часто используе¬
мые схемы их -включения.
Кратко изложена теория, піриведепы расчетные формулы :с приме¬
рами расчета и дано описание конструкций -сухих, масляных и с литой
изоляцией трансформаторов напряжения, технология их изготовления и
испытания. Первое издание книги вышло в 1963 г.
Книга предназначена для среднего технического персонала, масте¬
ров и квалифицированных рабочих, занимающихся производством и
эксплуатацией трансформаторов напряжения. Оиа может быть также
полезна инженерно-техническим работникам трансформаторных заво¬
дов и учащимся электротехнических техникумов.
„ 30307-076 „ . _
Д Ô5Ï(01)-75 170-75 6 n2J-081
© Издательство «Энергия». 1975 г.
АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ ДЫМКОВ,
ВИКТОР МОИСЕЕВИЧ КИБЕЛЬ, ЮРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ ТИШЕНИН
Трансформаторы напряжения
Редактор А. Г. К р а й з. Редактор издательства М. И. Николаева
Художественный редактор T. Н. Хромова
Технический редактор О. Д. Кузнецова
Корректор И. А. Во по д яева
Сдано в набор 19/ѴІІ 1974 г. Подписано к печати 27/11 1975 г. Т-03731
Формат 84x108’/за Бумага машиномеловалкая Усл. пет. л. 10,5 Уч.-изд. л. 11,69
Тираж 15 000 экз. Зак. 863 Цена 62 коп.
Издательство «Энергия», Москва, М-114. Шлюзовая наб., 10
Московская типография № 10 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговле,
Москва, М-114, Шлюзовая на-^., 10,

ПРЕДИСЛОВИЕ
Широкое развитие строительства мощных
электрических станций, распределительных
подстанций и переключательных пунктов, со¬
оружение линий электропередачи напряжени¬
ем переменного тока до 750 кВ включительно
и, наконец, все возрастающий рост электри¬
фикации железных дорог с введением пере¬
менного тока высокого напряжения требуют
установки большого числа измерительных
трансформаторов напряжения переменного то¬
ка на различные классы напряжения. В связи
с применением в последнее время постоянного
тока для линий электропередачи потребова¬
лись также и трансформаторы напряжения
постоянного тока.
Трансформаторы напряжения необходимы
на электрических станциях, распределитель¬
ных подстанциях, заводских испытательных
станциях и в лабораториях высокого напряже¬
ния, где они применяются в цепях перемен¬
ного тока напряжением выше 220 В для пи¬
тания различных измерительных приборов,
счетчиков электроэнергии и реле. В ряде слу¬
чаев трансформаторы напряжения применяют¬
ся и как силовые понижающие трансформа¬
торы.
Книга написана на базе конструкций вы¬
пускаемых и вновь разрабатываемых Москов¬
ским электрозаводом имени В. В. Куйбышева
трансформаторов напряжения, а также разра¬
батываемых НИИ Производственного объеди¬
нения Уралэлектротяжмаш (НИИ ПО УЭТМ)
трансформаторов напряжения с литой изоля¬
3

цией. Кроме обычных сухих и масляньіх транс¬
форматоров переменного тока в книге описа¬
ны новые типы трансформаторов напряже¬
ния— емкостные и постоянного тока.
Книга содержит элементарную теорию,
расчет, описание конструкций, технологию из¬
готовления и порядок испытания трансформа¬
торов напряжения и рассчитана на широкий
круг читателей, занимающихся проектирова¬
нием, производством и эксплуатацией транс¬
форматоров напряжения.
Главы 1—4, 6 и приложения написаны
А. М. Дымковым, гл. 5 — В. М. Кибелем и
Ю. В. Тишениным, гл. 7 по просьбе авторов
написана Е. А. Кагановичем.
Авторы считают своим долгом принести
благодарность С. И. Рабиновичу, А. В. Сапож¬
никову, Г. А. Алексееву, В. П. Кочневу и
Л. П. Эткинду за ценные советы при составле¬
нии книги, А. Г. Крайзу за большой труд по
редактированию книги, а также выражают
признательность всем сотрудникам Москов¬
ского электрозавода и НИИ ПО УЭТМ за
содействие по подбору материала для оформ¬
ления рукописи.
Все замечания и пожелания по книге про¬
сим присылать по адресу: 113114, Москва,
Шлюзовая наб., 10, изд-во «Энергия».
Авторы

Глава первая
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАНСФОРМАТОРАХ
НАПРЯЖЕНИЯ
1-1. Назначение
Измерение напряжения электрического тока произ¬
водится измерительными приборами — вольтметрами.
Однако непосредственное включение этих приборов
в электрическую сеть допускается при .поминальном на¬
пряжении сети, не превышающем 220 В, и лишь в неко¬
торых случаях, в частности на испытательных станциях,
до 600 В. При более высоком напряжении сети непо¬
средственное включение приборов недопустимо как по
условию изоляции прибора, так и безопасности обслу¬
живающего персонала. Приборы для непосредственного
включения в сеть высокого напряжения получились бы
слишком громоздкими из-за больших изоляционных рас¬
стояний, а при напряжении 35 кВ и выше их изготовле¬
ние практически .невозможно. В связи с этим при высо¬
ких напряжениях измерительные приборы включаются
через промежуточные измерительные трансформаторы,
называемые трансформаторами напряжения. Благодаря
этому измерительные приборы оказываются изолирован¬
ными от сети, что делает возможным применение стан¬
дартных приборов (с переградуировавшем их шкалы) и
тем самым расширяет пределы измеряемых напряжений.
Трансформаторы напряжения предназначены как для
измерения напряжения, мощности, энергии, так и для
питания цепей автоматики, сигнализации и релейной за¬
щиты линий электропередачи от замыкания на землю.
Для первых трех случаев могут применяться двухобмо¬
точные трансформаторы напряжения. В последнем слу-
5

чае, т. е. для защиты линии от замыкания на землю,
трансформаторы, кроме основной вторичной, должны
иметь дополнительную вторичную обмотку, т. е. они бу¬
дут трехобмоточными.
Согласно стандарту (см. ниже) первичной обмоткой
трансформатора напряжения называется обмотка, к ко¬
торой прикладывается напряжение, подлежащее преоб¬
разованию. Вторичной (основной) обмоткой называется
обмотка, предназначенная, главным образом, для изме¬
рения. Вторичной дополнительной обмоткой называется
обмотка, используемая, главным образом, для защитных
и сигнализирующих устройств.
При напряжении линии НО кВ и выше иногда при¬
меняются так называемые комбинированные измери¬
тельные трансформаторы, в которых совмещены транс¬
форматоры напряжения и тока (трансформаторы тока
служат для измерения тока в цепях высокого напряже¬
ния щ для питания схем релейных защит). В Советском
Союзе комбинированные трансформаторы тока и напря¬
жения не изготовляются.
• В ряде случаев трансформаторы напряжения могут
быть использованы как маломощные понижающие сило¬
вые трансформаторы или как повышающие испытатель¬
ные трансформаторы (для испытания изоляции электри¬
ческих аппаратов). В этих случаях их мощность опреде¬
ляется так называемой максимальной (предельной)
мощностью, нормированной стандартом (см. ниже).
В книге рассмотрены преимущественно трансформа¬
торы напряжения переменного тока и лишь в § 4-6 —
трансформаторы напряжения постоянного тока. В книге
использованы определения и терминология, принятые
ГОСТ 1983-67, который в дальнейшем будет именоваться
сокращенно ГОСТ [Л. 1].
1-2. Классификация
Трансформаторы напряжения различаются: а) по
числу фаз — однофазные и трехфазные; б) по числу об¬
моток — двухобмото'чные и трехобмоточные; в) по классу
точности, т. е. по допускаемым значениям погрешностей
(§ 1-5); г) по способу охлаждения — трансформаторы
с масляным охлаждением (масляные), с естественным
воздушным охлаждением (сухие и с литой изоляцией);
д) по роду установки — для внутренней установки, для
6

наружной установки и для комплектных распределитель¬
ных устройств (КРУ).
Однофазные трансформаторы напряжения могут
иметь либо только один, либо оба ввода первичной
(ВН — высшего напряжения) обмотки, изоляция кото¬
рых соответствует полному рабочему напряжению. В за¬
висимости от этого такие трансформаторы иногда назы¬
вают однополюсными или двухполюсными. У однопо-
Рис. 1-1. Однофазный двухобмоточный трансфор¬
матор напряжения.
а — присоединение трансформатора напряжения к трех¬
фазной сети для измерения напряжения: / — первичная
обмотка {ВН — высшего напряжения), 2 — вторичная
обмотка (//// — низшего напряжения), 3 — предохраните¬
ли, А, В, С — фазы линии, V — вольтметр; б — располо¬
жение вводов на крышке однофазного трансформатора
напряжения: А и X — вводы ВН, а и эс — вводы НН.
люспых трансформаторов один ввод первичной (ВН)
обмотки, имеющий пониженную изоляцию, во время ра¬
боты (и во время испытаний) должен быть заземлен.
Однофазные трансформаторы изготовляются как по
обычной схеме (рис. 1-1), так и по каскадной схеме пер¬
вичной обмотки (см. рис. 4-17).
Трехфазные двухобмоточные трансформаторы напря¬
жения имеют обычные трехстержневые магиитопроводы,
а трехобмоточные — однофазные броневые. Трехфазный
трехобмоточный трансформатор представляет собой
группу из трех однофазных однополюсных единиц, об¬
мотки которых соединены по соответствующей схеме.
Трехфазные трехобмоточные трансформаторы напряже¬
ния старой серии (до 1968—1969 гг.) имели бронестсрж-
невые магнитопроводы.
7

В однофазных трансформаторах 'напряжения на 6 и
10 кВ преимущественно стала пршменяться литая изоля¬
ция. Трансформаторы с литой .изоляцией полностью или
частично (одни обмотки) валиты изоляционной массой
(эпоксидной смолой). Такие трансформаторы, предна¬
значенные для внутренней установки, выгодно отличают¬
ся от масляных: имеют меньшие массу и габаритные
размеры и почти не требуют ухода в эксплуатации.
Масляное заполнение трансформаторов напряжения
служит, главным образом, для изоляции обмоток от за¬
земленных частей и предохранения обмоток от увлажне¬
ния. Ввиду относительно малых потерь в трансформато¬
рах напряжения масляное охлаждение для них, в отли¬
чие от силовых трансформаторов, имеет второстепенное
значение.
Особенностью трансформаторов напряжения является
их малая мощность при высоком напряжении первичной
обмотки, т. е. они являются маломощными понижающи¬
ми трансформаторами, имеющими почти всегда большой
коэффициент трансформации. Кроме того, трансформа¬
торы напряжения должны обладать малым падением на¬
пряжения в первичной и вторичной обмотках, чтобы
иметь возможно меньшие погрешности коэффициента
трансформации (погрешность напряжения) и угла сдви¬
га между векторами первичного и вторичного напряже¬
ний (угловая погрешность).
1-3. Типы
А. Сухие трансформаторы напряжения
Сухие трансформаторы напряжения, т. е. трансфор¬
маторы, в которых основной изолирующей средой явля¬
ется воздух или твердый диэлектрик, изготовляются сле¬
дующих типов: однофазные — НОС-0,5 и НОСК-6-66;
трехфазные — НТС-0,5.
Обозначения типов трансформаторов расшифровыва¬
ются следующим образом.
Буквенная часть:
НОС — напряжения, однофазный, сухой;
НОСК — напряжения, однофазный, сухой, комплек¬
тующий;
НТС — напряжения, трехфазный, сухой.
Цифровая часть означает класс напряжения транс¬
форматора и (у некоторых типов) год разработки.
8

Трансформаторы напряжения типов НОС-0,5 и
НТС-0,5 являются стандартными трансформаторами,
изготовляемыми по ГОСТ.
Трансформатор типа НОСК-6-66 изготовляется по
специальным техническим условиям и предназначен для
комплектования распределительных ящикоів. При уста¬
новке внутрь ящика трансформатор заливается битум¬
ной массой.
Б. Масляные трансформаторы напряжения
Масляные трансформаторы напряжения, т. е. транс¬
форматоры с естественным масляным охлаждением, вы¬
пускаются следующих типов:
■однофазные — НОМ-6, НОМ-Ю, НОМ-15, НОМ-35-66,
' ЗНОМ-15-63, ЗНОМ-20-63, ЗНОМ-24 и
ЗНОМ-35-65;
трехфазные — НТМК-6-48, НТМК-Ю, НТМИ-6-66,
НТМИ-10-66, НТМИ-18 и НТМИ-20.
Кроме того, к трансформаторам напряжения могут
быть отнесены также однофазные понижающие транс¬
форматоры серии ЗОМ, которые, хотя и не являются из¬
мерительными, но применяются в распределительных
устройствах вместе с трансформаторами серии ЗНОМ и
имеют одинаковую с ними конструкцию. Эти трансфор¬
маторы выпускаются следующих типов: ЗОМ-1/15-63,
ЗОМ-1/20-63 и ЗОМ-1/24. —

Обозначения типов трансформаторов расшифровыва¬
ются следующим образом.
Буквенная часть:
НОМ — напряжения, однофазный, масляный;
ЗНОМ — заземляемый ввод ВН, напряжения, одно¬
фазный, масляный;
ЗОМ — заземляемый ввод ВН, однофазный, масля¬
ный;
НТМК — напряжения, трехфазный, масляный, с ком¬
пенсационной обмоткой;
НТМИ —напряжения, трехфазный, масляный, с об¬
моткой для контроля изоляции сети.
Цифровая часть: первое число означает — класс
напряжения, второе—год разработки (у некоторых ти¬
пов). У понижающих трансформаторов числитель озна¬
чает типовую мощность, кВ-Л, знаменатель — класс на¬
пряжения.
9

В. Каскадные трансформаторы напряжения
Каскадные трансформаторы напряжения (с каскад¬
ным соединением обмоток ВН, см. § 4-3) выпускаются
однофазными с естественным масляным охлаждением.
Они разделяются на несколько типов, которые имеют
следующие обозначения: НКФ-ПО-57; НКФ-ИО-58;
НКФ-220-58; НКФ-330 и НКФ-500. Обозначения рас¬
шифровываются следующим образом.
Буквенная часть:
НКФ — напряжения, каскадный, в фарфоровой по¬
крышке.
Цифровая часть: первое число—класс 'напряжения,
второе — год разработки (у некоторых типов).
1-4. Номинальные напряжения
Номинальными напряжениями первичной и вторичной
обмоток Um и (72н трансформатора напряжения соглас¬
но ГОСТ называются напряжения, указанные на щитке
трансформатора, соответственно для каждой из его об¬
моток. Номинальным напряжением трансформатора на¬
зывается номинальное напряжение его первичной об¬
мотки.
Номинальным коэффициентом трансформации транс¬
форматора &н называется отношение номинального на¬
пряжения первичной обмотки Цщ к номинальному на¬
пряжению ВТОрИЧНОЙ обмОТКИ Ц2и, Т. е. &п=1Ан/П2н-
Действительным коэффициентом трансформации k
называется отношение действительного первичного на¬
пряжения Ui (приложенного к вводам первичной обмот¬
ки) к действительному вторичному напряжению U2 (изме¬
ренному на вводах вторичной обмотки), т. е. k=Ui[U2.
Трансформаторы напряжения отечественного произ¬
водства изготовляются со стороны ВН на все стандарт¬
ные напряжения распределительных сетей: 0,38; 0,66; 3;
6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500 и 750 кВ (ГОСТ 721-
62). Кроме того, по специальным техническим условиям
трансформаторы напряжения изготовляются и на дру¬
гие напряжения, например 13,8; 15,75; 18 и 24 кВ для
включения на шины крупных генераторов, 27,5 кВ — для
сетей электрифицированных железных дорог и 0,5 кВ —
для существующих электрических сетей.
10

Однофазные трансформаторы напряжения, у которых
один конец первичной (ВН) обмотки во время работы
заземляется (однополюсные трансформаторы), изготов¬
ляются на соответствующие фазные напряжения, т. е.
6/УЗ кВ, 10//3 кВ и т. д.
На вторичной (НН) стороне трансформаторов напря¬
жения согласно ГОСТ применяются напряжения 100;
100/У 3 и 100/3 В, а по требованию заказчика для клас¬
сов напряжения ПО кВ и выше могут быть также 200
и 200/У 3 В. По специальным техническим условиям
применяются также напряжения Г27 и 230 В.
1-5. Классы точности
Трансформаторы напряжения должны удовлетворять
определенным классам точности. Согласно ГОСТ класс
точности — это условное обозначение, приписываемое
трансформаторам, погрешности которых при заданных
условиях остаются в определенных пределах (см. § 1-6).
Класс точности обозначается числом, которое равно
предельно допустимой погрешности напряжения в про¬
центах номинального. Погрешность напряжения— это
погрешность, которую вносит трансформатор при изме¬
рении напряжения, вследствие того что действительный
коэффициент трансформации не равен номинальному.
Поспешность напряжения Ди в процентах определяется
по формуле:
&u=k^~U' 100%, (1-1)
где k„ — номинальный коэффициент трансформации;
Ui—действительное первичное напряжение, В; % —дей¬
ствительное вторичное напряжение, соответствующее
приложенному напряжению % при данных условиях из¬
мерения, В.
Погрешность напряжения, или, иными словами, паде¬
ние напряжения, возникает из-за потерь в магнитопро¬
воде на его перемагничивание и вихревые токи и нагре¬
ва обмоток.
Угловая погрешность — это угол между вектором пер¬
вичного напряжения и повернутым на 180° вектором
вторичного напряжения, выражаемый в угловых граду¬
сах и минутах. Угловая погрешность 6 считается поло¬
жительной, если вторичное напряжение опережает пер-
11

винное, и отрицательной, если вторичное напряжение от¬
стает от первичного.
Показанная на векторной диаграмме (рис. 2-5) угло¬
вая погрешность б имеет отрицательный знак, так как
вектор вторичного напряжения U'z отстает от вектора
первичного напряжения
Допустимые погрешности (согласно ГОСТ) для раз¬
личных классов точности приведены в табл. 1-1.
Таблица 1-1
К-л асе точности
Допустимая погрешность
напряжения, %
угловая, мин
0,2
+0,2
+10
0,5
+0,5
+20
1
+ 1,0
+40
3
+3,0
Не нормируется
Нормированные ГОСТ значения погрешностей вы¬
браны исходя из условий применения трансформаторов
напряжения и питаемых ими приборов и аппаратов. Для
приборов учета расхода энергии (электрических счет¬
чиков), для более точных расчетов между абонентами и
энергосистемами требуются трансформаторы напряже¬
ния наиболее высоких классов точности—0,2 и 0,5. Для
питания щитовых приборов применяются трансформато¬
ры напряжения .классов точности 0,5 и 1, а для питания
цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты до¬
пустим класс точности 3.
Трансформатор напряжения считается удовлетворя¬
ющим заданному классу точности, если его погрешности
не превышают значений, указанных в табл. 1-1.
1-6. Номинальные мощности
Номинальная мощность трансформатора напряже¬
ния— это значение кажущейся мощности (в вольт-ампе¬
рах при определенном коэффициенте мощности) вторич¬
ной цепи при номинальном вторичном напряжении, при
которой трансформатор удовлетворяет требованиям
класса точности. Номинальные мощности трансформато¬
ров напряжения указаны на щитке. Трансформатор на¬
пряжения имеет несколько значений мощности, соответ-
12

ствующих различным классам точности, причем чем
выше класс точности данного трансформатора (т. е. чем
меньше его погрешности), тем меньше его номинальная
мощность.
Значения мощностей трансформаторов отечественно¬
го производства в зависимости от класса точности для
различных номинальных напряжений приведены
в табл. 1-2. Эти значения соответствуют требованиям
ГОСТ и специальных ТУ [Л. 2 п 3].
Погрешности трансформаторов напряжения не долж¬
ны превышать значений, указанных ів табл. 1-1, при сле¬
дующих условиях: а) частота 50 Гц; б) значения первич¬
ного напряжения Ui от 0,8 до 1,2 [71п; в) коэффициент
мощности индуктивной нагрузки вторичной обмотки ра¬
вен 0,8; г) мощность основной вторичной обмотки от
0,25 (І/і/ІЛи)2Лі до (Ui/UlH)zPu\ Р,,— номинальная мощ¬
ность трансформатора, В-А.
Так, трансформатор напряжения типа НОМ-35-66,
имеющий номинальную мощность 150 В-А в классе точ¬
ности 0,5, должен сохранять этот класс точности при
следующих изменениях нагрузки:
1) при первичном напряжении, равном 0,8 номиналь¬
ного, в пределах нагрузки от 0,25-0,82-150=24 В-А до
0,82-150 = 96 В-А;
2) при номинальном первичном напряжении в преде¬
лах нагрузки от 0,25-150 = 37,5 В-А до 150 В-А;
3) при первичном напряжении, равном 1,2 номиналь¬
ного, в пределах нагрузки от 0,25-1,22-150 = 54 В-A до
1,22-150=216 В-А.
Кроме того, трансформатор напряжения имеет мак¬
симальную мощность, т. е. длительную кажущуюся мощ¬
ность при номинальном первичном напряжении, івне
классов точности, при которой превышение температуры
всех его частей не выходит за пределы, предусмотренные
ГОСТ 8024-69.
1-7. Схемы и группы соединений
Согласно ГОСТ однофазные и трехфазные трансфор¬
маторы напряжения должны изготовляться с соедине¬
нием первичных и вторичных обмоток по группе О.
Условные обозначения схем и групп соединения обмоток,
а также обозначения зажимов (линейных вводов) транс¬
форматоров соответствуют ГОСТ 11677-65.
13

Таблица 1-2
I
14

Проболженме табл. 1-2
15

Продолжение табл. 1-2
Испытательное
напряжение, кВ
НН
ся о
ся СЯ сч С1 о
<N O1 C\
o.
0-1 (M cs
вн
42
55
55
65
65
200
200
97.6
400
460
630
680
680
950
1150
Схема соеди-
нения обмоток
U А/ А
О-НА/ИЛ
yh/yh-0
Yh/Yb-0
YH/Y„-0
1 1/1 г\ г\
1, 1 / 1 " V
1/1/1-0-0
1/1/1-0-0
0-0-1/1/1
0-0-1 'l/l
0-0-І/Іzl
„ ~ T t T / ,
1/1, 1-0-0
1/1/1-0-0
1/1/1-0-0
Макси¬
мальная
мощность,
В-А
09b
096
UUJO
096
096
096
2000
9000
2000
f z*\ Л Л Л
N о
О
12C0
1200
1200
Номинальная мощ- 1
НОСТЬ, для клас¬
сов точности
со
S й
500
500
500
1200
1200
1900
1200
1200
1900
1000
1000
600
200
200
200
200
200
600
600
600
600
600
600
g
500
500
300
с"
120
120
120
120
120
! ДПА
400
400
400
400
400
300
300
поминальное напряжение, п ।
НН
CQ CQ
CQ
о -•
СО CQ СО 2
g
'k
ООО
100/100:
100/100:
100/100:
100/100:
100/100:
1 лл.і/-77
со" |со~ |со" Ісо"
c?
"|co"|co"lcc
100:
100'
100:
100:
100:
100:
100:
100
вн
10 000
1.2 800
к
со Ісо Icq I co |co ісо Icq
CO
Ico
15 75С
18 00С
18 00(
110 000:
110 000:
150 000'
220 000:
330 000:
400 000:
s
500 000:
750 000:
1 150 000:
тпи трансформатора
НТМИ-10-66
НТМИ.І8
НТМИ-20
1 п\'-н- 1 1 и-и 1
НКФ-110-58
НКФ-220-58
НКФ-330
НКФ-400-65
НКФ-5С0
НДЕ-500
ИДЕ-750
X
16

У однофазных трансформаторов напряжения к вво¬
дам (зажимам) Айа присоединяются выводные концы
обмоток ВН и НН, принимаемые за их начала, а к вво¬
дам X и X — концы этих обмоток.
?
У трехфазных трансформаторов напряжения начала
обмоток ВН присоединяются к вводам, обозначенным А,
В и С (соответственно названиям фаз), а начала обмо¬
ток НН — к вводам, обозначенным а, в и с. К вводам
Ойо присоединяются нейтральные точки, когда соот¬
ветствующие обмотки имеют схему звезда с выведенной
нейтралью (средней точкой).
Начало и конец дополнительной вторичной обмотки
однофазных и трехфазных трансформаторов напряжения
присоединяются к вводам, обозначенным буквами аа
И Хд.
Группой соединения трансформаторов называется уг¬
ловое смещение векторов линейных э. д. с. обмотки НН
по отношению к векторам линейных э. д. с. (одноимен¬
ных фаз) обмотки ВН. Это угловое смещение обознача¬
ется числом, которое, будучи умноженным на 30° (услов¬
ная единица), дает угол отставания в градусах. В схе¬
мах звезды и треугольника эти углы кратны 30°, поэтому
угол 30° для краткости обозначения принят за угловую
единицу. Таким образом, например, число 11 указывает
угловое отставание 11 •30 = 330°, а число 0 — угловое
смещение 0°.
Фазные э. д. с., наводимые в обмотках ВН и НН,
расположенных на одном и том же стержне магнитопро¬
вода, будут либо совпадать между собой по фазе, либо
сдвинуты на угол 180° (т. е. на 6 угловых единиц) в за¬
висимости от направления намотки катушек.
Один из способов, позволяющий определять сдвиги
фаз э. д. с. обмоток относительно друг друга, т. е. груп¬
пы соединения, заключается в следующем.
Для простоты рассуждений удобно взять однофаз¬
ный трансформатор, имеющий две обмотки, насаженные
на магнйтопровод, как это схематично показано на
рис. 1-2,а. Представим себе, что по обеим обмоткам от
их начальных вводов А и а одновременно проходят токи,
показанные стрелками. Предположим, что эти токи будут
иметь одинаковое направление в обеих обмотках, напри¬
мер против часовой стрелки, если смотреть сверху. В та¬
ком трансформаторе э. д. с., наводимые в обмотках ВН
и НН при возникновении магнитного потока в магнито¬
2-863
17

проводе, будут совпадать по фазе. Пр-и этом получится
группа соединения 1/1-0 (читается: один-один-нуль).
Если изменить направление намотки одной из обмо¬
ток или пересоединить выводные концы одной из них,
как показано на рис. 1-2,6 и в, фазные э. д. с. будут
сдвинуты на угол 180° (6 угловых единиц), т. е. тіа по¬
ловину периода относительно друг друга. В этих случа¬
ях получим группу соединения 1/1-6.
Рис. 1-2. Определение группы соединения однофазного и трехфаз-
иого трансформаторов в условном обозначении по заданной схеме
соединения обмоток и при известном направлении их намотки.
а — однофазный трансформатор, направление намоток одинаковое (левое и ле¬
вое), фазные э. д. с. ВН и НН совпадают по направлению — трансформатор
имеет группу 0; б — то же, но направление намоток разное (левое и правое),
фазные э. д. с. направлены противоположно (сдвинуты на половину перио¬
да) — группа 6; в — то же, направление намоток одинаковое, но перекрещены
выводные концы обмотки НН и поэтому фазные э. д. с. противоположны —
группа 6; г — то же, направление намоток разное и перекрещены выводные
концы обмотки НН, фазные э. д. с. совпадают — группа 0; д — построение
схемы звезда-звезда с выведенной нейтралью и векторных диаграмм трехфаз¬
ного трансформатора для определения группы его соединения, направление
намоток одинаковое (левое н левое) — группа 0,
18

Если же у одной из обмоток одновременно изменить
направление ее намотки и пересоединить -выводные кон¬
цы, фазные э. д. с. будут совпадать по направлению,
т. е. 'будет группа 1/1-0 (рис. 1-2,а), так как фазная
э. д. с. этой обмотки была сдвинута на 2-180 = 360°, или
12 угловых единиц.
Таким образом, можно сделать заключение, что одно¬
фазные трансформаторы могут иметь только группы 0
и 6.
Трехфазные трансформаторы имеют обмотки, соеди¬
ненные чаще всего по схеме звезды или треугольника.
В зависимости от схемы соединения, применяемой для
каждой из обмоток, линейные э. д. с. ВН и НН могут
иметь сдвиг по фазе на различные углы.
При определении сдвига фаз вектор э. д. с. ВН дол¬
жен устанавливаться на 0 в круге, подобном часовому
циферблату; тогда вектор э. д. с. НН, установленный
в соответствии со схемой соединения, укажет сдвиг фаз
в угловых единицах или группу соединения. На рис. 1-2
показаны схемы обмоток с обозначениями их концов, на¬
правлениями токов в обмотках и векторные диаграммы,
помещенные в круг '-(циферблат).
В случае трехфазного трансформатора сначала -сов¬
мещаются концы Айа векторных диаграмм обмоток
ВН и НН. Затем вектор АВ линейной э. д. с. ВН поме¬
щают в круг таким образом, чтобы конец вектора В
указывал на 0. Тогда вектор ab линейной э. д. с. НН
своим концом b укажет на цифру круга, соответствую¬
щую группе соединения.
Определение группы соединения трехфазного транс¬
форматора показано на рис. 1-2,с?, -где дан пример для
схемы и группы соединения Y/YH-0 (читается: звезда-
звезда с выведенной нейтралью-нуль).
У трансформаторов напряжения как однофазных, так
и трехфазных, имеющих обмотки, соединенные в звезду
при группе соединения 0, одновременно с линейными
должны совпадать по фазе также и фазные э. д. с. По¬
следние будут совпадать по фазе тогда, когда направле¬
ние витков в обеих обмотках (если начинать обход этих
витков от линейных вводов) будет одинаковым. Для
этого необходимо, чтобы направление намотки обмоток
(левое или правое) и обозначения их выводных концов,
т. е. порядок присоединения концов к линейным вво¬
2*
19

дам, были соответствующим образом согласованы меж¬
ду собой.
Во избежание путаницы условимся называть все кон¬
цы обмотки вообще выводными концами. Тогда один из
выводных концов будет называться началом обмотки,
а другой —ее концом. Называемые нами начало и ко¬
нец обмотки не обязательно должны совпадать с нача¬
лом и концом намотки при ее изготовлении. Часто по
конструктивным соображениям у готовой обмотки ее
технологическое начало, т. е. выводной конец от ее пер¬
вого витка, приходится называть и соответственно обо¬
значать «концом», а ее технологический конец — «нача¬
лом».
1-8. Области применения
Трансформаторы напряжения применяются в цепях
переменного тока при напряжении выше 220 В. Они
используются для присоединения измерительных прибо¬
ров— вольтметров, ваттметров, частотомеров, счетчиков
и различных реле управления и защиты. Ниже приво¬
дятся наиболее часто применяемые схемы включения
трансформаторов- напряжения.
В цепь первичной обмотки трансформатора напряже¬
ния включаются предохранители и токоограничивающие
резисторы для того, чтобы в случае неисправности транс¬
форматора он не оказался причиной аварии. Включение
трансформатора обычно производится разъединителями.
Предохранители, установленные во вторичной цепи, слу¬
жат для защиты трансформатора от возможных замы¬
каний в этой цепи. Разъединители и резисторы, установ¬
ленные в цепи первичной обмотки, в схемах, приведен¬
ных ниже, не показаны, поскольку они являются эле¬
ментами схемы первичной коммутации.
Однофазный двухобмоточный трансформатор напря¬
жения применяется в установках как однофазного, так
и трехфазного тока. В последнем случае он обычно
включается на линейное напряжение трехфазной сети
(рис. 1-1). Один из вводов вторичной обмотки для обес¬
печения безопасности при обслуживании заземляется
при установке трансформатора.
Два однофазных трансформатора напряжения, сое¬
диненных в схему открытого треугольника, могут быть
применены для включения ваттметров, счетчиков и регу-
20

ляторов напряжения. Схема открытого треугольника со¬
стоит из двух присоединенных к трехфазной системе од¬
нофазных трансформаторов напряжения, как это пока¬
зано на рис. 1-3. В отличие от схемы треугольника, век¬
торная диаграмма схемы открытого треугольника пред¬
ставляет собой лишь две
стороны правильного тре¬
угольника. Для этой схе¬
мы характерно то, что
при симметричной нагруз¬
ке трех фаз общая мощ¬
ность обоих трансформа¬
торов равна мощности
одного трансформатора,
умноженной на |/3, т. е.
на 13% меньше суммы их
мощностей.
Однофазные двухоб¬
С
в
Рис. 1-3. Присоединение двух
однофазных двухобмоточных
трансформаторов напряжения
к трехфазной сети по схеме откры¬
того треугольника для измерения
мощности по методу двух ватт¬
метров.
1 — первичные обмоткн; 2 — вторичные
обмотки: 3 — ваттметры: 4 — концы то¬
ковых обмоток ваттметров: 5 — предо¬
хранители; ІТН— первый трансформа¬
тор; 2ТН — второй трансфор.матор.
моточные трансформато¬
ры напряжением до 35 кВ
могут быть соединены в
трехфазную группу по
схеме звезда-звезда с за¬
землением нейтралей пер¬
вичной и вторичной обмо¬
ток (ВН и НН), как это
видно на рис. 1-4.
Однофазные трехобмо¬
точные трансформаторы
напряжения типа ЗНОМ изготовляются однополюсными,
т. е. имеющими только один линейный ввод А первичной
(ВН) обмотки с изоляцией, соответствующей полному
номинальному напряжению. Схема трансформатора на¬
пряжения типа ЗНОМ показана на рис. 1-5. Посредст¬
вом вводов ВН трансформатор включается между ли¬
нейным проводом и землей, и поэтому первичная обмот¬
ка рассчитывается на фазное напряжение, равное ли¬
нейному напряжению сети, деленному на ]/3 . Однако
согласно ГОСТ трансформаторы типа ЗНОМ напряже¬
нием до 35 кВ включительно должны допускать длитель¬
ную (не менее 4 ч) работу при аварийном режиме, т. е.
при линейном напряжении на первичной обмотке.
Дополнительные вторичные обмотки трех однофазных
грехобмоточных трансформаторов, соединенные по схеме
21

разомкнутого треугольника, служат для включения реле
защиты от замыкания на землю. Схема такой системы
показана на рис. 1-8, а о контроле изоляции сети под¬
робно изложено в § 1-9.
Рис. 1-4. Присоединение трех однофазных двухобмоточных транс¬
форматоров напряжения к трехфазной сети 35 кВ по схеме звез¬
да-звезда с заземлением нейтралей.
1 — первичные обмотки: 2 — вторичные обмотки; 3 — предохранители:
JTH — первый траисфорглатор; 2ТН — второй трансформатор: ЗТН — третий
трансформатор.
Трехфазный трехстержневой двухобмоточнын транс¬
форматор напряжения типа НТМК имеет первичную об¬
мотку, соединенную в звезду (с компенсационной об¬
моткой, см. § 2-4), а вторичную обмотку—в звезду с вы¬
веденной нейтралью, которая при установке трансформа¬
тора заземляется, как это видно на рис. 1-6.
Рис. 1-5. Схема обмоток и расположение вводов одно¬
фазного трехобмоточного трансформатора напряжения
на 35 кВ типа 3HOM-35-65.
а — схема обмоток: / — первичная обмотка. 2— вторичная
обмотка основная, 3 — то же дополнительная; б — расположе¬
ние вводов.
огг а о
ох адО
22

■ Трехфазный трехобмоточпый трансформатор напря¬
жения типа НТМИ изготовляется групповым, т. е. состо¬
ящим из трех однофазных трансформаторов. Первичные
и основные вторичные обмотки соединены в звезду с вы-
Рис. 1-6. Присоединение
грехфазного двухобмо¬
точного трансформатора
напряжения типа НТМК
к трехфазной сети для
измерения мощности по
методу двух ваттметров.
7 — первичная обмотка: 2—
вторичная обмотка: 3 —
ваттметры; 4 — концы токо¬
вых обмоток ваттметров;
5 — предохранители.
Рис. 1-7. Присоединение трехфазного
трехобмоточного трансформатора на¬
пряжения типа НТМИ к трехфазной
сети.
1 — первичная обмотка; 2 — вторичная
обмотка основная; 3 — то же дополнитель¬
ная.
веденной нейтралью. Дополнительные вторичные обмот¬
ки соединены в разомкнутый треугольник, как показано
на рис. 1-7. Нейтраль первичной обмотки при установке
трансформатора заземляется. Основная вторичная об¬
мотка питает различные измерительные приборы, и ее
нейтраль также при установке заземляется, а дополни¬
тельная вторичная обмотка служит для контроля изоля¬
ции сети и к ней подключается реле защиты от зазем¬
ления. Таким же образом соединяются в трехфазную
группу каскадные трансформаторы напряжения типа
НКФ, о которых будет сказано в § 4-3, и однофазные
трехобмоточпые трансформаторы типа ЗНОМ, как это
показано на рис. 1-8.
23

1-9. контроль изоляции сети
Важной областью применения трансформаторов на¬
пряжения является использование их для контроля изо¬
ляции сети. Для этой цели служат дополнительные вто¬
ричные обмотки трехобмоточных трансформаторов на¬
пряжения, показанные на рис. 1-7 и 1-8.
Распределительные сети высокого напряжения в за¬
висимости от характеристики нейтрали разделяются на
две системы: с заземленной нейтралью (в СССР она
Рис. 1-8. Присоединение трех однофазных трехобмоточ¬
ных трансформаторов напряжения типа ЗНОМ к трех¬
фазной сети.
1 — первичные обмотки; 2 — вторичные обмотки; 3 — вторичные
дополнительные обмотки; 4 — предохранители; ІТН, 2ТН, ЗТН —
первый, второй и третий трансформаторы.
обычно применяется для сетей напряжением ПО кВ и
выше) и с изолированной нейтралью и обычно включен¬
ной в нейтраль дугогасящей катушкой (применяется
в сетях напряжением до 35 кВ включительно).
В зависимости от режима нейтрали фазные напря¬
жения дополнительной вторичной обмотки по напряже¬
нию холостого хода будут отличаться друг от друга. При
нормальной работе сети напряжение на вводах пд—хд,
как видно на диаграммах рис. 1-9,6 и 1-10,6 разомкну¬
того треугольника, равно нулю, и реле защиты, присое¬
диненное к этим вводам, бездействует.
Практически ввиду несимметрии магнитной системы
и наличия высших гармонических магнитного потока на¬
пряжение на этих вводах будет составлять при нормаль-
24

ном режиме несколько процентов номинального. Напря¬
жение на зажимах разомкнутого треугольника будет
равно нулю лишь при одинаковых фазных напряжениях,
изменяющихся точно по синусоиде.
При заземлении какой-либо фазы сети напряжение
на вводах ал—хд должно стать равным 100 В, т. е. на¬
пряжению срабатывания, на которое рассчитано реле за¬
щиты.
трансформатора
Рис. 1-9. Заземление фазы А в системе с заземленной нейтралью.
а — общая схема; / — первичная обмотка; 2 — вторичная основная обмот¬
ка; 5 —вторичная дополнительная обмотка; б — векторные диаграммы
трансформатора напряжения до замыкания на землю; в —то же при за¬
мыкании фазы А на землю (вектор фазы А во всех диаграммах отсут¬
ствует, так как напряжение этой фазы равно нулю).
Рассмотрим процессы, происходящие в трансформа¬
торе напряжения при замыкании одной из фаз на землю,
для двух случаев состояния изоляции нейтрали.
1. Сеть с заземленной нейтралью (рис. 1-9). В случае
замыкания, например, фазы А сети на землю фаза А—О
25

трансформатора напряжения оказывается замкнутой на¬
коротко и напряжение на обмотках этой фазы и, в част¬
ности на дополнительной обмотке, исчезнет. Как видно
из диаграммы разомкнутого треугольника, на вводах
°д хя появится напряжение, равное геометрической сум¬
ме напряжений действующих фаз В и С, т. е. равное
фазному напряжению разомнутого треугольника, как это
видно из последней диаграммы на рис. 1-9,в.
Так как напряжение на вводах ал—хя при замыкании
на землю должно быть равно 100 В, то и фазное напря¬
жение дополнительной вторичной обмотки при системе
с заземленной нейтралью должно быть тоже равным
100 В.
2. Сеть с изолированной нейтралью (рис. 1-10). При
замыкании на землю какой-либо фазы сети с изолиро¬
ванной нейтралью происходит более значительное изме¬
нение режима работы трансформатора напряжения, из-
за чего он конструктивно отличается от трансформато¬
ра напряжения, применяемого в сетях с заземленной
нейтралью.
Предположим, что фаза А сети оказалась замкнутой
на землю, как это видно на рис. 1-10. Так как фаза А
трансформатора напряжения замкнута накоротко, фазы
В п С оказываются под полным линейным напряжением
и индукция в стержнях магнитопроводов этих фаз уве¬
личивается в /3 раз.
Кроме того, поскольку нейтральная точка О переме¬
стилась в точку А, как это видно из первой векторной
диаграммы на рис. 1-10,в, угол между векторами ОВ и
ОС стал равным 60° вместо 120°, как это было до за¬
мыкания накоротко фазы А. Угол между векторами дей¬
ствующих фаз В и С разомкнутого треугольника стал
равным 120° вместо 60°. Отсюда следует, что напряже¬
ние на вводах ая—хл при замыкании фазы А накоротко
должно увеличиться в 3 раза (і/З’Х ЙЗ)-1 Но для того,
чтобы при замыкании какой-либо фазы на землю напря¬
жение реле защиты оказалось равным 100 В, необходи¬
мо, чтобы фазное напряжение дополнительной вторичной
обмотки при нормальном режиме было равным 100:3 В.
Ввиду того что трансформаторы напряжения, вклю¬
ченные в сеть с изолированной нейтралью, должны дли¬
тельно (не менее 4 ч) выдерживать режим замыкания
на землю, при котором индукция возрастает в У 3 раз,
26

сечение стержней магнитойровода должно быть также
увеличено в У 3 раз.
Трехіфазные трехобмоточные трансформаторы напря¬
жения старой серии НТМИ на 3—18 кВ имели броне¬
стержневые матнитопроводы. Необходимость применения
Рис. 1-10. Заземление фазы А в системе с изолированной ней¬
тралью.
а — общая схема: / — первичная обмотка, 2 — вторичная основная обмот¬
ка, 3 — вторичная дополнительная обмотка; б — векторные диаграммы
трансформатора напряжения до замыкания на землю; в —то же при за¬
мыкании фазы А на землю.
таких магнитопроводов вместо трехстержневых объяс¬
няется следующим образом. Свободные от обмоток боко¬
вые ярма дают возможность замыкаться увеличенному
в уз раз магнитному потоку несимметрии, получившей¬
ся вследствие исчезновения потока в фазе, замкнутой
накоротко. При отсутствии боковых ярм, т. е. при при¬
27

менении обычного трехстержневого магнитопровода,
магнитный поток несимметрии будет замыкаться через
стенки бака; это вызовет в обмотках остальных фаз
большие намагничивающие токи, которые могут приве¬
сти к недопустимому превышению температуры обмоток.
В действующей серии НТМИ каждая фаза имеет от¬
дельный броневой магнитопровод, рассчитанный на дли¬
тельное повышение индукции в 1^3 раз.
Глававторая
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И РАСЧЕТА
2-1. Холостой ход
А. Коэффициент трансформации
У силовых трансформаторов падением напряжения
при холостом ходе обычно пренебрегают и при опреде¬
лении коэффициента трансформации k полагают
где Ui и U2 — первичное и вторичное напряжения; Еі и
Е2 — первичная и вторичная э. д. с.; Wi и w2 — числа вит¬
ков первичной и вторичной обмоток.
Таким образом, в силовых трансформаторах считают,
что отношение первичного и вторичного напряжений на
вводах трансформатора приблизительно равно отноше¬
нию э. д. с. его обмоток и в свою очередь равно отноше¬
нию чисел витков первичной и вторичной обмоток. Кро¬
ме того, при построении векторной диаграммы для сило¬
вых трансформаторов при холостом ходе пренебрегают
сдвигом по фазе векторов первичного и вторичного на¬
пряжений. У трансформаторов напряжения этим прене¬
брегать нельзя, так как погрешности, зависящие от паде¬
ния напряжения в первичной обмотке при холостом ходе,
бывают соизмеримы с погрешностями при нагрузке.
В результате этого может оказаться чрезмерно большая
погрешность, которая выведет трансформатор из задан¬
ного класса точности.
Для более ясного представления о зависимости по¬
грешностей от режимов работы трансформатора рас¬
смотрим процессы, происходящие при холостом ходе и
нагрузке трансформатора напряжения.
28

Б. Режим холостого хода
Подводимое с первичной стороны переменное напря¬
жение Ui согласно второму закону Кирхгофа, с одной
стороны, должно уравновешивать э. д. с. Еі, наведенную
в первичной обмотке и направленную противоположно
Ui, и, с другой стороны, должно компенсировать паде¬
ние 'напряжения, возникающее в первичной обмотке
вследствие наличия в ней тока холостого хода. Если пре¬
небречь падением напряжения, то первичное напряже¬
ние Ui, обратная ему э. д. с. Еі и магнитный поток Ф
могут быть представлены кривыми (синусоидами), изо¬
браженными на рис. 2-1.
Обычно кривые синусоидально изменяющихся вели¬
чин заменяют векторными диаграммами, что более удоб¬
но. Тогда система кривых рис. 2-1 может быть заменена
векторной диаграммой, представленной на рис. '2-2.
Стрелка около начала координат показывает принятое
положительное направление
вращения векторов.
Векторная диаграмма
рис. 2-2 была бы справедлива
Рис. 2-2. Векторная
диаграмма первично¬
го напряжения Ui,
э. д. с. Еі и магнитно¬
го потока Ф.
Рис. 2-1. Кривые первичного на¬
пряжения Ult э. д. с. Еі и маг¬
нитного потока Ф.
только для идеального трансформатора, т. е. трансфор¬
матора, у которого отсутствуют потери энергии. Однако
у реального трансформатора имеются потери как в ста¬
ли магнитопровода, так и ів меди обмотки, и вследствие
этого векторная диаграмма несколько усложняется.
У идеального трансформатора при холостом ходе по пер¬
вичной обмотке проходит только намагничивающий ток,
т. е. ток, создающий намагничивающую силу (и. с.), не¬
29

обходимую Для образования магнитного потока Ф, сцеп¬
ленного с обеими обмотками (ВН и НН) трансформа¬
тора. Вектор намагничивающего тока /р, очевидно, дол¬
жен совпадать по направлению с вектором потока Ф.
У реального трансформатора ток холостого хода со¬
стоит из реактивной (намагничивающий ток Ір) и актив¬
ной составляющих /а, вызываемых потерями холостого
хода. Вектор полного тока холо-
J стого хода /х является геометри¬
ческой суммой векторов /р и /а,
р
К/
Рис. 2-3. . Упрощенная
векторная диаграмма хо¬
лостого хода.
как это видно на рис. 2-3.
Ток холостого хода /х, проте¬
кающий по первичной обмотке,
вызывает в ней активное падение
напряжения £7а10, равное /хГі (где
гі—активное сопротивление пер¬
вичной обмотки). Этот же ток 7Х
создает некоторый поток рассея¬
ния Фр, который в свою очередь
вызывает в первичной обмотке
э. д. с. рассеяния Взятая
с обратным знаком э. д. с. ЕіМ,
называется индуктивным падени¬
ем напряжения и может быть обозначена через UvW, т. е.
—£ріо=^ріо. Так как э. д. с. £рю отстает по фазе от
потока фр и, следовательно, от тока /х на 90°, то, как
хода. нагрузке.
30

показано на векторной диаграмме рис. 2-4, вектор Upl0
должен опережать вектор тока /х на 90°. Вектор [7а10 на
той же диаграмме имеет одинаковое направление с век¬
тором тока /х-
Как видно из векторной диаграммы рис. 2-4, первич¬
ное напряжение Ut должно компенсировать противо-
э. д. с. —£іо и оба падения напряжения £а10 и £рю и,
следовательно, вектор ГД должен быть равен геометри¬
ческой сумме соответствующих векторов:
ГД — £10 4-Г7а10 (2-2)
У силовых трансформаторов при опыте холостого хо¬
да обычно полагают ГД=—Ею, пренебрегая падениями
напряжения Г/а10 и (7рю (на векторной диаграмме векто¬
ры последних для большей наглядности показаны в силь¬
но увеличенном размере).
2-2. Режим нагрузки
Нагрузка трансформатора 'может быть активной, ин¬
дуктивной, емкостной или смешанной. При включении
нагрузки в первичной и вторичной обмотках трансфор¬
матора возникают нагрузочные токи, которые вызывают
в них соответствующие активные и реактивные падения
напряжения. При этом в первичной обмотке эти падения
напряжения суммируются (геометрически) с падениями
напряжения, вызываемыми током холостого хода.
Графически это также изображается векторной диа¬
граммой. Для большей наглядности векторную диаграм¬
му несколько преобразовывают. Во-первых, векторы вто¬
ричных э. д. с. и тока приводят к первичным, т. е. пола¬
гают Ei^E'z и и, во-івторых, векторы вторичных
токов и напряжений поворачивают на 180° так, что век¬
торы —Еі и Е'2, а также и £2 совмещаются (рис. 2-5).
Приведение векторов э. д. с. и тока заключается в том,
что путем умножения вторичной э. д. с. Е2 на коэффици¬
ент трансформации kH и деления на него же вторичного
тока /2 получают первичные и вторичные векторы одина¬
ковыми, т. е. £,2=£2^п:=£і и I'2=h/kn=I'i. Это дает воз¬
можность рассматривать векторы падений напряжения
в одном и том же масштабе. На рис. 2-5 представлена
31

векторная диаграмма при индуктивной нагрузке. Векто¬
ры имеют следующие обозначения:
Паю и t/рю — активное и реактивное падения напря¬
жения в первичной обмотке от тока хо¬
лостого хода /х;
Uai и {/рі — то же от тока нагрузки І'і,
{/ аг и {/'р2 — активное и реактивное падения напряже¬
ния во вторичной обмотке (приведенные
к первичной обмотке);
{/і — первичное напряжение;
—Ею —первичная противо-э. д. с. при холостом
ходе;
—Еі — то же при нагрузке;
Е'г— приведенная к первичной обмотке вто¬
ричная э. д. с. при нагрузке;
{/'г — приведенное к первичной обмотке вто¬
ричное напряжение;
/і и І2 первичный и приведенный вторичный на¬
грузочные токи;
Л — общий первичный ток;
/х— ток холостого хода:
Ей— погрешность напряжения;
б—угловая погрешность.
Так как вторичный ток 1'2 нагрузки вызывает во вто¬
ричной обмотке активное и реактивное падения напря¬
жения {/'аг и {/'рг, вторичная э. д. с. Е'г, кроме вторично¬
го напряжения {/'г, должна также компенсировать эти
падения напряжения. Отсюда вторичное напряжение на
вводах вторичной обмотки будет меньше э. д. с. на зна¬
чение падений напряжения
Й'2 = Ё'2 — Ù’a2 — Û'e2. (2-3)
Первичный нагрузочный ток І'і, возникающий по за¬
кону полного тока в первичной обмотке, также вызыва¬
ет в ней активное и реактивное падения напряжения
Uai и Upi. Эти падения напряжения, сложенные с паде¬
ниями напряжения при холостом ходе {/а10 и {/р10, долж¬
ны компенсироваться напряжением Ui. Таким образом:
— £і + ^аю + Ц>І0 + Йаі-}-{7рі. (2-4)
На рис 2-5 для большей наглядности векторы паде¬
ний напряжения, так же как па рис. 2-4, показаны
в сильно увеличенном размер?,
32

2-3. Погрешности однофазных трансформаторов
напряжения
На основании векторных диаграмм можно вывести
формулы для расчета погрешностей трансформаторов
напряжения.
А. Расчет погрешностей при холостом ходе
Погрешность напряжения при холостом ходе Анх
можно определить, пользуясь векторной диаграммой
рис. 2-4. Согласно определению для режима холостого
хода

Лих=—-£іо—Ui. (2-5)
Ввиду малого угла б0 между векторами Ui и —Еі0
можно считать, что вектор Ui .равен своей проекции на
ось ординат. Тогда получим, что погрешность напряже¬
ния, выраженная в процентах, равна:
Лщ = — ( С7аіо sin а+ Ирм cos а),
где UaW и Цяо — активное и реактивное падения напря¬
жения в первичной обмотке, % первичного напряжения
Up, а — угол между вектором тока холостого хода /х и
его реактивной составляющей /р (этот угол называется
углом магнитного запаздывания).
Знак минус -перед скобкой указывает, что погреш¬
ность отрицательна.
Значения Usl(t и С7рю преобразуем следующим обра¬
зом:
TJ тт U rj /а—і] (г_“-
1>аю — Ual/,sina al Sina
rj TJ U tj —TJ 'Р
^pio ^рі /] P’ Д cos я P1 cos a ’
где Uai и C/pi — активное и реактивное падения напря¬
жения в первичной обмотке при номинальной нагрузке;
ія и jp — отношения активной и реактивной составляю¬
щих тока холостого хода к номинальному току (актив¬
ная и реактивная составляющие тока холостого хода
в долях номинального тока).
Подставив значения Uai0 и С7ріо в формулу (2-5), по¬
лучим:
Awx=—(Uaiia+ t/piip). (2-5а)
3—863 33

Угловая погрешность при холостом ходе согласно
определению будет являться углом бх между векторами
Ui и —Ею. Ввиду малого значения угла бх можно при¬
нять
tgÔx~'Ôx.
Если угловую погрешность выразить в минутах, то,
пользуясь векторной диаграммой, аналогично формуле
для погрешности напряжения получим:
== jpg (Еаіо cos а Ер10 sin а) = 34,4 (Еа1/Р ■
(2-6)
где постоянная 3440= (360-60/2л) мин/рад.
Угловая погрешность считается положительной, если
вектор —Еі опережает вектор СД. Таким образом, для
примера па рис. 2-4 угловая погрешность бх будет отри¬
цательной.
Б. Расчет погрешностей при нагрузке
Погрешность напряжения Дпн, вызываемая нагруз¬
кой, определяется по обычной формуле изменения на¬
пряжения
Дын=—(Eacoscpz+Epsincpz), (2-7)
где Еа=Еаі+'Еа2; Ер=Ері+Ер2— суммарные активные
и реактивные падения напряжения в первичной и вто-
Рис. 2-6. Погрешности напряжения и угловая одно¬
фазного трансформатора напряжения типа НОС-0,5,
500/100 В.
Р — нагрузка; cos <₽2 — коэффициент мощности нагрузки.
34

ричпой обмотках от нагрузки; cos<p2 — коэффициент мощ¬
ности нагрузки.
■Выразив угловую погрешность ôH в минутах и при¬
няв, как и при холостом ходе, что tgÔH—бн, на основа¬
нии векторной диаграммы рис. 2-5 получим:
0н=34,4({7а sin <р2—t/p'COS ç2).
(2-8)
■ Полная погрешность при нагрузке определяется как
сумма погрешностей от тока холостого хода и тока на¬
Рис. 2-7. Погрешности напряжения и угловая одно¬
фазного трансформатора напряжения типа НОМ-6,
6000/100 В.
Р — нагрузка; cos (₽2 — коэффициент мощности нагрузки.
грузки, т. е. Ли=Лих+Ли„ (полная погрешность напря¬
жения) и ô = ôx+ôn (полная угловая погрешность).
Более подробно расчет погрешностей однофазного и
трехфазного двухобмоточного трансформаторов напря¬
жения с примерами расчета дан в приложении 1.
Как видно из формул (2-7) и (2-8), значения погреш¬
ностей, вызываемых нагрузкой, пропорциональны паде¬
ниям напряжения, а следовательно (пренебрегаем изме¬
нением сопротивления обмоток), и току нагрузки. По¬
этому на графике погрешности в функции нагрузки бу¬
дут изображаться прямыми линиями. На рис. 2-6—2-11
приведены графики расчетных значений погрешностей
напряжения Ли, %, и угловых погрешностей ô, мин, не¬
которых типов трансформаторов напряжения в зависи-
3* 35

Рис. 2-8. Погрешности напряжения и угловая однофазного трансфор¬
матора напряжения типа НОМ-35, 35 000/100 В.
Р — нагрузка; cos <J>2— коэффициент мощности нагрузки.
Рис. 2-9. Погрешности линейного напряжения и угловые трехфазно¬
го трансформатора напряжения типа НТС-0,5, 500/100 В (фаз А—С).
Р — нагрузка; cos q>2 — коэффициент мощности нагрузки.
мости от нагрузки Р при различных значениях коэффи¬
циента мощности (0,5; 0,8 и 1) и напряжении, равном
110% номинального.
2-4. Коррекция погрешностей
Падения напряжения в трансформаторе могут быть
в некоторой степени компенсированы введением так на¬
зываемой коррекции. Коррекцией напряжения ЛпІ( назы¬
вается преднамеренное изменение коэффициента транс¬
формации в сторону повышения вторичного напряжения,
выраженное в процентах.
36

Рис. 2-10. Погрешности линейного напряжения и угловые
трехфазного трансформатора напряжения типа НТМИ-6-66,
6 000/100/100:3 В (фаз А—С}, отнесенные к основной вторичной
обмотке 100 В.
Р — нагрузка; cos <р2 — коэффициент мощности нагрузки.
Рис. 2-11. Погрешности напряжения и угловая однофазного
каскадного трансформатора напряжения типа НКФ-110-57,
110 000: КЗ/100j_ ГЗ /100 В, отнесенные к основной вторичной
обмотке 100 : К 3 В.
Р — нагрузка; cos <р2 — коэффициент мощности нагрузки.
Как видно из формул (2-5) и (2-7), погрешность на¬
пряжения всегда отрицательна. Введением коррекции
уменьшают абсолютные значения погрешности путем
использования положительных значений погрешностей.
Это пояснено на рис. 2-6, где пунктирные линии соответ¬
ствуют погреГшюстям напряжения без коррекции,
а сплошные — погрешностям с коррекцией. Разность
37

ординат пунктирной и сплошной линий равна коррекций
напряжения Дпк-
Коррекцию выполняют таким образом, чтобы при хо¬
лостом ходе трансформатор имел некоторую положи¬
тельную погрешность (в пределах заданного класса точ¬
ности), т. е. несколько увеличивают вторичное напряже¬
ние. Для этого необходимо увеличить число витков вто¬
ричной обмотки, но на практике вместо этого обычно
уменьшают число витков первичной обмотки, так какпри
этом коррекция может быть подобрана более точно.
Разность витков .Aw определяется по формуле
Дда = и>Дмк/100, (2-9)
где w — полное число витков первичной обмотки.
Применение коррекции напряжения позволяет полу¬
чить экономию активных материалов.
Кроме коррекции напряжения часто требуется введе¬
ние также и угловой коррекции. Коррекция угловой по-
Рис. 2-12. Компенсация угловой погрешности для
трехфазпого двухобмоточпого трансформатора на¬
пряжения.
а — принципиальная схема обмотки ВН для получения поло¬
жительной компенсации угловой погрешности; б то же
для получения отрицательной компенсации; в — векторная
диаграмма к схеме а.
38

грешности не может быть выполнена у однофазных
трансформаторов, но может быть осуществлена у трех¬
фазных трансформаторов напряжения. Первичная об¬
мотка трехфаз пых трансформаторов напряжения обычно
соединяется в звезду. Для осуществления угловой кор¬
рекции 0к соединение в нейтраль производится посред¬
ством дополнительных компенсационных обмоток, распо¬
ложенных на соседних фазах и включаемых последова¬
тельно с основными ветвями звезды. Таким образом, по¬
лучается схема, подобная схеме зигзага с неравными
плечами, как это показано на рис. 2-12,с. Эта схема при¬
меняется в трансформаторах напряжения серии НТМК.
Как видно из векторной диаграммы рис. 2-12,в, кор¬
ректирующие угол витки компенсационной обмотки од¬
новременно вносят также и коррекцию напряжения (так
как векторы OAt и BY образуют угол 120°), что должно
быть учтено при расчете. Расчет корректирующих витков
начинают с определения числа витков w5 компенсацион¬
ной обмотки, составляющих меньшее плечо зигзага.
На рис. 2-12,в обозначены: OB = w — полное число
витков на фазу; OAt = ws — число витков компенсацион¬
ной обмотки. Полагая ввиду малого значения угла бк,
что BD — OB и tg'6K, имеем:
SF OD ОАг cos 30° _w5cos30°
3440 ~ BD ~ BD ~~ w ’
откуда
344О^ЗО-И-o,336sKw-іо—. (2-10)
Затем определяют число витков Aw, на которое сле¬
дует уменьшить полное число витков w основной ветви
каждой фазы первичной обмотки, соединенной по схеме
зигзага, для получения необходимого значения Аик кор¬
рекции напряжения.
Число витков Aw с учетом угла 30° между вектором
ОА и отрезком OD будет:
△w = w^ + sm3°°w5 = w^+4-w6. (2-Н)
Схема рис. 2-12,о, применяемая для первичной об¬
мотки, дает положительную компенсацию, т. е. она ком¬
пенсирует отрицательную угловую погрешность, опреде¬
ляемую по формулам (2-5) и (2-7). На векторной диаг¬
рамме рис. 2-12,в, соответствующей схеме рис. 2-12,«,
39
векторы ХА, YB и ZC сдвинуты относительно их перво¬
начального положения ОА', OB', ОС' (при отсутствии
компенсации) против направления их вращения. Следо¬
вательно, эта схема должна применяться в тех случаях,
когда средние расчетные значения угловой погрешности
получаются отрицательными. Угол между вектором ОВ'
и отрезком ОВ является угловой коррекцией трехфаз¬
ного трансформатора напряжения.
Если угловые погрешности по расчету получаются по¬
ложительными, угловая коррекция должна быть от¬
рицательной. Расчет абсолютного значения этой коорек-
ции производится также по формулам (2-10) и (2-11),
но для перемены знака коррекции необходимо изменить
последовательность схемы соединения зигзаг, т. е. сле¬
дует применить схему рис. 2-12,6.
Так как знак угловой коррекции зависит также от че¬
редования фаз, т. е. от чередования максимальных зна¬
чений (одинакового знака) синусоид напряжения сети
для всех трех фаз в течение одного периода, необходи¬
мо, чтобы такое чередование соответствовало направле¬
нию1 вращения векторов трансформатора напряжения.
Это соответствие обязательно должно быть соблюдено
при включении трансформатора в сеть. Для этой цели
на трехфазных трансформаторах напряжения, у кото¬
рых применена угловая коррекция, имеется специальный
щиток с указанием правильного порядка чередования
фаз (обычно ЛВС).
Глав а треть я
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ
3-1. Особенности конструкции трансформаторов
напряжения
Характерная особенность трансформаторов напряже¬
ния— их малая'мощность при высоком напряжении пер¬
вичной обмотки — отражается на их конструкции. Разме¬
ры и масса трансформатора напряжения зависят, глав¬
ным образом, не только от его мощности (как у силовых
трансформаторов [Л. 5]), но также и от первичного
напряжения.
ІО

При электромагнитном расчете трансформатора На¬
пряжения основные размеры магнитопровода, т. е. «мо¬
дель» трансформатора, определяют исходя из макси¬
мальной мощности трансформатора, с учетом необходи¬
мых размеров окна магнитопровода для обеспечения
требующихся изоляционных расстояний.
Вели трансформаторы напряжения трехобмоточные и
предназначены для защиты сетей с изолированной ней¬
тралью от замыкания на землю (дополнительная вторич¬
ная обмотка этих трансформаторов имеет напряжение
100:3 В), они должны иметь пониженную индукцию, что¬
бы при аварийном режиме, когда напряжение на пер¬
вичной обмотке повышается в У 3 раз, намагничиваю¬
щий ток не достигал опасного значения. Но и при нор¬
мальном режиме электромагнитные нагрузки на актив¬
ные материалы (индукция и плотность тока) также
должны иметь пониженные значения против тех, кото¬
рые допускаются для силовых трансформаторов. Это не¬
обходимо для получения заданных значений погрешно¬
стей. Кроме того, для обмоток ВН часто приходится при¬
менять провода большего сечения, чем этого требует
расчет, с тем, чтобы увеличить механическую прочность
обмоток. Такое усиление обусловлено технологическими
соображениями, чтобы избежать обрывов провода при
намотке катушек и увеличить его натяжение для полу¬
чения более плотной намотки. Поэтому для обмоток ВН
не применяют провод диаметром менее 0,2 мм, хотя по
току его можно было бы взять меньшего диаметра.
Исходя из изложенного, размеры магнитопровода
(типовая мощность) трансформатора напряжения полу¬
чаются в 1,5—2 и более раз больше, чем для силового
трансформатора на ту же максимальную мощность.
3-2. Магнитопровод
Для трансформаторов напряжения применяются маг¬
нитопроводы таких же конструкций, как и для силовых
трансформаторов.
Для однофазных трансформаторов напряжения на¬
ходят применение магнитопроводы преимущественно
броневого типа с одним стержнем, показанные на
рис. 3-1,а. Применение магнитопровода броневого типа
целесообразно потому, что при этом лостаточно иметь
41

лишь один комплект обмоток, расположенный на стерж¬
не. Кроме того, активная часть (остов с обмотками) по¬
лучается по форме более подходящей для помещения ее
в круглый бак. При броневом магнитопроводе несколько
увеличивается масса меди обмоток и уменьшается масса
стали по сравнению с магнитопроводом стержневой кон¬
струкции аналогичного трансформатора.
Магнитопроводы стержневого типа, показанные на
рис. 3-1,6, применяются только для трансформаторов на-
п
I
I
п
Рис. 3-1. Однофазные магнптопроводы.
а — броневой (с одним обмотанным стержнем): б — стерж¬
невой (с двумя обмотанными стержнями); I—первичная
обмотка; II — вторичная обмотка.
пряжения типа НОМ-15 и каскадных трансформаторов
типа НКФ, где эго необходимо по .конструктивным сооб¬
ражениям.
Для трехфазных двухобмоточных трансформаторов
напряжения применяются обычно трехстержневые маг¬
нитопроводы, показанные на рис. 3-2,а. Для трехфазного
трехобмоточного трансформатора напряжения типа
НТМИ-18, имеющего дополнительную вторичную обмот¬
ку, служащую для питания цепей релейной защиты от
замыканий на землю, применен бронестержневой магни¬
топровод, показанный на рис. 3-2,6. Трехфазные транс¬
форматоры напряжения типов НТМИ-6-66 и НТМИ-10-66
состоят из групп, составленных из трех однофазных
трехобмоточных трансформаторов каждая.
Магнитопроводы трансформаторов напряжения, как
и всех других трансформаторов, во избежание чрезмер¬
но больших потерь холостого хода изготовляются из
пластин толщиной 0,35 мм специальной повышенно леги¬
рованной электротехнической холоднокатаной стали
марки ЭЗЗОА по ГОСТ 802-58. Холоднокатаная сталь
имеет лучшую магнитную проницаемость в направлении
42

вдоль прокатки и меньшие удельные потери. Примене¬
ние этой стали позволяет допускать более высокую ин-
I дукцию, и поэтому магнитопроводы, изготовленные из
I такой стали, имеют меньшие габариты.
Для самых малых однофазных броневых магнитопро¬
водов (для трансформаторов напряжения до 660 В) при-
Рис. 3-2. Трехфазные магнитопроводы.
а — стержневой (с тремя стержнями); б — бронестержневой (с тре¬
мя стержнями н двумя боковыми ярмами); / — первичная обмотка;
II — вторичная обмотка.
меняют цельноштампованные пластины, показанные на
рис. 4-1. В дальнейшем для этих трансформаторов бу¬
дут применены витые разрезные 'магнитопроводы. Для
всех остальных однофазных и трехфазных магнитопро¬
водов применяется шихтованная конструкция, при ко¬
торой магнитопровод собирается (шихтуется) из от¬
дельных прямоугольных пластан, как это видно на
рис. 3-3,g и б.
Пластины стали должны быть изолированы друг от
друга. Это достигается нанесением изоляционного слоя
химическим путем при изготовлении листовой или рулон¬
ной стали (фосфатирование, карлитовое и другие
покрытия). Ранее приме¬
нялось лакирование ста¬
ли. Пластины самых ма¬
лых магнитопроводсив от¬
жигают. Пленка окиси,
образующаяся при отжиге
(окалина), служит доста¬
точной изоляцией пластин.
Пакеты пластин маг¬
нитопроводов трансфор¬
маторов напряжения кон¬
струкций, разработанных
до 1965—1966 гг., стяги¬
g)
Рис. 3-3. Формы пластин и схема
шихтовки магнитопровода транс¬
форматора напряжения.
а — схема шихтовки однофазного бро¬
невого илн трехфазного^трехстсржнево-
го магнитопроводов; б — схема ших¬
товки трехфазного бронестержневого
маінитопповода.
43

ваются по углам- шпильками, которые изолируются
от пластины надеванием на них бумажно-бакелито-
вых трубок или обертыванием их кабельной бума¬
гой. Шпильки пропускаются через отверстия, проштам¬
пованные в пластинах. У магнитопроводов более совре¬
менных конструкций стали применять так называемую
бесшпилечную прессовку, при которой отверстия в пла¬
стинах магнитопровода отсутствуют, а прессующие
шпильки проходят вне его. Этим, в частности, достига¬
ется уменьшение потерь и тока холостого хода транс¬
форматора.
Сечение стержня броневого магнитопровода, собран¬
ного из цельноштампованных пластин, имеет прямоуголь¬
ную форму, при этом и обмотка, в которую зашихтовы-
ваются пластины, также имеет прямоугольную форму,
Рис. 3-4. Формы сечения стержней магнито¬
провода.
а — прямоугольная (для броневого однофазного
магнитопровода из цельноштампованных пла¬
стин); б — ступенчатая (для шихтованных маг¬
нитопроводов) .
как показано на рис. 3-4,а. Трансформаторы с шихто¬
ванным магнитопроводом на напряжение более 660 В
имеют обмотки ВН с большим числом витков тонкого
провода, которые целесообразно выполнять цилиндриче¬
ской формы. Поэтому у шихтованных магнитопроводов
сечение стержней имеет ступенчатую форму, вписанную
в окружность. Ступенчатое сечение увеличивает запол¬
нение сталью пространства внутри цилиндрической ка¬
тушки, как это видно на рис. 3-4,6. Кроме того, при
круглой катушке длина витка получается меньшей, чем
при прямоугольной.
44

3-3. Обмотки
А. Общие сведения
Обмотки первичного и вторичного напряжений явля¬
ются основной и наиболее ответственной частью каждо¬
го трансформатора. От правильной конструкции и каче¬
ства изготовления обмоток зависят возможность получе¬
ния необходимых параметров и характеристик и надеж¬
ность работы трансформатора.
Расчет и разработка конструкции обмоток заключа¬
ются в выборе типа обмотки и определении обмоточных
данных — числа витков, раз¬
меров обмоточных проводов
и катушек, а также изоля¬
ционных цилиндров, барье¬
ров и других деталей. Обмо¬
точные данные должны быть
выбраны в соответствии
с электромагнитными, изо¬
ляционными и тепловыми
характеристиками трансфор¬
матора. При выборе типа
обмотки руководствуются
также технологической воз¬
можностью ее выполнения и
наименьшими производст¬
венными затратами при ее
изготовлении.
Обмотка состоит из об¬
моточного провода и изоля¬
ционных деталей. В ком¬
плект обмотки входят также
электростатические экраны
емкостной защиты от перена-
Рис. 3-5. Внешний вид обмот¬
ки трансформатора напряже¬
ния типа НОМ-35-66.
1 — изолирующая шайба из элек¬
трокартона; 2 —обмотка ВН; 3 —
выводной конец (из гибкого прово¬
да )и от обмотки ВН; 4 — концевая
шайба, склеенная из электрокарто¬
на: 5 —цилиндр из электрокар¬
тона.
пряжений. На рис. 3-5 показана обмотка трансформато¬
ра напряжения типа НОМ-35-66 (на 35 кВ).
Б. Обмоточный провод
Основным материалом для изготовления обмоток
трансформаторов напряжения является изолированный
медный обмоточный провод круглого или прямоугольно¬
го сечения. Вследствие малых токов для трансформато¬
ров напряжения применяется, главным образом, круг-
45

лый обмоточный провод, размер (диаметр) которого вы¬
бирается в соответствии с ГОСТ 16507-70 тіа обмоточные
провода. Для трансформаторов напряжения практиче¬
ски применяют провода диаметром 0,2—3,28 мм.
Изоляция провода применяется различная в зависи¬
мости от диаметра провода, класса напряжения и кон¬
струкции обмотки. Провода имеют различные марки
в соответствии с их изоляцией. Провода диаметром 0,2—
1,45 мм в большинстве случаев применяются марки ПЭЛ
(провод эмалированный лакостойкий) по ГОСТ 2773-69.
Для обмоток ВН трансформаторов напряжения классов
напряжения ПО кВ и выше, которые должны иметь бо¬
лее высокую изоляцию, применяется провод марки
ПЭЛШКО (провод эмалированный, лакостойкий, изоли¬
рованный одним слоем пряжи из шелка капрона) или
марки ПЭЛЛО (то же, но изолированный пряжей из
лавсана) по ГОСТ 16507-70. Для обмоток, заливаемых
эпоксидной смолой, применяется провод марки ПЭТВ
(провод, изолированный нагревостойкой высокопрочной
винифлексовой эмалью, не растворимой в смоле) по
ОСТ 16505-001-70 и марки ПСД (провод, изолирован¬
ный двумя слоями стеклянного волокна) по ГОСТ 7019-70.
Для круглых проводов диаметром 1,3 мм и более при¬
меняется провод марки ПБ (провод, изолированный не¬
сколькими слоями кабельной бумаги) по ГОСТ 16512-70.
Прямоугольный обмоточный провод применяется
марки ПБ. Сечения и размеры прямоугольного провода
(толщина а и ширина Ь) даны в ГОСТ 16512-70, причем
активные сечения проводов, приводимые в таблице, не¬
много меньше (на 0,215—0,86 мм2) произведения aXb.
Это уменьшение вызвано небольшими закруглениями уг¬
лов сечения, необходимых во избежание порчи витковой
изоляции на этих углах.
В. Изоляционные детали и материалы
Для изготовления обмоток трансформаторов напря¬
жения применяется большой ассортимент электроизоля¬
ционных материалов и полуфабрикатов. Изоляционные
материалы не должны иметь химического взаимодейст¬
вия с горячим трансформаторным маслом и, кроме того,
не должны способствовать его разложению и окислению.
Бумажно-бакелитовые цилиндры служат для наматы¬
вания на них обмоток и используются, главным обра-
46

Зом, Для пёрвичных обмоток (ВН). Электроизоляцион¬
ный картон марок ЭВ и ЭіѴЩ толщиной 0,3—3 мм имеет
весьма широкое применение; этот материал служит для
изготовления цилиндров, .шайб, реек, выравнивающих
клиньев, прокладок, междуслойной изоляции, барьеров
и других деталей.
Кабельная бумага марки К-120 толщиной 0,12 мм
предназначается для междуслойной изоляции, отборто¬
ванных цилиндров, изоляции стяжных шпилек и т. п.
Телефонная бумага марки КТ-0,5 толщиной 0,05 мм ис¬
пользуется для междуслойной и концевой изоляции
(бортиков).
Лакоткань марки ЛШСС-1,2 толщиной 0,15 мм и
марки ЛСХМ-1,1 толщиной 0,17 и 0,24 мм служит для
усиления изоляции в местах паек, изолирования концов
и отводов, а также поврежденных мест витковой изо¬
ляции обмоточного провода и т. п.
Для изолирования концов обмоток применяются
электроизоляционные трубки: для масляных трансфор¬
маторов— линоксиновые марки ТБЛТ, для сухих — по¬
лихлорвиниловые марки ТВ. Бумажно-бакелитовые труб¬
ки служат для изоляции отводов обмотки. Гетинакс
электротехнический марок В и Г и стеклотекстолит мар¬
ки СТЭФ служат для изготовления изоляционных досок
зажимов.
Хлопчатобумажная изоляционная киперная лента
толщиной 0,45 мм и тафтяная толщиной 0,25 мм исполь¬
зуется для крепления отдельных частей обмотки и ее
бандажирования. Хлопчатобумажный шнур («чулок»)
применяется для изоляции концов вторичных обмоток
(НН) н как крепежный материал. Пластик древесный
слоистый (дельта-древесина) электротехнический марки
ДСП-Б-э служит для изготовления стоек, на которых
устанавливаются остовы каскадных трансформаторов
напряжения типа НКФ1.
Г. Цилиндрическая обмотка
Для обмоток трансформаторов напряжения использу¬
ются исключительно цилиндрические и катушечные об¬
мотки.
1 Номера ГОСТ и ТУ на изоляционные детали и материалы ука¬
заны в приложении 3.
47

Цилиндрическая обмотка наиболее простая по вы¬
полнению. Если она изготовляется из круглого провода,
то наматывается на изоляционный (бумажио-бакелито-
вый или из электрокартона) цилиндр в один, два или
много слоев, как показано на рис. 3-6,а и б.
Как видно из рис. 3-6,6, в многослойной обмотке меж¬
ду слоями проводов прокладывается кабельная бумага,
причем слои провода не доходят до края цилиндра. Обра¬
зующееся свободное место заполняется полосками (бор-
Рис. 3-6. Цилиндрические обмотки.
а — простая (однослойная); б ~ многослойная: 1 — изоля¬
ционный цилиндр нз электрокартона: 2 — обмоточный про¬
вод; 3 — междуслойная изоляция из кабельной бумаги; 4 —
концевая изоляция (бортик).
тиками) из электрокартона (концевая изоляция). Обмот¬
ки прямоугольного сечения наматываются на каркасе из'
электрокартона, составленного из двух П-сбразных сте¬
нок, как показано на рис. 3-7.
Рис. 3-7. Прямоугольная обмотка, намотан¬
ная на каркасе из электрокартона.
1 — каркас; 2 — обмоточный провод.
Концы обмоток выводятся либо тем же проводом, ко¬
торым намотана обмотка, либо (при круглом проводе
диаметром менее 0,69 мм) —гибким многожильным про-
48

Рис. 3-8. Крепление крайних витков ци¬
линдрической обмотки из круглого провода.
а — с помощью бортиков; б — путем обвертыва¬
ния полоской из телефонной бумаги; 7 — изоля¬
ционный цилиндр; 2— обмоточный провод; 3 —
бортики из электрокартона; 4—крайние витки,
обвернутые телефонной бумагой.
ведом марки ПАМГ или ПЩН. Гибкий провод заводится
вінутрь катушки на Ѵ4 витка и припаивается к обмоточ¬
ному проводу. Крайние витки из 'круглого провода удер¬
живаются от сползания с края цилиндра бортиками или
путем обвертывания их телефонной
бумагой, как показано на рис. 3-8.
Бортик изготовляется из полосы
электрокартона, приклеенной с од¬
ной стороны на более широкую по¬
лосу телефонной бумаги. Выступаю¬
щая часть бумаги прижимается
крайними витками, удерживая бор¬
тик от сползания.
При намотке прямоугольным про¬
водом обмотка выполняется обычно
без изоляционного цилиндра непо¬
средственно на деревянном или
стальном шаблоне, устанавливаемом
на шпинделе обмоточного станка.
Между слоями прямоугольного про¬
вода прокладывается электрокартон
толщиной 0,3 или 0,5 мм. Крепление
Рис. 3-9. Крепление
крайних витков ци¬
линдрической обмот¬
ки из прямоугольно¬
го провода.
/ — выравнивающий
клин (кольцо); 2 — ки-
перная леита; 3 — про¬
вод.
крайних витков осуществляется привязыванием к ним
ки'перной лентой выравнивающего кольца из электрокар-
тона. При этом захватываются два-три крайних витка,
как показано на рис. 3-9. Размеры выравнивающего
кольца, как это можно видеть на рис. 3-9, будут равны:
развернутая длина яс?—а; ширина на одном конце с, на
другом с + а, где а — ширина провода: с — меньшая ши¬
рина (высота) выравнивающего кольца; d — диаметр об¬
мотки.
4—863
49

Снаружи цилиндрическая обмотка обычно бандажи-
руется слоем кипорной ленты.
Для механической прочности готовая обмотка масля¬
ных трансформаторов при напряжении выше 10 кВ про¬
питывается глифталевым лаком ГФ-95, а сухих — про-
тивосыростным асфальтовым лаком № 447.
Д. Цилиндрическая катушечная обмотка
При высоком напряжении в многослойной цилиндри¬
ческой обмотке, наматываемой в этом случае тонким про¬
водом, в каждом слое укладывается большое число вит¬
ков и вследствие этого получается довольно высокое на¬
пряжение между соседними слоями. Это требует увели¬
чения толщины междуслойной изоляции. Однако простое
увеличение числа слоев кабельной бумаги приводит
к низкому коэффициенту заполнения окна магнитопро¬
вода и слабой намотке обмоток. Последнее объясняется
тем, что трудно осуществить хороший натяг тонким про¬
водом, и обмотки получаются рыхлыми, г. е. механиче¬
ски непрочными.
В таких случаях цилиндрическую обмотку разделяют
в осевом направлении на несколько катушек и, таким об¬
разом, получается многослойная цилиндрическая кату¬
шечная обмотка. В такой обмотке число витков в слое,
а следовательно, и напряжение между слоями уменьша¬
ются пропорционально числу катушек и, кроме того, на¬
мотка получается более плотной.
Цилиндрическая катушечная обмотка применяется
для обмоток ВН однофазных двухобмоточных трансфор¬
маторов напряжения 3—35 кВ включительно и трехфаз¬
ных типов НТМК-6-48, НТМК-10 и НТМИ-18 (обмотка
состоит из двух катушек). Строение этой обмотки пока¬
зано на рис. 4-4 и 4-12. Катушки соединены между собой
начальными (внутренними) витками. Таким образом,
избегают того, чтобы соединяющий две катушки провод
проходил мимо всех слоев этих катушек; этим предот¬
вращается возможность пробоя изоляции между соеди¬
нительным проводом и той или другой катушкой. Кроме
того, при таком соединении выводные концы полученной
«двойной» катушки оказываются снаружи, что удобно
для присоединения их к вводам.
На рис. 3-10 показано соединение катушек между
собой. Намотка и соединение катушек на обмоточном
50

станке производятся в следующем порядке (рис. 3-10).
Сначала наматывают одну из катушек, затем ее снимают
со станка, перевертывают и устанавливают на станок
другим концом. После этого наматывают другую катуш¬
ку, предварительно припаяв ее начальный виток к на¬
чальному витку уже намотанной катушки. Такое пере¬
вертывание обмотки необходимо, чтобы обеспечить оди¬
наковое направление тока по виткам обеих катушек.
Рис. 3-10. Намотка ци¬
линдрической катушеч¬
ной обмотки.
/ — промежуточная изоля¬
ционная шайба из электро¬
картона; 2 — соединение
двух катушек между собой
начальными (внутренними)
витками; 3 — изоляционный
цилиндр.
Рис. 3-11. Цилиндрическая катушеч¬
ная обмотка 35 кВ; крайняя катуш¬
ка в разрезе.
1 — выравнивающее концевое кольцо из
прессованного электрокартона; 2 —- отбор¬
тованный цилиндр из кабельной бумаги;
3 — обмоточный провод: 4 — междуслой-
ная изоляция из кабельной бумаги; 5 —
промежуточная шайба из электрокартона;
6 — цилиндр из электрокартопа.
На рис. 3-11 схематически показана в разрезе одна
из катушек цилиндрической катушечной обмотки. Обмот¬
ка наматывается на цилиндре из электрокартона. Поверх
цилиндра предварительно наматывается кабельная бума¬
га с надрезанными краями, которые затем отгибаются
наружу, образуя отбортованный цилиндр. Междуслойная
изоляция выполняется из кабельной бумаги. Витки каж¬
дого слоя не доматываются до края на 5—6 мм. Во 'из¬
бежание их сдвига или сползания края кабельной бума¬
ги загибают для образования подобия бортика, как по¬
казано на рис. 3-12.
Е. Направление намотки катушек
Группа соединения зависит от направления намотки
катушек (§ 1-7). Возможны два направления намотки —
левое и правое.
Направление намотки однослойной катушки (обмот¬
ки) принято считать левой, если уклон ее витков совпа-
. 51

/ 2
Рис. 3-12. Конструкция междуслой-
ной изоляции цилиндрической кату¬
шечной обмотки.
1 — изоляция из кабельной бумаги с за¬
гнутыми краями; 2— обмоточный провод.
дает с левой нарезкой болта,и
соответственно правой, если
совпадает с правой нарезкой.
При левой намотке катушки,
если смотреть с ее торца, про¬
вод от начала намотки прохо¬
дит по катушке против часовой
стрелки. Аналогичным образом в правой катушке про¬
вод от ее начала проходит по часовой стрелке. Это пра¬
вило будет справедливо и для многослойной катушки,
т. е. она будет называться левой или правой по направ¬
лению намотки ее первого слоя. У многослойных катушек
направление намотки нечет¬
ных и четных слоев череду¬
ется. Например, если первый
и все нечетные слои будут ле¬
выми, то все четные слои бу¬
дут правыми; вся же катуш¬
ка ,(обмотка) будет левой.
При намотке многослой¬
ных катушек на обмоточном
станке, если рабочее место
обмотчика находится со сто¬
роны, противоположной ба¬
рабану с обмоточным про¬
водом, намотка слоя будет
получаться левой, если начи¬
нать наматывание этого слоя
с левой стороны шаблона,
и, наоборот, направление
слоя будет правым, если его
Рис. 3-13. Схема намотки мно¬
гослойных катушек (обмоток),
а— левая по направлению намот¬
ки: б — правая по направлению на¬
мотки; 1 — барабан с проводом;
2 — шаблон; 3 — место рабочего-
обмотчика; 4 — плашки для натя¬
жения провода.
наматывать оправа. Намотка левых и правых катушек
(обмоток) схематически показана на рис. 3-13.
Обычно при отсутствии особых требований много¬
слойные катушки (обмотки) изготовляются левыми, так
как это несколько удобнее по технологическим сообра¬
жениям.
52

3-4. Изоляция обмоток и защита их от перенапряжений
Трансформатор напряжения рассчитан на длительное
включение его в электрическую сеть, т. е. на постоянное
нахождение его под напряжением. Изоляция обмоток и
токоведущих частей во время его работы испытывает
воздействие как длительно приложенного напряжения
нормальной промышленной частоты (50 Гц), так и им¬
пульсных, т. е. кратковременных перенапряжений.
Перенапряжениями называются напряжения, значи¬
тельно превышающие номинальное напряжение транс¬
форматора и поэтому опасные для его изоляции. Обычно
под этим словом подразумевают грозовые импульсные
перенапряжения, возникающие от атмосферных явлений,
наиболее сильно воздействующие на изоляцию трансфор¬
матора, а также коммутационные перенапряжения, воз¬
никающие в результате нестационарных режимов линий
электропередачи. Кроме того, в линии при обрывах и
коротких замыканиях в ней могут возникать аварийные
перенапряжения, превышающие коммутационные.
Изоляция трансформатора разделяется на главную
и продольную. Главной изоляцией называется изоляция
каждой из обмоток относительно заземленных частей и
других обмоток. Продольной изоляцией называется внут¬
ренняя изоляция каждой обмотки, т. е. ее междувитко-
вая, междуслойная и междукатушечная изоляция.
Нормальное рабочее напряжение и коммутационное
перенапряжение воздействуют, в основном, на главную
изоляцию обмоток. Атмосферное перенапряжение воздей¬
ствует, главным образом, на продольную изоляцию.
Для надежной работы трансформатора напряжения
должна быть обеспечена достаточная электрическая
прочность его изоляции. Различают электрическую проч¬
ность изоляции при нормальной промышленной (50 Гц)
частоте и импульсную прочность. Уровень электрической
прочности изоляции трансформатора находится в опре¬
деленной, установленной на основе опыта эксплуатации
и узаконенной стандартами, зависимости от принадлеж¬
ности к тому или иному классу напряжения. Каждая
из обмоток трансформатора, в зависимости от длительно
допустимого рабочего напряжения, относится к опреде¬
ленному классу напряжения, характеризуемому значени¬
ем номинального напряжения. Согласно ГОСТ 721-62
53

в Советском Союзе приняты номинальные линейные на¬
пряжения переменного тока, приведенные в табл. 3-1.
Классом іыапряжения трансформатора принято счи¬
тать класс напряжения его обмотки ВН. Соответственно
классам напряжения ГОСТ 1516-73 установлены нормы
для испытания изоляции обмоток трансформатора напря¬
жения как при промышленной частоте (50 Гц), так и
при импульсном испытании (табл. 3-1).
Таблица 3-1
Номинальное
напряжение, кВ
Наибольшее
рабочее напря¬
жение (линей¬
ное),'кВ
Испытательные напряжения
Приложенное
действующее
(одноминутное),
кВ
Импульсное амплитудное,
кВ, при волне
«
полной
срезанной
До 0,66
До 0,69
6

3
3,6
24
44
50
6
7,2
32
60
70
10
12
42
80
90
15
17,5
55
108
120
20
24
65
130
150
35
40,5
95
200
225
110
126
200
480
550
150
172
275
660
760
220
252
400
950
1090
330
363
460
1200
1300
500
525
680
1675
1800
750
787
950
2100
2600
1150*
1200*
1150*
2700*
3100*
* Проект.
Для надежной и долговечной работы трансформатора
напряжения существенное значение имеют правильный
выбор изоляционных расстояний, качество электроизоля¬
ционных материалов и общей конструкции изоляционных
узлов. Однако чрезмерно большие запасы электрической
прочности приводят к неоправданно большим расходам
изоляционных и других материалов и увеличению габа¬
ритных размеров и стоимости всего трансформатора.
Кроме чисто электрических воздействий изоляция
трансформаторов подвергается нагреванию от потерь,
возникающих в обмотке и магнитопроводе, и механиче¬
ским усилиям, достигающим опасных значений в ава¬
рийных случаях короткого замыкания. Обычно принято
считать, что правильно рассчитанный при условии нор-
64

мальной эксплуатации трансформатор напряжения дол¬
жен служить не менее Іо — 20 лет, т. е. длительно, так
как можно принять, что по истечении указанного срока
наступает его .моральный износ и его целесообразно заме¬
нить трансформатором более современной конструкции.
Срок службы трансформатора в значительной мере
определяется сохранением основных качеств его изоля¬
ции. Большую роль в обеспечении электрической проч¬
ности изоляции имеет правильная технология ее обра¬
ботки. Одной из важнейших технологических операций
обработки изоляции является термовакуумная обработка
активной части, т. е. пропитка изоляции маслом и ваку¬
умная сушка трансформатора напряжения перед залив¬
кой маслом по окончании сборки.
В масляных трансформаторах стремятся иметь воз¬
можно меньшую поверхность масла, соприкасающуюся
с внешним воздухом. Ііоэтому у трансформаторов напря¬
жения на 35 кВ применены герметичные маслорасшири-
тели, а у трансформаторов на 110 кВ и выше установле¬
ны воздухоосушители.
В большинстве случаев трансформаторы напряжения
с первичной (ВН) стороны присоединены к воздушным
линиям электропередачи, вследствие чего они могут под¬
вергаться атмосферным перенапряжениям.
Электрическая прочность изоляции при воздействии
перенапряжений будет наибольшей, когда .напряжение
распределится по обмотке равномерно. Для трансформа¬
торов напряжения применяются исключительно цилин¬
дрические и цилиндрические катушечные обмотки, кото¬
рые обладают тем преимуществом по сравнению с дру¬
гими типами обмоток, что начальное распределение им¬
пульсного напряжения у них получается практически
равномерным по слоям. Вкратце это может быть объяс¬
нено следующим образом.
Грозовой импульс имеет крутой фронт, длительность
которого измеряется несколькими микросекундами.
Фронт такой малой длительности можно рассматривать
как часть синусоиды высокой частоты. При этом индук¬
тивные сопротивления витков обмотки, пропорциональ¬
ные g)L, где (i> = 2nf, становятся весьма большими. По¬
этому напряжение импульса будет распределяться про¬
порционально внутренним емкостям обмотки, сопротивле¬
ния которых будут малыми (1/®С). Поскольку емкости
между слоями примерно равны между собой, то и напря-
55

Жёііііё импульса распределится Между слоями поровну
и внутренняя (междуслойная) изоляция обмотки будет
практически равнопрочной.
Необходимым дополнительным устройством для ци¬
линдрической многослойной обмотки является электро¬
статический емкостный экран, охватывающий верхний
слой и присоединяемый к линейному вводу. Экран слу¬
жит для выравнивания напряжения по виткам верхнего
(входного) слоя. Такими экранами снабжены первичные
обмотки (ВН) всех трансформаторов напряжения от
3 кВ и выше, показанные на рис. 4-4, 4-12 и 4-13. Элект¬
ростатический экран представляет собой металлическую
полосу из алюминиевой фольги или тонкой листовой
латуни, ширина которой равна высоте обмотки. Края
экрана, во избежание 'Образования вблизи них электри¬
ческого поля большой напряженности, обертывают ка¬
бельной бумагой или электрокартоном.
О внешней защите от перенапряжений трансформато¬
ров напряжения на 330 и 500 кВ, имеющих на первичной
стороне каскадную схему обмоток, указано в § 4-3.
Глава четвертая
КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ
Здесь рассматриваются конструкции ряда типов трансформато¬
ров напряжения, разработанных Электрозаводом (некоторые из них
переданы для освоения и выпуска другим заводам).
4-1. Сухие трансформаторы напряжения
А. Магнитопроводы
Магнитопроводы сухих трансформаторов напряжения изготов¬
ляются из листовой электротехнической стали.
Магнитопровод трансформатора типа НОС-0,5 собирается из
цельноштампованных пластин (рис. 4-1). Для улучшения магнитных
свойств пластины после штамповки отжигаются. Слой окиси служит
достаточной изоляцией пластин, поэтому дополнительной изоляции
для них не требуется. Для возможности зашихтовки в обмотки сред¬
ний стержень пластины имеет рассечку. Пластины зашихтовываются
в обмотку попеременно с обеих ее концов по 2—3 одновременно.
Толщина пакета составляет 74 мм, масса электротехнической стали
5,92 кг.
56

Трансформатор типа НОСК-6-66 имеет броневой шихтованный
магнитопровод. Сечение стержня имеет ступенчатую форму (для
лучшего заполнения пространства внутри круглой обмотки); ярма —
прямоугольного сечения. Пластины магнитопровода изолированы
химическим (или лаковым) покрытием. Размеры магнитопровода
даны на рис. 4-2,а и в табл. 4-1. Буквенные обозначения размеров
в табл. 4-1 соответствуют обозначениям на рис. 4-2.
Трансформатор типа НТС-0,5 имеет стержневой шихтованный
магнитопровод со ступенчатым сечением стержней и прямоугольным
сечением ярм. Пластины изолированы химическим (или лаковым)
покрытием. Размеры даны на рис. 4-2,в и в табл. 4-1.
Б. Обмотки
Обмотки ВН и НН трансформаторов типов НОС-0,5 и НТС-0,5
и обмотки НН трансформаторов типа НОСК-6-66 выполняются ци¬
линдрическими многослойными. Обмотка ВН трансформатора типа
НОСК-6-66 — цилиндрическая кату¬
шечная, состоящая из двух после¬
довательно соединенных многослой¬
ных катушек. Между слоями прово¬
дов проложена кабельная бумага
толщиной 0,12 мм.
Обмотки трансформаторов типа
НОС-0,5 намотаны на прямоуголь¬
ный каркас из электрокартона, со¬
стоящий из двух П-образных ча¬
стей. Между обмотками ВН и НН
также проложен электрокартон, как
это показано на рис. 4-3. Концы об¬
моток выведены тем же обмоточным
проводом, которым намотана обмот¬
ка, и изолированы линоксиновыми
или поливинилхлоридными трубками.
Рис. 4-1. Пластина магнито¬
провода трансформатора
напряжения типа НОС-0,5.
Общее строение обмоток транс¬
форматора типа НОСК-6-66 (а так¬
же НОМ-6 и НОМ-10, см. § 4-2)
видно из продольного разреза обмот¬
ки на рис. 4-4. Обмотка НН транс-
форматора цилиндрическая многослойная, намотана на цилиндр 1,
склеенный из электрокартона толщиной 0.5 мм. Поверх обмотки
НН наматывается второй цилиндр 4 на электрокартона толщиной
4 мм и затем кабельная бумага на толщину 1,5 адм. Края кабельной
бумаги надрезаны и отогнуты под прямым углом так, что полу-
чается цилиндр 5 с отбортованными (отогнутыми наружу) краями
(рис. 4-5). На этот цилиндр намотаны две катушки 8, соединенные
между собой начальными витками и разделенные двумя шайбами из
электрокартона. По концам обмотки поверх второго цилиндра наде¬
ты выравнивающие (концевые) шайбы 6 из электрокартона.
Обмотки трансформатора напряжения типа НТС-0,5 цилиндри¬
ческие; они намотаны на круглый цилиндр, склеенный из электро¬
картона. Между обмотками ВН и НН проложен электрокартон
обшей толщиной 1,5 мм. Строение этих обмоток сходно с структу-
57

Рис. 4-2. Размеры и формы магнитопроводов, применяемых для
трансформаторов напряжения (численные значения см. табл. 4-Г),
а — однофазный броневой; б — однофазный стержневой; в — трехфазный
стержневой; г — трехфазный бронестержневой.
рой обмотки трансформатора типа НОС-0.5 і(рис. 4-3) и отличается
от нее лишь тем, что обмотки намотаны на цилиндр вместо каркаса.
Обмотки в готовом виде пропитываются асфальтовым лаком
№ '447.
В. Детали конструкции
Магнитопровод и обмотки составляют основные части всякого
трансформатора, в том числе п трансформатора напряжения. Но,
кроме этих основных частей, трансформатор имеет различные кон¬
структивные и вспомогательные части и детали, служащие для удоб¬
ства его сборки и эксплуатации, как-то: крепления, различные де-
59
Тали сборки, угольники с лапами для установки трансформатора,
доски с зажимами для присоединения трансформатора к сети, бак
с крышкой и вводами (для масляных трансформаторов) и др.
На рис. 4-6 показан общий вид трансформатора напряжения
типа НОС-0,5 на класс напряжения 0,5 кВ.
Рис. 4-3. Обмотки трансформатора напряжения
типа НОС-0,5.
/ — обмотка НН цилиндрическая; 2 — обмотка ВН (ци¬
линдрическая многослойная); 3 — каркас из электрокар¬
тона, состоящий из двух частей; 4 —изоляция нз элек¬
трокартона между обмотками ВН и НН; 5 — бортики нз
электрокартона, предохраняющие крайние витки слоев
обмоткн от сползания.
Рис. 4-4. Строение обмоток трансформаторов напряжения типов
НОСК-6-66, НОМ-6 и НОМ-10.
1—цилиндр нз электрокартона толщиной 1,5 мм; 2 — бортики; 3—обмотка
НН, между слоями проводов проложена кабельная бумага; 4 — цилиндр из
электрокартона толщиной 4 мм при напряжении 3 н 6 кВ и 6 мм при 10 кВ;
5 — отбортованный цилиндр из кабельной бумаги, показанный на рис. 4-5; 6 —
концевые шайбы из электрокартона; 7 — промежуточные и крайние шайбы из
электрокартона; 8 — обмотка ВН, между слоями проводов проложена кабель¬
ная бумага с загнутыми краями (см. рис. 3-12, поз. /); 9 — электростатический
экран; 10 — выводной конец обмотки ВН -и экрана.
Технологический процесс сборки трансформатора протекает
в следующей последовательности. Обмотки насаживают на стерж¬
ни магнитопроводов и зашііхтовывают верхнее ярмо (оно предва¬
рительно должно быть расшихтовано). У трансформатора типа
НОС-0,5 штампованные пластины магннтопровода зашііхтовывают
внутрь обмотки (§ 4-1). Затем обмотки укрепляют на стержнях
60

путем расклинивания их деревянными клиньями (планками) 3. Од¬
новременно с этим спрессовывают и стержни магнитопровода. Сна¬
ружи магнитопровод стягивают прессующими планками или уголь¬
никами 4 с помощью шпилек или развальцованных трубочек 5, про-
Рис. 4-5. Цилиндр из кабельной бумаги с отбортован¬
ными (отогнутыми) краями.
а — полоса из кабельной бумаги с надрезанными краями;
б — цилиндр с отбортованными краями, которые отгибаются
перед намоткой катушек (см. § 6-2); 1 — надрезы на кабель¬
ной бумаге; 2 — лннин сгиба.
пущенных через отверстия пластин магнитопровода. Стяжные
шпильки изолируют кабельной бумагой.
Прессующие угольники имеют внизу лапы с отверстиями для
крепления трансформатора на месте установки. В верхней части
трансформаторов типов НОС-0.5 и НТС-0,5 на угольниках крепятся
доски зажимов 6, изготов¬
ленные из гетинакса. Около
контактных болтов на дос¬
ках выгравированы обозна¬
чения выводных концов:
А, X, а и X — у однофаз¬
ных трансформаторов и А,
В, С, о, а, b и с — у трех¬
фазных. Прописные буквы
обозначений относятся к
первичной обмотке (ВН),
строчные — к вторичной
(НН). Кроме того, на каж-
Рис. 4-6. Общий вид транс¬
форматора напряжения ти¬
па НОС-0,5, 500/100 В.
1 — магнитопровод; 2 — ци¬
линдрическая обмотка; 3 — де¬
ревянный клнн; 4 — прессую¬
щий угольник с лапами для
крепления; 5 — стяжная раз¬
вальцованная трубка; 6 — доска
зажимов; 7 — болт заземления.
61

доп доске выгравировано номинальное напряжение обмотки
в вольтах. Для большей отчетливости обозначения залиты белой
эмалью.
У трансформатора типа НОСК-6-66 доски зажимов отсутствуют.
Его обмотки имеют свободные выводные концы из гибкого провода,
на которых укреплены металлические бирки с обозначениями соот¬
ветствующих концов обмоток. На каждом трансформаторе прикреп¬
лен заводской щиток с основными техническими данными транс¬
форматора.
Трансформаторы типов НОС-0,5 и НТС-0,5 имеют болты зазем¬
ления 7 (рис. 4-6), которые обозначены стандартным знаком зазем¬
ления. Трансформатор типа НОСК-6-66 специального болта зазем¬
ления не имеет. Его магнитопровод- заземляется через болтовые
крепления.
Сухие трансформаторы напряжения, за исключением трансфор¬
матора типа НОСК, окрашены снаружи в серый цвет (кроме досок
зажимов и заводских щитков). Трансформатор типа НОСІ\ имеет
черную окраску под цвет лака № 447, которым пропитан этот транс¬
форматор.
4-2. Масляные трансформаторы напряжения
А. Общие сведения
На рис. 4-7 представлена активная часть однофазного трансфор¬
матора напряжения типа НОМ-6, а на рис. 4-8 показан общий вид
трехфазного трансформатора напряжения типа НТМИ-10-66.
Трансформаторы напряжения типов НОМ-35-66 и ЗНОМ-35-65
предназначены для наружной установки. Трансформаторы серий
ЗНОМ и ЗОМ до 24 кВ включительно предназначены для установ¬
ки в кожухах шинопроводов крупных генераторов, для чего крышки
баков этих трансформаторов имеют круглую форму увеличенного
диаметра. Остальные типы трансформаторов напряжения предназна¬
чены для внутренней установки.
Масляные трансформаторы напряжения перечисленных типов
являются стандартными изделиями, изготовляемыми по ГОСТ. В не¬
которых случаях трансформаторы напряжения этих типов на на¬
пряжения, не предусмотренные ГОСТ, а также понижающие транс¬
форматоры серии ЗОМ изготовляются по техническим условиям.
Б. Магнитопроводы
Магнитопровод однофазного трансформатора типа НОМ-15 вы¬
полняется двухстержневым с обмотками на каждом стержне, а ос¬
тальные однофазные трансформаторы имеют імагнитопроводы бро¬
невого типа.
Трехфазные трансформаторы типа НТМК имеют трехстержневые
магнитопроводы, а типы IІТМИ для каждой фазы — однофазные
броневые. Трансформатор типа НТМИ-18 имеет бронестержневой
магнитопровод с обмотками на трех стержнях.
Сечение стержней имеет ступенчатую форму, сечение ярм —•
прямоугольную. Пластины магнитопроводов имеют изоляционное
химическое или лаковое покрытие. Размеры магнитопроводов ука¬
заны на рис. 4-2 и в табл. 4-1.
62

В. Обмотки
Строение обмоток однофазных трансформаторов типов IЮМ-6,
НОМ-10, НОМ-15 и трехфазных типов НТѴІК и НТМИ аналогично
строению обмогок трансформатора типа ІЮСК-6-66 (рис. 4-4). Об¬
мотка трансформатора типа НОМ-15 несколько отличается тем, что
между обмотками НН и ВН сделан канал с помощью планок, скле¬
енных из электрокартона, как это видно на рис. 4-9.
Рис. 4-8. Общий вид трехфаз¬
ного трехобмоточного транс¬
форматора напряжения -типа
НТМИ-10-66.
Рис 4-7. Активная часть
однофазного трансформато¬
ра напряжения типа НОМ-6.
/ — вводы ВН; 2 — четыре ввода
основной обмотки НН: 3 — два вво¬
да дополнительной обмотки НН.
У обмоток ВН трансформаторов типа НТМК поверх одной из
катушек каждой фазы намотаны корректирующие витки (компенса¬
ционная обмотка), служащие для коррекции угловой погрешности
(см. § 2-4). Обмотка ВН трансформатора тина НТМИ состоит лишь
из одной многослойной катушки.
У трансформаторов серии ЗНОМ и ЗОМ обмотки ВН и НН
цилиндрические, намотанные одна поверх другой. Принципиальная
схема обмоток трансформатора типа ЗНОМ дана на рис. 1-4. Об¬
мотка ВН благодаря тому, что один ее выводной конец X во время
работы трансформатора заземляется, может иметь пониженную изо¬
ляцию относительно обмотки НН и корпуса со стороны заземляе¬
мого конца. В связи с этим для большего выигрыша места в окне
магнитопровода обмотку ВН выполняют с распределенной (коорди-
63

Рис. 4-9. Строение обмотки
трансформатора напряже¬
ния типа НОМ-15 (вид
с торца обмотки).
1 — цилиндр обмотки НН из
электрокартона; 2 — обмотка
НН (цилиндрическая); 6' —
планка. склеенная из электро-
картона; 4 — цилиндр обмотки
ВН из электрокартона; 5 — об¬
мотка ВН (цилиндрическая ка¬
тушечная): 6 — канал.
отИгСАхЛ10^ Обмотка трансформатора напряжения типа
ЗНОМ-35-65 в разрезе.
J— обмотки НН — П и Р; 2 —цилиндр из электрокартона; 3 — кон¬
цевая изоляция обмотки ВН, 4 — обмотка ВН, состоящая из трех
групп слоев А, Б и В, слои большего диаметра как имеющие боль¬
ший потенциал имеют меньшую длину для
увеличения изоляциои-
магнитопровода.
ного расстояния до ярма; 5 —контуры окна
Рис. 4-11. Внешний вид обмотки
трансформатора напряжения типа
3HOM-35-65.
1 — обмотка ВН цилиндрическая много¬
слойная, ступенчатой формы; 2—вывод-
ные концы aR и хд дополнительной обмот¬
ки НН; 3 —- заземляемый выводной ко¬
нец X обмотки ВН; 4 — выводные концы a
и X основной обмотки НН; 5 — выводной
конец А обмотки ВН и экрана.
64

цированной) ярмовой изоляцией. Обмотка ВН на 35 кВ в своем
сечении имеет трехступенчатую форму, как это видно на рис. 4-10
И 4-11. По мере увеличения напряжения между обмоткой и ярмом
изоляционное расстояние от обмотки до ярма также увеличивается.
Последний слой обмотки, имеющий наибольший потенциал по отно¬
шению к земле (последний виток присоединяется к линейному вво¬
ду Л), имеет и наибольшее расстояние до ярма.
Продольный разрез обмоток трансформатора типа НОМ-35-66
показан на рис. 4-12. Обмотка ВН цилиндрическая катушечная и
Рис. 4-12. Строение обмоток трансформатора напряжения типа
НОМ-35-66.
1 — обмотка ВН (катушки А и Б); 2 — изолирующие шайбы из электрокар¬
тона; 3 — электростатический экран (см. рис. 4-13); 4— общий выводной
конец (из гибкого провода) от обмотки ВН и электростатического экрана:
ô — отбортованный цилиндр из кабельной бумаги; С — концевые шайбы из
электрокартона; 7 — обмотка НН; 8 — цилиндр из электрокартона; 9 — кон¬
туры окна магнитопровода.
Рис. 4-13. Электростатический экран
обмотки ВН трансформатора напря¬
жения типа НОМ-35-66.
а—экран в собранном виде: б — строение
экрана; 1 — полоса из латунной фольги;
2— полоса из электрокартона с загнутыми
краями; 3 — вывод из гибкого провода.
65

состоит из двух последовательно соеди іенных катушек. Для защи¬
ты от перенапряжений (§ 3-4) катушки имеют снаружи электроста¬
тические экраны.
Экран 3 показан на рис. 4-13. Он состоит из полосы латунной
фольги 1, уложенной на более широкую полосу 2 из электрокарто¬
на, края которой для уменьшения напряженности электрического
поля вокруг краев фольги загибаются. Экран накладывается вокруг
каждой катушки, и на него обычно наматывается последний слой
обмоточного провода увеличенного сечения для большей механиче¬
ской прочности выводного конца и всей катушки. Вывод от экра¬
на, являющийся одновременно и выводным концом обмотки ВН,
выполняется гибким медным проводом марки ПАМГ сечением
1,5 мм2, припаянным к экрану.
Выводные концы обмотки ВН присоединяются к вводам А и X.
Обмотки трансформаторов типов НОМ-15, НОМ-35-66, НТМИ-18,
НТМИ-20 серий ЗНОМ и ЗОМ пропитываются глифталевым лаком
ГФ-95.
Г. Детали конструкции
Стержни магнитопроводов спрессовываются деревянными клинья¬
ми, одновременно укрепляющими обмотку. Ярма стянуты деревян¬
ными планками или стальными угольниками посредством шпилек,
пропущенных через отверстия в углах магчитопровода. Стяжные
шпильки изолированы кабельной бумагой. Прессующие угольники
или планки имеют в верхней части лапы с отверстиями, с помощью
которых активная часть крепится к крышке бака (рис. 4-7).
Магнитопроводы трансформаторов типов НОМ-35-66, ЗНОМ-35-66,
ЗНОМ-24 и ЗОМ-1/24 (т. е. напряжением 24 кВ и выше) не имеют
отверстий для стяжки. Они собираются (шихтуются) в горизонталь¬
ном положении непосредственно в обмотку, укладываются на ниж¬
нюю часть бака и прижимаются к ней с помощью рамы шпильками,
проходящими вне магнптопровода (внешняя прессовка). Активная
часть трансформатора опускается в бак с маслом. Уровень масла
в баке для трансформаторов напряжения до 20 кВ включительно
находится на расстоянии 15—30 мм ниже крышки. Остающееся воз¬
душное пространство дает возможность свободного расширения мас¬
ла при повышении его температуры.
У трансформаторов напряжения 24 кВ и выше после установки
активной части она закрывается верхней частью бака и тщательно
уплотняется. Бак должен быть залит маслом полностью до крышки
для того, чтобы нижняя часть фарфоровых вводов ВН была цели¬
ком погружена в масло. Ввод ВН также должен быть заполнен
маслом. Колебания уровня масла у этих трансформаторов проис¬
ходят в маслорасширителе, установленном на вводе ВН, как это
видно на рис. 4-14.
Баки трансформаторов напряжения свариваются из листовой
стали, причем у трансформаторов типов ЗНОМ и ЗОМ до 24 кВ
включительно баки должны быть изготовлены из немагнитной стали.
Необходимость применения такой стали вызвана тем, что эти транс¬
форматоры устанавливаются в непосредственной близости от шино¬
проводов крупных генераторов, вследствие чего они находятся
в сильном магнитном поле рассеяния. Баки, изготовленные из обыч¬
ной стали, могут в этих условиях нагреваться до недопустимо
высокой температуры.
§6

Баки трансформаторов напряже¬
ния типов НОМ-6, НОМ-10, НТМК
и НТМИ выполняются цилиндриче¬
скими. Трансформаторы типов
НОМ-15 и НТМИ-18 имеют овальные
баки. Трансформаторы типов
НОМ-35-66, ЗНОМ н ЗОМ имеют бо¬
лее сложную форму, близкую к фор¬
ме активных частей, что вызвано
стремлением иметь возможно мень¬
ший объем масла (рис. 4-14). В ниж¬
ней части бака, кроме баков транс¬
форматоров типов НОМ-6 н НОМ-10,
имеется пробка для слива н взятия
пробы масла. Все сварные швы ба¬
ков <во избежание течи должны быть
выполнены маслоплотными.
Крышки баков трансформаторов
всех типов, кроме НОМ-6, НОМ-10
и НТМК-6-48, плоские, изготовлены
из листовой стали толщиной 4 и
6 мм. Крышки привертываются бол¬
тами 4 к раме бака 5, изготовленной
из полосовой стали, загнутой на реб¬
ро и приваренной к стенке бака 3
(рис. 4-15). Рама и крышка имеют
по окружности отверстия для болто¬
вого крепления. Между рамой и
крышкой прокладывается резиновое
уплотнение в виде колец. Во избежа¬
ние выпадения уплотнения внутрь
бака рама приваривается таким об¬
разом, что стенка выступает сверх
рамы на 2 мм (рис. 4-15).
Трансформаторы типов НОМ-6,
НОМ-10 и НТМК-6-48 имеют выпук¬
лую крышку толщиной 1,5 мм.
Верхние края стенки бака 3 отогну¬
ты (отбортованы) наружу на шири¬
ну 10 мм, а для установки болтов
крепления 4 па стенке бака приваре¬
ны скобы 5, как это показано на
Рис. 4-14. Внешний вид
однофазного трансформато¬
ра напряжения типа
3HOM-35-65.
1 — ввод ВН; 2 — пробка для
доливки масла: 3 — расшири¬
тель; 4 — маслоуказатель; 5 —
изолятор Фарфоровый; 6 — проб¬
ка для заливки масла; 7 —
сальник коробки зажимов НН;
<8 — ушки подъемные: 9 — бак;
10 — пробка для спуска масла;
11 — болт для заземления; 12—
заводский щиток.
рис. 4-16.
Выводные концы обмоток у большинства масляных трансфор¬
маторов напряжения присоединены к проходным фарфоровым изо¬
ляторам, установленным на крышке бака. Вводы ВН трансформато¬
ров типов HOM-3t>-66, 3HOM-35-65, ЗНОМ-24 и ЗОМ-1/24 установ¬
лены на верхней части бака, сваренной из листовой стали. Вводы
НН этих трансформаторов присоединены к доскам зажимов, укреп¬
ленным сбоку, на верхней части бака и закрытой козырьком
(рис. 4-14). Фарфоровые вводы НН остальных трансформаторов
установлены либо на крышке бака, либо на его стенке (последнее
для трансформаторов серий ЗНОМ и ЗОЛ! до 24 кВ).
Кроме изоляторов, на крышке бака предусмотрена пробка для
заливки масла и «дыхания» трансформатора, щиток и скобы для
5*
67

2 1
Рис. 4-15. Уплотнение пло¬
ских крышек баков масля¬
ных трансформаторов на¬
пряжения.
1 — резиновое кольцо уплотне¬
ния; 2 — крышка; 5 — стенка
бака; 4 — болт крепления: 5 —
гайка; 6 — рама.
подъема трансформатора. Имеющие¬
ся на крышке баков подъемные ско¬
бы у трансформатора типа НТМИ-10
и кольца у трансформатора типа
НТМИ-18 предназначены только для
подъема их активных частей. Для
подъема всего трансформатора (190
и 300 кг соответственно) к стенкам
бака приварены крюки. На верхней
части бака трансформаторов типов
ЗНОМ и ЗОМ на 24 кВ и выше,
кроме изоляторов ВН, имеются проб¬
ка для заливки масла и подъемные
кольца. На маслорасширителе име¬
ются маслоуказатель и пробка для
доливки масла. Эти трансформаторы
герметичные, и поэтому после долив¬
ки масла до нормального уровня
пробка закрывается наглухо. Завод¬
ской щиток укреплен на козырьке,
защищающем зажимы НН.
Заземление масляных трансформаторов напряжения осущест¬
вляется специальными болтами, приваренными внизу баков, кроме
трансформаторов типов НОМ-6 и НОМ-10, у которых болтом зазем¬
Рис. 4-16. Уплотнение крышек баков транс¬
форматоров напряжения типов НОМ-6; НОМ-10 и
НТМК-6-48.
1 — резиновое кольцо уплотнения; 2 — крышка; 3 — стенка
бака с отогнутым наружу верхним краем; 4 — болт крепле¬
ния; 5 — скоба, приваренная к стенке бака; 6 — шайба; 7—
гайка.
ления служит один из болтов крепления крышки. Болты заземления
обозначены стандартным знаком заземления, выполненным красной
или белой краской.
Д. Вводы ВН и НН
Размер вводов (проходных фарфоровых изоляторов), применяе¬
мых для масляных трансформаторов напряжения, определяется
в основном номинальным напряжением. Диаметры токопроводящих
шпилек ввиду малых токов выбираются наименьшими допустимыми
по механической прочности. Вводы, применяемые для силовых транс¬
форматоров, обычно непригодны для трансформаторов напряжения
68

йз-за Чрезмерно больших размеров фарфора и Шпилек. Ё сйЯЗй
с этим для трансформаторов напряжения разработаны специальные
малогабаритные вводы.
В существующих конструкциях трансформаторов напряжения
вводы НН применяются составные или составные съемные, а вводы
ВН —с механическим креплением. Лишь для трансформаторов типов
НОМ-15 и НТМИ-18 применяются армированные вводы ВН, мон¬
таж которых производится заливкой магнезиальным цементом в бук¬
сах. Преимущество механического крепления заключается в возмож¬
ности быстрой замены фарфора при его повреждении.
Для трансформаторов серий ЗНОМ н ЗОМ до 24 кВ приме¬
няются вводы ВН с ножевыми контактами. Для включения транс¬
форматора в линию ножевой контакт должен врубаться в пружинный
контакт шинопровода. В кожухе шинопровода в том месте, где
должен включаться трансформатор, имеется круглое отверстие.
Трансформатор поднимают до момента закрытия отверстия крышкой
бака. В этот момент контакты замыкаются и включенный таким
образом трансформатор закрепляется путем привертывания крышки
бака к кожуху шинопровода.
В приложении 2 на рис. П-1—П-12 показаны вводы НН и ВН
для различных напряжений, применяемые для внутренней и наруж¬
ной установок, и приведены номера чертежей вводов, разработанных
на Московском электрозаводе, для масляных трансформаторов на¬
пряжения.
4-3. Каскадные трансформаторы напряжения
А. Общие сведения
Каскадные масляные однофазные трансформаторы
напряжения серии НКФ предназначены для наружной
установки и изготовляются на напряжения от НО до
500 кВ. Они соединяются в трехфазную группу по схеме
Yh/Yh-0 с заземленной нейтралью первичной обмотки
(ВН).
Для трансформаторов напряжения ПО кВ и выше
применение обычной конструкции нецелесообразно, так
как при относительно малой мощности размеры этих
трансформаторов чрезвычайно возросли бы из-за боль¬
ших вследствие высокого первичного напряжения изоля¬
ционных расстояний. При этом масса таких трансформа¬
торов напряжения (особенно при напряжениях 220 кВ
и выше) возросла бы пропорционально более чем квад¬
рату увеличения напряжения, поскольку их масса растет
быстрее, чем масса силовых трансформаторов при уве¬
личении напряжения.
Исходя из этого, однофазные трансформаторы на¬
пряжения на ПО кВ и выше с одним заземляемым коп-
69

дом X первичной обмотки (однополюсные трансформа¬
торы) целесообразно выполнять по так называемой кас¬
кадной схеме, представляющей собой по существу
несколько трансформаторов с последовательно соединен¬
ными первичными обмотками. При этом изоляция пер¬
вичной обмотки от магнитопровода должна соответст¬
вовать только части первичного напряжения, обратно
пропорциональной числу ступеней каскадной схемы. Та¬
ким образом, ступенью каскада называется часть пер¬
вичной обмотки, в соответствии с напряжением которой
обмотка изолируется от магнитопровода. Однако при
этом сам магнитопровод должен быть изолирован от
земли соответственно его потенциалу.
На рис. 4-17,а показана элементная схема двухсту¬
пенчатого трансформатора напряжения. Как видно из
этой схемы, магнитопровод трансформатора II должен
быть изолирован от земли на половину фазного напря¬
жения. Если трансформатор II помещен в отдельном
баке, как это иногда делается у высоковольтных испы¬
тательных каскадных трансформаторов, весь трансфо
матор также должен быть изолирован от земли, напри¬
мер путем его установки на опорные изоляторы.
Принцип работы каскадного трансформатора по схе¬
ме, изображенной на рис. 4-17,а, заключается в следую¬
щем. Понижающий трансформатор I имеет первичную
обмотку (ВН), рассчитанную на половину фазного на¬
пряжения, и две вторичные обмотки (НН) — основную и
дополнительную. Основная вторичная обмотка согласно
ГОСТ предназначена для измерительных приборов, до¬
полнительная— для релейной защиты. Последовательно
с первичной обмоткой трансформатора I соединена пер¬
вичная обмотка трансформатора II, также рассчитанная
на половину фазного напряжения. Таким образом, пол¬
ное фазное напряжение Пф делится поровну между дву¬
мя трансформаторами I и II, благодаря чему изоляция
каждой из обмоток ВН рассчитывается только на поло¬
вину полного напряжения.
Однако при нагрузке вторичных обмоток (одной или
обеих) первичный нагрузочный ток вызовет в обмотке
ВН трансформатора II, представляющей собой почти
чистую индуктивность, большое падение напряжения,
отчего напряжение между двумя элементами каскада
распределится весьма неравномерно (на трансформаторе
I оно сильно понизится). Во избежание этого на обоих
70

Рис. 4-17. Схемы двухступенчатого каскадного транс¬
форматора напряжения типа НКФ па НО кВ.
а — элементная схема с двумя магнитопроводами: б—принци¬
пиальная схема с одним магнитопроводом: в — развернутая
схема; г — расположение обмоток на магнитопроводе; ВН— пер¬
вичная обмотка; //// — вторичные обмотки: С — основная (кон¬
цы а и х) и Т — дополнительная (концы ад и хд); Сві и Сб2 —
связующие обмотки; /7 — выравнивающие обмотки; Эк — элек¬
тростатический экран: М — магнитопровод.
71

трансформаторах помещают так называемые связующие
обмотки Св! и Св2, представляющие собой для транс¬
форматора II вторичную (Св2), а для трансформатора
I — дополнительную первичную обмотки (Сві).
При отсутствии нагрузки в связующих обмотках тока
нет и по первичным обмоткам проходит только ток холо¬
стого хода. При включении нагрузки напряжение об¬
мотки Сві из-за падения напряжения в трансформаторе
I уменьшается, вследствие 'чего по связующим обмоткам
начинает циркулировать нагрузочный ток, размагничи¬
вающий магнитопровод трансформатора II. Значение
этого нагрузочного тока таково, что трансформатор II
воспринимает на себя половину нагрузки. Таким обра¬
зом, благодаря связующим обмоткам нагрузка и напря¬
жение распределяются поровну между двумя трансфор¬
маторами.
У каскадных трансформаторов напряжения число
магнитопроводов может быть уменьшено вдвое по отно¬
шению к числу ступеней каскада путем применения
двухстержневых магнитопроводов и размещения на
каждом из стержней по одной ступени каскада. Тогда
для двухступенчатых каскадных трансформаторов на¬
пряжения, обычно выполняемых для напряжения 110 кВ,
более экономичной является схема, показанная на
рис. 4-17,6 и в. В этой схеме связующие обмотки, на¬
мотанные на двух стержнях одного магнитопровода,
принято называть выравнивающими и обозначать бук¬
вой П. Их назначение в данном случае сводится к умень¬
шению э. д. с. рассеяния трансформатора, с учетом того,
что вторичные обмотки находятся на одном нижнем
стержне магнитопровода, а первичная — на обоих.
Порядок расположения обмоток показан на
рис. 4-17,в. На двухстержневом магнитопроводе с гори¬
зонтальным расположением стержней (один над другим)
на каждом стержне намотаны сначала выравнивающая
обмотка П, а поверх нее обмотка ВН. Поверх обмотки
ВН накладывается электростатический экран Эк из ли¬
стовой латуни, описанный в § 3-4. На нижнем стержне
поверх экрана намотаны вторичные обмотки — основная,
выводные копцы которой обозначаются а и х, и допол¬
нительная с концами а„ и хд.
Таким образом, они расположены вблизи заземляе¬
мого конца X обмотки ВН, имеющего наименьший по¬
тенциал относительно земли.
72

Начала первичньіх й выравнивающих обмоток обоих
стержней соединены вместе и присоединены к магнито¬
проводу. При этом выравнивающие обмотки и магнито¬
провод получают потенциал, равный половине фазного
напряжения, что видно из схемы на рис. 4-17,6. Распо-
Рис. 4-18. Схема четырехступенчатого каскадного транс¬
форматора напряжения типа НКФ на 220 кВ.
а — принципиальная схема; б — развернутая схема; ВН — пер¬
вичная обмотка; HН — вторичные обмотки; основная (концы а
и х) и дополнительная (концы од и хд); /7 — выравнивающие
обмотки; Р — связующие обмотки; КР — выводные концы свя¬
зующих обмоток; Эк — электростатический экран; Э — вывод¬
ные концы экранов; Л1 — мегнитолровод.
73

ложение обмоток на обоих стержнях магнитопровода по¬
казано на рис. 4-17,г.
Каскадный трансформатор напряжения на ПО кВ
(типа НКФ-110-57), как это будет подробно изложено
далее, помещается в изолирующую фарфоровую покрыш¬
ку (рис. П-11, приложение 2), наполняемую трансфор¬
маторным маслом, и представляет один блок. Трансфор¬
маторы напряжения на 220, 330 и 500 кВ состоят соот¬
Рис. 4-19. Соединение связующих
обмоток Р двух блоков.
ВН — первичная обмотка: Э и КР —
выводные концы связующих обмоток;
Я — проходной изолятор; Ш — шпиль¬
ка изолятора; Пр — перемычка.
дена принципиальная схема, а
ветственно из двух, трех
и четырех двухступенча¬
тых каскадных блоков,
соединенных последова¬
тельно. На месте уста¬
новки блоки ставят один
на другой, как это видно
на рис. 4-21. В соответ¬
ствии с этим трансфор¬
маторы напряжения на
220 кВ имеют 4 ступени,
расположенные на двух
двухстержневых магнито¬
проводах, на 330 кВ —
6 ступеней, расположен¬
ных на трех магнитопро¬
водах, на 500 кВ — 8 сту¬
пеней на четырех магни¬
топроводах.
На рис. 4-18,а приве-
на рис. 4-18,6 — разверну¬
тая схема четырехступенчатого каскадного трансформа¬
тора напряжения типа НКФ-220-58. У этих трансформа¬
торов, так же как и у трансформаторов типа НКФ-110,
обмотки каждых двух ступеней каскада размещены на
двух стержнях магнитопровода. Обе вторичные обмотки
расположены на нижнем стержне нижнего магнитопро¬
вода, имеющего наименьший потенциал относительно
земли. Для равномерного распределения мощности, сни¬
маемой со вторичных обмоток по всем ступеням, служат
выравнивающие обмотки П (для выравнивания мощно¬
стей в первичной обмотке одного магнитопровода) и свя¬
зующие обмотки Р (для передачи мощности с обмоток
одного магнитопровода на обмотки другого).
На рис. 4-19 показано соединение связующих обмо¬
ток Р двух блоков между собой. Оно производится пере-
74

мычками Пр, соединяющими шпильки Ш проходных изо¬
ляторов И на расширителе нижнего блока и на дне
верхнего блока. К этим же шпилькам подведены вывод¬
ные концы Э от электростатических экранов и КР от
связующих обмоток Р. Как
видно на рис. 4-19, начало
связующей обмотки Р верх¬
него блока присоединено не¬
посредственно к плите осно¬
вания блока (кроме присо¬
единения к шпильке изолято¬
ра). Это сделано для того,
чтобы при текущем осмотре
трансформатора в эксплуа¬
тации можно было прове¬
рять сопротивление изоля¬
ции обмоток, измеряя его
между шпильками Э и КР
(при снятых перемычках).
Таким образом, каскад¬
ная схема дает возможность
а) б)
Рис. 4-20. Каскадный масляный трансформатор напряжения типа
НКФ-110-57.
сі — внешний вид; / — ввод А (ВН); 2 — расширитель для масла; 3— бол¬
ты крепления покрышки к плите и расширителю; 4 — ограничительное
кольцо; 5 — покрышка фарфоровая; 6 — кулачки алюминиевые: 7 — плита;
8 — крюки для подъема трансформатора; 9 — подставка: 10 — коробка за¬
жимов; 11 — сальник для проводов; 12 — болт заземления; 13 — рама; б —
доска зажимов: X— заземляемый конец первичной обмотки, а и к—кон¬
цы основной вторичной обмотки, и хд — концы дополнительной вторич¬
ной обмотки; на доске зажимов расположены также два болта заземле¬
ния, обозначенные стандартным знаком заземления.
уменьшить изоляционные расстояния в каждой ступени
каскада в отдельности пропорционально числу ступеней
каскада. Благодаря этому относительный объем изоля¬
ции уменьшается и весь трансформатор получается мень¬
ших размеров и массы и, следовательно, имеет более
75

Рис. 4-22. Общий вид каскадных
трансформаторов напряжения типа
НКФ-500, установленных на распре¬
делительной подстанции.
Рис. 4-21. Общий вид
каскадного трансформа¬
тора напряжения типа
НКФ-330.
і — основание (рама): 2 -—
коробка зажимов; 3—воз¬
духоосушитель; 4 — расши¬
ритель для масла; 5— под¬
ставка, закрытая щитком;
6 — емкостное кольцо; 7 —
фарфоровая покрышка.
низкую стоимость по сравнению с трансформатором
обычной конструкции.
На рис. 4-20,а дан внешний вид трансформатора на¬
пряжения типа НКФ-110-57, а на рис. 4-20,6 — доска
зажимов, находящаяся в коробке 10. На рис. 4-21 и 4-22
показаны внешние виды трансформаторов напряжения.
Б. Магнитопроводы
Для каскадных трансформаторов применяются двух¬
стержневые магнитопроводы с обмотками на каждом
стержне. Сечения стержней имеют четырех- или пяти-
76

138—2
ступенчатую, ярма — двухступенчатую форму (рис. 4-2,6).
Пластины магнитопроводов имеют химическое покрытие.
Размеры магнитопроводов указаны в табл. 4-1. Обозна¬
чения размеров в табл. 4-1 соответствуют обозначениям
на рис. 4-2,6.
В. Обметки
Конструкция обмоток каскадных трансформаторов
серии НКФ сходна с конструкцией обмоток трансфор¬
матора типа ЗНОМ-35-65, схематически показанной на
рис. 4-10. Отличие обмоток трансформаторов НКФ за¬
ключается в том, что на месте обмотки НН (катушка П
на рис. 4-10) расположена выравнивающая обмотка П,
изображенная на рис. 4-17,в и а и 4-18,6. Поверх обмотки
ВН нижнего стержня нижнего блока помещены обе вто¬
ричные обмотки С и Т, а поверх обмоток остальных
стержней (кроме верхнего) у трансформаторов 220 кВ
и выше намотаны связующие обмотки Р (рис. 4-18).
Обмотки каскадных трансформаторов пропитывают¬
ся глифталевым лаком ГФ-95. Для лучшего склеивания
обмотки пропитку производят трижды, после намотки
каждой из обмоток — П, ВН и Р (см. гл. 6).
Г. Узлы и детали конструкции
Стержни магнитопровода прессуются деревянными
клиньями, расклинивающими одновременно и обмотку.
Ярма стягиваются толстыми планками из древеснослои¬
стого пластика, показанными на рис. 6-4, с помощью
стяжных шпилек, пропущенных через отверстия в ярмах.
Шпильки изолируются бумажно-бакелитовыми трубками.
Планки одновременно являются стойками для установки
активной части.
Активная часть трансформатора напряжения типа
НКФ-110-57 установлена на плите 1 (рис. 4-20,а) под¬
ставки 9. Подставка сварена из листовой стали. К ней,
Кроме плиты 7, снизу приварены коробка зажимов 10,
Патрубок со спускным краном 0 25 мм для масла и
рама (основание) 13. В основании имеются отверстия
Для крепления всего трансформатора. Активная часть
закрывается фарфоровой цилиндрической покрышкой 5,
имеющей снаружи ребра. Покрышка заполняется транс¬
форматорным маслом.
77

Рис. 4-23. Механическое
крепление фарфоровой по¬
крышки к плите трансфор¬
маторов типа НКФ на 110 и
220 кВ.
/ — кольцо резиновое для
уплотнения: 2 — плнта; 3 —
болт крепления покрышки
к плнте: 4 — кольцо ограничи¬
тельное: 5 — утолщение фарфо¬
ровой покрышки: 6 — кулачок
алюминиевый.
Сверху покрышка закрыта
сваренным из листовой стали
маслорасширителем 2, на ко¬
тором имеются указатель уров¬
ня масла, контактная шпиль¬
ка / (ввод Л) и пробка для
дыхания. Подъем блока произ¬
водится за крюки 8. Крепление
покрышки к плите 1 и масло-
расширителю 2 осуществляет¬
ся алюминиевыми кулачками
6, привертываемыми к плите 7
и расширителю 2 болтами 3.
Более детально крепление по¬
крышки к плите показано на
рис. 4-23. Кулачки 6 с помощью
болтов 3 и утолщений 5 на по¬
крышке прижимают ее нижний
торец к плите 2. Чтобы болты
при их затягивании не отгиба¬
f
лись наружу кулачками, по¬
следние охвачены ограничительным кольцом 4. Уплотне¬
нием служит резиновое кольцо 1, вкладываемое между
торцом покрышки и плитой. Таким же образом произво¬
дится крепление покрышек трансформатора напряжения
типа НКФ-220-58.
Крепление покрышек трансформаторов напряжения
типов НКФ-330 и НКФ-500 осуществляется стальными
кольцами 6 и 7 (рис. 4-24), привертываемыми к плите
болтами 2 и 3. Таким же способом расширитель закреп¬
ляется на покрышке.
Трансформаторы напря¬
жения на 220 и 330 кВ со¬
стоят соответственно из двух
или трех блоков, имеющих
покрышки, применяемые для
трансформатора НКФ-ПО.
Рис. 4-24. Механическое крепление
фарфоровой покрышки к плите
трансформаторов типа НКФ на
330 и 500 кВ.
/ — кольцо резиновое для уплотнения:
2 — плита; 3 — болт крепления по¬
крышки к плите; 4 — прокладка рези¬
новая; 5 — утолщение фарфоровой по¬
крышки; 6 — внутреннее разрезное
Стальное кольцо; 7 — наружное сталь¬
ное кольцо.
78

Для трансформаторов типа НКФ-500 применяются по¬
крышки большого диаметра. Такая покрышка показана
на рис. П-12. Установленный трансформатор типа
НКФ-500, состоящий из четырех блоков, показан на
рис. 4-22. Трансформаторы типов НКФ-330 и НКФ-500
устанавливаются на дополнительную раму, сваренную
из стального проката и имеющую для большей устойчи¬
вости значительно большую базу, чем подставка бака.
Дополнительная рама 1 видна на рис. 4-21.
У трансформаторов на 330 и 500 кВ ввиду их боль¬
шой высоты получается разная емкость отдельных бло¬
ков относительно земли: верхние блоки имеют меньшую
емкость и поэтому при грозовых импульсах, при которых
напряжение распределяется примерно обратно пропор¬
ционально емкостям, большая часть напряжения ложит¬
ся на верхние блоки.
Для сглаживания неравномерности распределения
напряжения емкость верхнего блока увеличивают уста¬
новкой на его расширителе емкостного экранирующего
кольца, показанного на рис. 4-21 и 4-22. Кроме того, об¬
мотки верхних ступеней каскадных трансформаторов на¬
пряжения на 220 кВ и выше имеют усиленную изоляцию.
Верхние катушки имеют удлиненную и затем отбортован¬
ную (отогнутую внутрь) междуслойную изоляцию, кото¬
рая закрывает торцевую часть катушек (рис. 6-7). Ука¬
занные меры имеют общей целью усилить импульсную
прочность данных трансформаторов.
На расширителе каждого блока трансформаторов на¬
пряжения на 220 кВ и выше установлен воздухоосуши¬
тель (влагопоглотитель) 3 (рис. 4-21). Воздухоосуши¬
тель, показанный на рис. 4-25, представляет собой сосуд,
содержащий особый материал— силикагель, обладаю¬
щий способностью поглощать влагу из воздуха. Воздухо¬
осушители устанавливаются на стенке расширителя, как
это видно на рис. 4-21. При понижении уровня масла
в расширителе наружный воздух, входящий в него через
воздухоосушитель, осушается силикагелем. Воздух, вхо¬
дящий через нижнее отверстие основания, проходит через
слой масла (масляный затвор), предохраняющий сили¬
кагель от постоянного увлажнения. Силикагель должен
систематически заменяться по мере его насыщения вла¬
гой: насыщение определяется по изменению его цвета
с голубого на розовый, что видно через стеклянный
цилиндр 7 (рис. 4-25).
79

Рис. 4-25. Воздухоосушитель.
J'— гайка стальная глухая; 2 и 11—шайбы пароннтовые; 3 —
колено чугунное с фланцем; 4 — шайба резиновая; 5 — шпилька
стальная; 6 — силикагель; 7—цилиндр стеклянный; 8— гайка
стальная; 9 — сетка латунная; 10 — диск стальной; 12 — болт
стальной; 13 — основание алюминиевое: 14—колпак стальной;
15 — масло трансформаторное.
Линейный зажим А обмотки ВН каскадных транс¬
форматоров напряжения расположен на верхнем расши¬
рителе. Заземляемый зажим X обмотки ВН, зажимы а,
X, йд и Хд обеих вторичных обмоток (НН) и два болта
для заземления обмоток размещены на гетинаксовой
доске зажимов (рис. 4-20,я), находящейся в коробке за¬
жимов 10 нижнего блока (рис. 4-20,а). Коробка зажи¬
мов закрывается дверцей, на которой прикреплен щиток
80

с основными техническими данными трансформатора.
Провода вторичных цепей пропускаются в коробку через
сальник 11, находящийся па стенке коробки. Подстав¬
ки 5 верхних блоков, сваренных в виде круглых карка¬
сов из угловой стали, снаружи закрываются щитками
из листовой стали (рис. 4-21). Эти щитки, обернутые
вокруг подставок, препятствуют попаданию внутрь по¬
следних дождя, снега, пыли и т. п. Болт заземления 13,
находящийся па нижнем блоке вблизи коробки зажимов
и обозначенный стандартным знаком заземления, виден
на рис. 4-20,а. Наружные металлические части транс¬
форматора окрашиваются серой краской.
4-4. Емкостные трансформаторы напряжения
Фаза, ЛЗП 500кЗ
Рис. 4-26. Принци¬
пиальная схема емко¬
стного трансформато¬
ра напряжения.
Сі — конденсаторы свя¬
зи; Са — конденсатор от¬
бора мощности; 7 — по¬
нижающий трансформа¬
тор.
Понижение напряжения электрической сети для из¬
мерений приборами и питания релейной защиты может
осуществляться не только посредством обычных элек¬
тромагнитных трансформаторов на¬
пряжения, описанных выше, но и с
помощью емкостного трансформато¬
ра напряжения, состоящего из емко¬
стного делителя напряжения (двух
последовательно соединенных кон¬
денсаторов Сі и С2) и понижающего
трансформатора Т, показанных на
рис. 4-26.
На современных распределитель¬
ных подстанциях устанавливаются
колонны конденсаторов связи, слу¬
жащие для высокочастотной связи
между подстанциями и переключа¬
тельными пунктами, а также для це¬
пей автоматики и сигнализации. Ес¬
ли к этой колонне конденсаторов
связи, имеющей общую емкость Сі,
добавить снизу конденсатор некоторой емкости С2, полу¬
чим емкостный делитель, который может быть использо¬
ван для электрических измерений и защиты. В точке Д
фазное напряжение линии Сф делится на части, обратно
пропорциональные емкостям Cj и С2. Подбором соответ¬
ствующих значений этих емкостей можно получить на
нижнем конденсаторе С2 требуемое напряжение Uc2, со¬
ставляющее некоторую долю общего напряжения Иф.
6—863 81

Если к конденсатору С2, называемому конденсатором
отбора мощности (емкостный делитель), подключить по¬
нижающий трансформатор Т, последний может нести те
же функции, что и обычный трансформатор напряжения,
включенный непосредственно
Фаза ЛЭП 500нВ
Рис. 4-27. Практическая схема
емкостного трансформатора на¬
пряжения.
Ci — конденсаторы связи; С2 — кон¬
денсатор отбора мощности; 3 — загра¬
дитель для токов высокой частоты;
Р —■ реактор; Т — понижающий транс¬
форматор; ВЧ— аппаратура высокоча¬
стотной связи.
в линию электропередачи.
При этом стоимость пони¬
жающего трансформато¬
ра, включенного через ем¬
костный делитель напря¬
жения, будет значительно
ниже, чем трансформато¬
ра напряжения, включен¬
ного непосредственно к
сети, так как понижаю¬
щий трансформатор будет
иметь значительно более
низкий класс напряжения.
Однако в таком виде
емкостный трансформа¬
тор напряжения обладал
бы тем недостатком, что
по мере увеличения на¬
грузки івторичной обмотки
вторичное напряжение 772
сильно падало бы ввиду
наличия в цепи большой
реактивности. Во избежание этого последовательно
в первичную цепь понижающего трансформатора вклю¬
чают дополнительный реактор (индуктивную катушку) Р
(рис. 4-27), который компенсирует емкостное падение
напряжения. Совокупность понижающего трансформато¬
ра и реактора составляет электромагнитное устройство.
Кроме того, между емкостным делителем и электромаг¬
нитным устройством включают высокочастотный загради¬
тель 3 для того, чтобы электромагнитное устройство не
вносило большого затухания токов высокой частоты во
время работы аппаратуры высокочастотной связи. На
рис. 4-27 дана практическая схема емкостного трансфор¬
матора напряжения.
Индуктивное сопротивление X реактора подбирается
по формуле
[со (С1 + С2)
82

где Ci — общая емкость последовательно соединенных
конденсаторов связи; С2 — емкость конденсатора отбора
мощности; Хт — индуктивное сопротивление понижающе¬
го трансформатора, определяемое из опыта короткого
замыкания.
В Советском Союзе емкостные трансформаторы
напряжения применяются для ЛЭП 500 кВ и выше.
В зарубежной практике такие трансформаторы находят
применение при напряжении ЛЭП, начиная с 220 кВ
и выше.
В настоящее время Московским электрозаводом вы¬
пускаются емкостные трансформаторы напряжения на
6*
Рис. 4-28. Емкостный делитель транс¬
форматора напряжения типа НДЕ-750,
установленный на распределительной
подстанции.
1 — конденсаторы связи типа
СМРИ-188 Д 3-0,012: 2 — конденсатор отбора
мощности типа ОМРИ-15-0,107; 3—изолирую¬
щая подставка.
83

500 кВ (тип НДЕ-500) и на 750 кВ (тип НДЕ-750). Раз¬
работан и изготовлен опытный образец трансформатора
напряжения на 1150 кВ (тип ЕІДЕ-1150).
Емкостные делители для трансформаторов типа
НДЕ-500 имеют три конденсатора связи типа СМРИ-
166/1^3-0,014 и один конденсатор отбора мощности
типа ОМРИ-15-0,107. Емкостные делители для трансфор¬
маторов типа НДЕ-750 имеют четыре конденсатора свя¬
зи типа СМРИ-188/1^3-0,012 и один конденсатор от¬
бора мощности типа ОМРИ-15-0,107. Конденсаторная
колонна, состоящая из конденсаторов связи и отбора
мощности, показана на рис. 4-28. Она служит одновре¬
менно и для высокочастотной связи между подстанциями
и переключательными пунктами. Благодаря этому значи¬
тельно удешевляется вся установка по сравнению с при¬
менением каскадных электромагнитных трансформаторов
напряжения типа НКФ.
Электромагнитное устройство, питаемое от емкостно¬
го делителя (конденсатора отбора мощности С2), состоит
из однофазного трехобмоточного масляного трансформа¬
тора и реактора, встроенных в общий бак.
Емкостные трансформаторы напряжения, так же как
и трансформаторы напряжения типа НКФ, предназначены
для соединения в трехфазную группу по схеме YH/YH-0.
Дополнительные вторичные обмотки (выводные концы
Яд—на рис. 4-27) соединяются по схеме разомкнутого
треугольника и служат для питания релейной защиты от
замыканий на землю.
С одной стороны, первичное напряжение Ut понижа¬
ющего трансформатора выбирают, исходя из мощности,
требуемой для соответствующего класса точности, при¬
чем чем больше мощность, тем выше должно быть пер¬
вичное напряжение. С другой стороны, для уменьшения
размеров трансформатора его первичное напряжение
желательно иметь возможно меньшим. Наиболее выгод¬
но первичное напряжение около 12 кВ, при котором,
учитывая возможное повышение напряжения от атмо¬
сферных явлений и нестационарных режимов, изоляция
первичной обмотки понижающего трансформатора будет
соответствовать классу напряжения 15 кВ. При таком
напряжении электромагнитное устройство будет иметь
сравнительно малые размеры.
84

Значение первичного напряжения определяется выбо¬
ром емкости конденсатора отбора мощности, исходя из
коэффициента деления kc, равного
kc= (С1 + С2) /Сі.
Для емкостного трансформатора типа НДЕ-500 име¬
ем:
U J00'C|
* kc ѴЗ(С^+С2)
= 500 (0.014 : 3) = 12 06 кВ k _ 23,9;
Из (0,014 : 3+0,107) с
для трансформатора типа НДЕ-750
иг = 750(0,012:4) = ) ) 81 кВ; £ 36,7.
kc /З (0,012 : 4 + 0,107) L
Значения вторичных напряжений взяты стандартными,
т. е. 100 :/3 В для основной и 100 В для дополнитель¬
ной вторичных обмоток. Номинальные мощности емко¬
стных трансформаторов напряжения приведены
в табл. 1-2. Некоторое снижение номинальных мощностей
по сравнению с трансформаторами напряжения типа
НКФ для получения требуемых классов точности оказа¬
лось необходимым из-за относительно больших допусков
(±3%) на номинальные значения емкостей конденсато¬
ров и связанных с этим трудностей настройки реакторов.
Конструкция электромагнитного устройства немного
сложнее, чем обычного силового масляного трансформа¬
тора 1-го габарита. Понижающий трансформатор
с установленным над ним реактором помещается в об¬
щем баке, заполненном маслом. Понижающий трансфор¬
матор имеет магнитопровод броневого типа, собранный
(шихтованный) из пластин холоднокатаной электротех¬
нической стали.
Обмотки понижающего трансформатора выполняют¬
ся цилиндрическими катушечными (ВН) и цилиндриче¬
скими многослойными (НН). Первичная обмотка (ВН)
имеет восемь ответвлений для регулирования напряже¬
ния (7і в пределах ±5,5% с помощью переключателя
на семь ступеней и трех регулировочных вводов Xif Х2
и Х3 со стороны заземляемого конца обмотки, как это
видно на рис. 4-29,а. Такая схема с грубым регулирова¬
въ
нием напряжения на трех вводах и более тонким с по¬
мощью переключателя позволяет получить всего 21 сту¬
пень напряжения. Регулирование напряжения в указан¬
ных пределах необходимо для компенсации разброса
значений емкостей конденсаторов и отклонения вследст¬
вие этого коэффициента деления емкостного делителя от
расчетного значения. Вместе с тем напряжение каждой
Рис. 4-29. Схема обмоток электромагнитного устройства емкост¬
ного трансформатора напряжения типа ИДЕ-500.
а, — общая схема; б — схема соединения барабанного переключателя реак¬
тора и понижающего трансформатора; П р — переключатель реактора:
/7Т — переключатель трансформатора; — балластный резистор или бал¬
ластный фильтр, служащие для гашения Фсррорезонансных колебаний;
3—заградитель; Сі — конденсаторы связи; С?—конденсатор отбора .мощ¬
ности.
ступени понижающего трансформатора должно быть ме¬
нее 1 % Для обеспечения на всем диапазоне регулирова¬
ния класса точности 0,5. В трансформаторах типов
НДЕ-500 и НДЕ-750 напряжение ступени составляет
0,55% (Д.
Реактор имеет магнитопровод стержневого типа, со¬
бранный из пластин электротехнической стали. Стержни
магнитопровода имеют регулируемые зазоры для перво¬
начальной подгонки индуктивности в процессе производ¬
ства. Такие зазоры обычно называют «воздушными», но
фактически они образованы пластинами из электрокар¬
тона или гетинакса, проложенными в месте стыка двух
частей магнитопровода.
86

Обмотка реактора цилиндрическая и также имеет бТ*
ветвления для окончательной подгонки индуктивности
в условиях испытаний и эксплуатации посредством пере¬
ключателя на 7 ступеней, показанного на рис. 4-29,6.
Общий вид электромагнитного устройства типа
НДЕ-750 показан на рис. 4-30. На крышке бака разме¬
щены: линейный ввод А, регулировочные (заземляемые)
вводы ВН Хі, Х2 и Х3, четыре ввода НН а, х, aR и хд,
Рис. 4-30. Общий вид электромагнит¬
ного устройства, установленного на
распределительной подстанции.
1 — бак; 2 — ящик с балластным резисто¬
ром; 3 — расширитель для масла; 4 — вы¬
сокочастотный заградитель, установленный
на опорных изоляторах иа крышке бака;
5 — разрядник; 6 — разъединитель.
два привода переключателей, расширитель для масла и
кольца для подъема активной части устройства
(рис. 4-29). На стенках бака приварены крюки для
подъема всего устройства и укреплены заводской щиток
и коробка, в которой помещен балластный фильтр
87
(рис. 4-29,а), включенный на зажикіы основной вторичной
обмотки. Этот фильтр необходим для гашения ферро-
резонансных колебаний во вторичной цепи *, могущих
возникнуть при внезапном отключении нагрузки, в ре¬
зультате „чего резко повышается напряжение основной
вторичной обмотки при сильно искаженной форме его
кривой.
Ранее (до 1973 г.) для гашения феррорезонанса при¬
менялась постоянно включенная балластная активная
нагрузка 670 Вт (до 1964 г. даже 800 Вт). Однако это
ограничивало полезную мощность трансформатора на¬
пряжения '(не более 300 В-А в классе точности 1) и
практически делало невозможным получение класса точ¬
ности 0,5.
Противорезонансные балластные фильтры (фильтр-
схемы), включенные вместо балластной нагрузки на вво¬
ды основной вторичной обмотки понижающего транс¬
форматора, могут выполняться как с параллельными,
Рис. 4-31. Принципиальная
схема балластного парал¬
лельного фильтра для гаше¬
ния феррорезонансных ко¬
лебаний.
— резистор шунтирующий:
— резистор добавочный;
— катушки индуктивности
фильтра; — конденсатор
фильтра; Щ — резистор в цепи
индуктивности; І?с — резистор
в цепи емкости.
так и с последовательными ре¬
зонансными контурами, имею¬
щими резисторы, необходимые
для создания достаточной
демпфирующей нагрузки при
возникновении субгармониче¬
ского резонанса. Для емкост¬
ных трансформаторов напря¬
жения предпочтительнее па¬
раллельная фильтр-схема, раз¬
работанная ВНИИЭ совместно
с Московским электрозаводом,
приведенная на рис. 4-31, поло¬
жительным качеством которой
является стабилизация пере¬
ходных характеристик при не¬
стационарном режиме.
Экспериментальное иссле¬
дование фильтр-схем в завод¬
ских и сетевых условиях на реальных трансформато¬
рах напряжения типов НДЕ-500 и НДЕ-750 показало,
Феррорезонанс является частньга случаем резонанса и возни¬
кает в нелинейных цепях. Характерная особенность феррорезонан¬
са — возникновение незатухающих колебаний с частотой, отличной
от„основной. В данном случае возникают колебания частоты, рав¬
ной Ѵз основной (третья субгармоническая).
88

что параллельные фильтр-схемы обеспечивают надежное
предупреждение феррорезонанса, не уступающее по эф¬
фективности применению постоянной балластной нагруз¬
ки. Применявшиеся при испытаниях фильтры вызывали
при нестационарных режимах дополнительную нагруз¬
ку, не превышающую 140 Вт, что существенно меньше
постоянно включенной балластной нагрузки 670 Вт.
Рис. 4-32. Общий вид балластного фильтра со
снятым кожухом.
Положительным и важным качеством параллельной
фильтр-схемы является также возможность замены его
постоянно включенной балластной нагрузки на уже уста¬
новленных емкостных трансформаторах напряжения ти¬
пов НДЕ-500 и НДЕ-750. Однако это представляет слож¬
ность, так как возникает необходимость регулирования
понижающего трансформатора и реактора (после от¬
ключения балластной нагрузки) и проверки класса точ¬
ности, что потребует специальной измерительной аппа¬
ратуры на месте установки.
Для емкостного трансформатора напряжения на
сверхвысокое напряжение 1150 кВ также применена для
гашения феррорезонансная параллельная фильтр-схема.
Общий вид опытного образца балластного фильтра
показан на рис. 4-32,

1-5. Приспособления для измерения напряжения
В тех случаях, когда требуется небольшая измерительная мощ¬
ность и не требуется высокая точность измерения, целесообразно
использовать потенциальные выводы конденсаторных обкладок мас¬
лонаполненных высоковольтных (ПО—500 кВ) вводов, устанавливае-
мых на трансформаторах, выключате¬
лях и т. п. (см. рис. 4-33). Для исполь¬
зования этих выводов применяются при¬
ставки ПИН (приспособления для изме¬
рения напряжения), представляющие со¬
бой миниатюрные электромагнитные
устройства, аналогичные устройствам,
применяемым для емкостных трансфор¬
маторов типа НДЕ.
Однако по ряду причин эти пристав¬
ки не получили широкого применения.
Трудности заключаются прежде всего
в емкостных характеристиках самих вы¬
соковольтных вводов — малая емкость
конденсаторной изоляции и большие от¬
клонения от номинального значения ем¬
кости. Кроме того, в существующих вво¬
дах не унифицирован коэффициент де¬
ления (табл. 4-2), из-за чего электромаг¬
нитные устройства должны иметь широ¬
кий диапазон регулирования или необ¬
ходим ряд модификаций. Это затрудня¬
ет промышленное производство ПИН, и
последние пока изготовляются энергоси¬
стемами своими средствами.
Практически ввиду меньшей, чем
у трансформаторов типа НДЕ, точности
осуществление ПИН упрощается. При
погрешностях напряжения ±5% и угло¬
вых ± (60-1-120) мин возможно получе¬
ние допустимой нагрузки для типовых
вводов до 10—25 В-A при ПО кВ,
20—50 В-А при 220 кВ, 30—75 В-А при
330 кВ и 40—100 В-А при 500 кВ.
Упрощенные измерительные устройства
емкостного типа можно использовать
Рис. 4-33. Маслонаполненный высоко¬
вольтный ввод типа БМПТ/15-500/1000
с выводом для подключения приспособ¬
ления для измерения напряжения
(ПИН).
1 — наконечник контактный; 2 — экран верх¬
ний; 3 — покрышка верхняя; 4 — вывод для
присоединения ПИН; 5 — втулка соединитель¬
ная; 6 —покрышка нижняя: 7 — экран ниж¬
ний.

Таблица 4-2
Тип ввода
ІІох-.ер чертежа
Ем¬
кость
Cj, пФ
Коэффици¬
ент деления
t, C'a
kc-c7
Напряжение
на выводе
и г = —5-
Са 1 +kc -
в
БМТГІ '45-220/200
196-0-0
560
33+15%
3735
БМТП/45-220/1400
181-С-0
560
33+15%
3735
БМТП/45-220/1400
413-0-0
577
33+15%
3735
БМТГІ '45-220,2000
235-0-0
600
33+15%
3735
БМТП/45-220/1400У
222-0-0
577
33+15%
3735
БМТГІ/30-330,630
197-0-0
490
48+15%
3885
БМТП/30-330/1000
224-0-0
490
48+15%
3885
БМТП/15-500,630
206-0-0
950
72+15%
3955
БМТП/15-5С0/1000
223-0-0
680
72+I5O/O
3955
ГБМТП/0—15-500/1600
2ИЭ-80С-001
582
72+150/с
3955
ГБМТП/0—15-750/1000
2ИЭ-800-С02
540
120+15%
3570
Обозначения типов высоковольтных вводов расшифровыза-отся следующим об¬
разом.
Буквениаі часть: Г — геэ летичесхи'і; БМ — 5у ча>кнэ-мае тана і изоіяіиі; Т—для
установки на трансформаторах; И — вы во ц для подключения ПИН.
Цифроваі часть*; чисто в зналенатете — допустимы! угот иахчзна к вертикали;
следующие чис іа — класс напряженіи и номинальный ток.
в энергосистемах для целей сигнализации, АПВ и т. п. В этих слу¬
чаях их применение наиболее целесообразно.
4-6. Трансформаторы постоянного напряжения
А. Общие сведения
Для передачи электроэнергии на дальние расстояния при сверх¬
высоком напряжении постоянный ток имеет ряд преимуществ перед
переменным. В настоящее время действует линия электропередачи
на постоянном токе Волжская ГЭС им. XXII съезда КПСС—Дон¬
басс. Напряжение между каждым из проводов -и землей принято
400 кВ, а между проводами 800 кВ. Для электрических измерений,
питания цепей защиты от случайного заземления, регулирования
и осциллографирования установлены трансформаторы напряжения
типа НПТ-400 с допустимой погрешностью напряжения ±1% при
мощности 30 Вт.
Обычные трансформаторы напряжения переменного тока не мо-
іут быть*'Применены в цепях постоянного тока, так как при посто¬
янном магнитном потоке не будет наводиться э. д. с. во вторичной
обмотке. Поэтому для линии постоянного тока 2X400 кВ были раз¬
работаны и установлены трансформаторы постоянного напряжения
типа НПТ-400, в которых трансформация постоянного тока основа¬
на на другом принципе.
Схема этого трансформатора разработана и осуществлена На¬
учно-исследовательским институтом постоянного тока (НИИПТ)
91

[Л. 6]. Окончательная отработка основных параметров этой схейы,
в которой применено, в отличие от других схем, последовательное
соединение вторичных обмоток, производилась на ряде опытных об¬
разцов, изготовленных как в НИППТ, так и позднее Московским
электрозаводом.
Б. Принцип действия
■Принципиальная, наиболее простая схема трансформатора по¬
стоянного напряжения (точнее трансформатора напряжения постоян¬
ного тока) изображена на рис. 4-34. Трансформатор состоит из двух
Рис. 4-34. Принципиальная схема
трансформатора постоянного напря¬
жения.
основных частей — магнит¬
ного усилителя Л1У, доба¬
вочного резистора ДР и
вспомогательной части,
включающей в себя источ¬
ник переменного тока (по¬
нижающий трансформатор)
и выпрямитель.
Магнитный усилитель
МУ состоит из двух магни¬
топроводов с одинаковыми,
последовательно соединен¬
ными вторичными обмотка¬
ми переменного тока 2' и 2"
с одинаковым числом вит¬
ков и/2 и w"t и одной об¬
щей первичной обмоткой 1
постоянного тока с числом
витков Wi. Обмотки 2' и 2"
питаются от постороннего
Д-Р — добавочный резистор; 7ИУ — магнит¬
ный усилитель; В — выпрямитель; Z — на¬
грузка.
источника
переменного на¬
пряжения t/2. Прибор (на¬
грузка) Z включается через
выпрямитель В.
Обмотка 1 через добавочный резистор ДР включена между
проводом линии электропередачи и землей. Эта цепь для трансфор¬
матора типа НПТ-400 рассчитана на номинальный ток Л = 10 мА,
в связи с чем сопротивление ДР должно быть равно:
/?=П1//1=400000/0,01=40 МОм,
где Ui — измеряемое напряжение ЛЭП между проводом и землей
(номинальное значение).
Сопротивлением обмотки 1, составляющим около 40 000 Ом
(т. е. около 0,1% сопротивления добавочного резистора), можно
пренебречь.
Для магнитопроводов МУ необходима сталь, имеющая магнит¬
ную характеристику, близкую к идеально прямоугольной (рис. 4-35).
Такими характеристиками обладают железо-никелевые сплавы с вы¬
сокой магнитной проницаемостью (ГОСТ 10160-62), например сплав
марки 79НМ и др. В таком магнитопроводе при н. с., равной нулю,
магнитный поток теоретически может иметь любое значение от +Фн
до Фн, а при любом значении н. с., не равным нулю, поток будет
равен потоку насыщения Фн.
92

Рис. 4-35. Кривая на¬
магничивания идеаль¬
ного магнитопровода
магнитного усили¬
теля.
+ФН и — Фн — ордина¬
ты потока насыщения.
Izw"z). Однако макси-
Ё обмотке 1, когда в ней отсутствует постоянный ток, э. д. е.
от переменного тока, проходящего во вторичной цепи, не возникает.
Это достигается соответствующим соединением между собой обмо¬
ток 2' и 2", при котором потоки обоих магнитопроводов, пронизы¬
вающие обмотку 1, направлены противоположно и взаимно компен¬
сируются. При прохождении тока I по об¬
мотке 1 (при включении ДР в линию)
в обоих магнитопроводах от и. с.
возникает постоянный поток, равный пото¬
ку насыщения Фн. Переменное, практиче¬
ски синусоидальное напряжение Uz уравно¬
вешивается э. д. с., наводимой в одной из
обмоток 2' или 2". Активным падением на¬
пряжения Iz?z в этих обмотках ввиду его
малости можно пренебречь.
Вторичный ток Iz будет в данных усло¬
виях пропорционален первичному току Л,
а следовательно, и первичноіму напряже¬
нию ІД. Это может быть показано следую¬
щим образом. Рассмотрим кривые потоков
в магнитопроводах I и II. Магнитный по¬
ток в каждом из них будет складываться
из двух потоков — постоянного Фо от н. с.
IiWi и переменного Фп от и. с. Izw'z (или
мальное значение суммарного потока Фі (или Фп) не может пре¬
вышать максимального значения Фн в соответствии с кривой на
рис. 4-35 (вследствие насыщения стали). Поэтому кривая потока Фі
(или Фп) будет иметь срезанные вершины, как это показано на
рис. 4-36,а и б. Кривые потоков Фі и Фп сдвинуты между собой
по фазе на 180° (т. е. на половину периода).
Мгновенные значения и. с. в каждом магнитопроводе склады¬
ваются между собой. В магнитопроводе I будут складываться и. с.
iiWi и izw'z, а в магнитопроводе II—iiWi и izw"z, причем через
А и І2 обозначены мгновенные значения первичного и вторичного
токов. Однако изменение потока в этих магнитопроводах может
происходить только тогда, когда и. с. направлены встречно. Когда
они направлены согласно, благодаря особенностям магнитной ха¬
рактеристики стали поток будет постоянным, равным потоку насы¬
щения Фн.
Предположим, что магнитный поток изменяется в магнитопро¬
воде I, тогда и. с. его обмоток должны быть равны и обратно
направлены, т. е. i1Wi+Î2W/2=0. Отсюда следует, что токи в его
обмотках обратно пропорциональны числам витков
w, _ Ut Wi
г'2 ” w'z R w'z'
Полученную формулу для мгновенного значения вторичного то¬
ка iz можно применить и для средних и действующих значений вто¬
ричного тока
Так как вторичная цепь питается переменным током, изменение
потока будет происходить каждую половину периода поочередно —
то в одном, то в другом магнитопроводе. Поскольку вторичный ток
остается переменным, для того чтобы приборы и аппараты питались
93

гіостоянныіл токоМ, т. е. током одного направления, они Должньі
включаться через выпрямитель, соединенный по мостовой схеме.
Описанная схема будет надежно работать в том случае, когда
материал, из^ которого изготовлены магнитопроводы, будет иметь
форму кривой намагничивания, весьма близкую к прямоугольной.
Для этой цели, как указано выше, следует применять специальные
сплавы ■ пермаллой, альснфер и др. Кроме того, магнито пр оводы
не должны иметь воздушных зазоров в стыках пластин, так как эти
зазоры будут сглаживать кривую намагничивания. Поэтому необ¬
ходимо применять замкнутые магнитопроводы без зазоров, напри¬
мер спирального типа, намотанные из рулонного илн полосового ма¬
териала. Обмотки при этом, разумеется, должны наматываться
(точнее вматываться) на уже готовые магнитопроводы, что, конеч¬
но, усложняет технологию изготовления МУ.
Однако даже лучшие сорта стали не могут обеспечить вполне
правильную форму вторичного тока, т. е. такую, при которой значе¬
ние вторичного тока точно повторяло бы изменение первичного на¬
пряжения Ui (с определенным коэффициентом трансформации) не
только в рабочем режиме, но и в неустановившихся режимах. В опи¬
санной схеме в кривой вторичного тока появляются провалы
(рис. 4-37,а и б). Теоретически кривая вторичного тока /2 должна
Рис. 4-36. Кривые магнитных потоков
в магнитопроводах МУ.
а — потоки магнитопровода Г, б — поток маг-
нитопповода II.
иметь прямоуюльную
форму, показанную пунк¬
тирной кривой 1 на рис.
4-37,а и б. Но так как
кривая намагничивания
не имеет точной прямо¬
угольной формы, кривая
тока получает форму,
показанную сплошной
кривой 2. Фактически
ввиду возникающих в
первичной цепи колеба¬
тельных процессов, вы¬
ражающихся в появле¬
нии четных гармоник
э. д. с. и тока, кривая
вторичного тока искажа¬
ется еще больше и при¬
нимает примерно форму
кривой 3 (рис. 4-37,в).
По приведенной схе¬
ме были изготовлены
и установлены на опыт¬
ной линии Волжская ГЭС им. XXII съезда КПСС—Донбасс транс¬
форматоры напряжения постоянного тока типа НПТ-400. Опыт их
эксплуатации показал, что наряду с их положительными качествами
они имеют и недостатки. Прежде всего они были вызваны принци¬
пиальной схемой МУ. Последовательно-встречное соединение вто¬
ричных обмоток обусловило высокочастотные паразитные колебания
в первичной обмотке МУ, существенно искажающие форму первич¬
ного и вторичного токов трансформатора из-за наличия четных гар¬
моник. Трансформируемая в первичную цепь э. д. с. четных гармо¬
ник создавала ударное возбуждение. Возникающие при этом коле¬
бания в контуре, образованном из индуктивности и емкости первич-
94

ной обмотки, дополнительно искажали первичный и вторичный токи
и создавали затруднения в работе защитных и регулирующих
устройств. Некоторое влияние, по-видимому, имел также неправиль¬
ный режим отжига магнитопроводов. В отдельных случаях отме¬
чалось значительное увеличение погрешности напряжения — до 3%
при номинальном напряжении и до 7% при 0,25 номинального на¬
пряжения. Таким образом, данная схема нуждалась в усовершен¬
ствовании, что и было учтено при разработке схемы МУ для высо¬
ковольтной линии постоянного тока 2 X 750 кВ.
В. Выбор схемы трансформатора постоянного
напряжения типа Н ПТ-750
Одной из возможных является схема, в которой магнитный уси¬
литель состоит из двух магнитопроводов, имеющих одну общую
первичную обмотку ац и две раздельные вторичные обмотки шг
(рис. 4-38). Действие схемы состоит в том, что через вторичные об¬
мотки протекают токи, представляющие собой совокупность прямо¬
угольного пика от одной по¬
лярности и остроконечного пи¬
ка другой. Благодаря выпря¬
мителям, включенным во вто¬
ричные обмотки МУ, обеспечи¬
вается прохождение прямо¬
угольных пиков через общую
нагрузку Дн- Остроконечные
пики каждого магнитопровода
замыкаются через балластные
резисторы Де. Чтобы в на¬
грузке протекал беспровальный
постоянный ток, напряжения
питания вторичных обмоток
каждого магнитопровода сдви¬
нуты по фазе на 180°, т. е. на
половину периода.
Недостатками этой схемы
являются низкий к. п. д. из-за
наличия двух балластных ре¬
зисторов, сложность настройки
при изменении нагрузочных
режимов МУ и недостаточная
мощность. Более простой в из¬
готовлении и в наладке явля¬
ется схема, изображеная на
рис. 4-39.
Магнитный усилитель по
этой схеме выполняется также
на двух магнитопроводах. Во вторичную обмотку и'г каждого из них
включены выпрямительные мосты. Нагрузка МУ и балластный рези¬
стор Rb включены между полюсами мостов со стороны выпрямленного
тока. Вторичные обмотки МУ через мосты соединяются параллельно
и подключаются к источнику вспомогательного напряжения. Стрел¬
ками указаны мгновенные направления токов в обмотках ач и W2.
Как и в предыдущей схеме, через нагрузку Rs протекают прямо-
95
6)
Рис. 4-37. Кривая вторичного то¬
ка, соответствующая обычной
схеме.
а — до выпрямления тока: б — после
выпрямления; в — то же с учетом
влияния второй гармоники; 1 — кривая
для идеального магнитопровода; 2 —
то же для реального; 3 — «провалы»
кривой вторичного тока.

угольные пики тока, а через балластный резистор — пикообразные
импульсы. Таким обоазом, по нагрузке протекает беспровальный
постоянный ток. Остроконечные пики вторичных токов протекают
через общий балластный резистор, который одновременно ограни¬
чивает ток холостого хода МУ. Для правильной работы схемы не¬
обходимо, чтобы значение Ro было меньше Rn.
Ток нагрузки h пропорционален измеряемому напряжению Ui
и связан с первичным током Іі соотношением
, , w, U, w,
Іг—І. = -7—— = (Д,
Ч R ’’
где Ii и Л —средние значения первичного и вторичного токов;
Wi и W2—-числа витков первичной и вторичной обмоток; R—значе-
Рис 4-38. Схема магнитного
усилителя.
ДР — добавочный резистор; 7?б —
балластные резисторы; /?ц — на¬
грузка.
Рис 4-39. Схема магнитного
усилителя НПТ-750.
ДР — добавочный резистор; Р.Гі —
балластный резистор; Ря — на¬
грузка.
ние добавочного резистора, включаемого последовательно с первич¬
ной обмоткой МУ для ограничения его лервичного тока.
Пиковые значения втооичного тока могут быть значительными
и превышать номинальный ток МУ. Амплитуда этого тока, транс¬
формируемая в первичную цепь МУ, также может иметь большое
значение. Благодаря обратной трансформаторной связи эти пики
тока могут проявиться и во вторичном токе МУ, протекающем через
нагрузку. Амплитуда тока зависит от сопротивления добавочного
резистора, включаемого последовательно с первичной обмоткой МУ:
чем выше сопротивление, тем меньше амплитуда пиков. Для устра¬
нения в токе нагрузки пиков тока, появившихся в результате обрат¬
ной трансформации, нагрузка шунтируется конденсаторами.
Г. Конструкция
Магнитопроводы МУ изготовляются спиральными, т. е. витыми
из полос пермаллоя марки 79НМ толщиной 0,2 мм. Готовые магни¬
топроводы подвергаются специальному отжигу.
Обмотки переменного тока выполняются цилиндрическими мно¬
гослойными из провода ПЭ Б-2 диаметром 0,64 мм. Обмотка nçcTQ-
S6

явного тока цилиндрическая катушечная и намотана проводом мар¬
ки ПЭВ-2 диаметром 0,07 мм на бумажно-бакелитовых цилиндрах.
Активная часть МУ помещена в бак с маслом. Концы обмоток вы¬
ведены через контактные шпильки, укрепленные в стеклотекстолито¬
вой плите и залитые эпоксидной смолой для придания конструкции
герметичности.
Наиболее громоздкую часть трансформатора постоянного напря¬
жения составляет добавочный резистор, размещенный в шести бло¬
ках. Каждый блок представляет собой стеклянную трубу с намо¬
танным на ней мпкропроводом высокого стабильного сопротивления,
установленную в отдельную фарфоровую покрышку диаметром
600 мм (применяемую для трансформатора напряжения типа
НКФ-500). Сопротивление каждого блока составляет 75,0:6=
= 12,5 МОм. Все блоки установлены друг на друга в одну колонну
и имеют общее заполнение трансформаторным маслом Особое внима¬
ние обращено на отведение потерь в резисторе, составляющих
Р = /2^ = о,ор.75-10« = 7500 Вт.
Блоки выделяют тепло в окружающую среду каждый через свой
фарфор, для чего в их конструкции сделано специальное устройство,
не позволяющее потоку горячего масла подниматься вверх (т. е.
переходить в следующий блок). Расширитель, установленный на
колонне, служит только для компенсации уровня масла при темпе¬
ратурном колебании. Колонна добавочного резистора и МУ установ¬
лена на основании, укрепляемом на фундаменте.
Впервые в практике использования высоковольтного оборудо¬
вания такой сложный аппарат, каким является трансформатор по¬
стоянного напряжения, предназначен для внутренней установки.
Благодаря этому добавочному резистору обеспечиваются стабильные
характеристики, так как они не зависят от атмосферных условий —
не изменяется сопротивление вследствие отсутствия увлажнения
внешней поверхности фарфора. В связи с этим для колонны ДР не
требуется испытание на мокроразрядное напряжение.
Шкаф с вспомогательной частью (выпрямитель и питающий
трансформатоп) устанавливается отдельно. Все металлические части
трансформатора окрашены в серый цвет.
Глава пятая
ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
С ЛИТОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
5-1. Преимущества и характерные особенности
А. Общие сведения
Применение литой эпоксидной изоляции потребовало
новых конструкций измерительных трансформаторов на¬
пряжения для внутренней установки. Метод получения
изоляции путем литья в форму позволяет изготовлять
изделия любой конфигурации, которая определяется ис-
7—863 97
ключителыю требуемыми изоляционными расстояниями
и функциональным назначением аппарата.
Трансформаторы напряжения с литой изоляцией об¬
ладают рядом преимуществ, обусловивших их широкое
применение взамен традиционных маслонаполненных
аппаратов внутренней установки для классов напряже¬
ния до 35 кВ. Удалось достигнуть значительного сокра¬
щения габаритов и объема, занимаемого трансформато¬
рами в распредустройстве. Габариты трансформаторов
определяются размерами активных частей и находящего¬
ся поверх них сравнительно тонкого слоя эпоксидной
изоляции. Толщина этого слоя определяется классом
напряжения, конструктивными и эстетическими требо¬
ваниями, предъявляемыми к изделию. В качестве приме¬
ра можно провести сравнение трансформатора типа
НОМ-10 с заменяющим его трансформатором типа
НОЛ.08-10. Габариты трансформатора НОМ-10 в плане
308X282 мм, высота 472 мм, занимаемый им в распред¬
устройстве объем 41 дм3, в то время как габариты транс¬
форматора НОЛ.08-10 соответственно 335x208x313 мм,
объем 22 дм3.
Трансформаторы с литой изоляцией, как правило,
можно устанавливать в любом положении по отношению
к горизонтали, что недопустимо для маслонаполненных
аппаратов без применения специальных уплотняющих
устройств. Возможность получения трансформатора
любой конфигурации позволяет создавать аппараты, отве¬
чающие всем требованиям их компоновки в распредуст¬
ройствах, что важно при проектировании комплектных
распредустройств (КРУ). В литых трансформаторах на¬
пряжения исключаются пожароопасность и необходи¬
мость ревизий,связанных с проверкой и заменой масла.
Более полное использование указанных преимуществ
трансформаторов с литой изоляцией возможно в КРУ,
где габариты аппаратуры имеют решающее значение.
В КРУ трансформаторы с литой изоляцией, как правило,
устанавливаются в ячейке выключателя, что дает воз¬
можность при соответствующей компоновке аппаратуры
отказаться от специальной ячейки трансформаторов на¬
пряжения и обеспечивает большой экономический
эффект. При существующих компоновках КРУ литые
трансформаторы обычно устанавливаются в ячейке вы¬
ключателей на вертикальной стенке. Габариты трансфор¬
маторов обеспечивают установку группы из трех зазем-
98

ляемых однополюсных трансформаторов напряжения на
10 кВ в один ряд при междуфазном расстоянии в КРУ,
равном 210 мм.
Литая изоляция, герметизируя и жестко фиксируя
активные части трансформаторов, исключает влияние на
них внешних воздействий, таких как влажность, механи¬
ческие удары, вибрации и т. п. Это значительно повыша¬
ет надежность трансформаторов, позволяет применять
их в условиях тропического климата. Все это, несмотря
на относительно высокую стоимость эпоксидной изоля¬
ции, позволяет получить значительный технико-экономи¬
ческий эффект при внедрении трансформаторов с литой
изоляцией взамен масляных.
Расчет и конструирование трансформаторов напряже¬
ния с литой изоляцией требуют учета технологии изго¬
товления, условий работы аппаратов и специфических
свойств литой изоляции. Из всего комплекса условий
особое внимание при проектировании следует обращать
на следующие:
Ь. Широкий диапазон температур. Нижний предел
температуры для трансформаторов, предназначенных для
работы в районах с умеренным климатом, согласно
ГОСТ 15543-70 (Л. 7] равен минус 45'°C. Верхний пре¬
дел температуры с учетом нагрева воздуха в КРУ равен
для умеренного климата 55 °C, для изделий в тропичес¬
ком исполнении 60 °C, а для трансформаторов, предна¬
значенных для некоторых специальных установок, на¬
пример токопроводов турбогенераторов, до 65 °C.
2. Возможность выпадения росы и инея на трансфор¬
маторах, устанавливаемых в КРУ наружной установки.
3. Возможность работы при установке в любом поло¬
жении по отношению к горизонтали.
4. Влияние химической объемной усадки компаунда
в процессе полимеризации, составляющей около 2%.
5. Необходимость термообработки в процессе изго¬
товления при 120 °C.
6. Разность температурных коэффициентов линейного
расширения компаунда и материалов, применяемых
в качестве закладных частей трансформаторов.
7. Невозможность ремонта трансформатора в течение
всего срока службы.
Все эти особенности должны быть учтены при проек¬
тировании трансформатора в целом и его основных
узлов: магнитопровода и обмоток.
у*
99

Б. Магнитопроводы
В основном в конструкциях литых трансформаторов
применяются стержневые магнитопроводы, так как при
создании трансформаторов для КРУ небходимо стре¬
миться к сокращению их ширины, чтобы обеспечить ми¬
нимальное междуфазное расстояние.
Применявшиеся в первых конструкциях трансформа¬
торов шихтованные стержневые магпитопроводы усту¬
пают место более прогрессивным ленточным С-образ¬
ным. Ленточные магнитопроводы имеют ряд преиму¬
ществ по сравнению с шихтованными. В С-образном
магнитопроводе число воздушных зазоров ів 2 раза мень¬
ше, чем в шихтованном, а их длина благодаря шлифовке
торцов составляет всего несколько сотых долей милли-
Рис. 5-1. Удельные потери и на¬
магничивающая мощность для
С-образного и шихтованного маг¬
нитопроводов.
Удельные потери р для шихтованно-
го (2) и С-образного (3) магнитопрово¬
дов; удельная -намагничивающая мощ¬
ность в стали qc для шихтованного (/)
и С-образного (5) магнитопроводов;
удельная намагничивающая мощность
в зазоре <73 для шихтованного (4) и
С-образного (6) магнитопроводов.
метра, в то время как
у шихтованного магнито-
провода расчетная длина
воздушного зазора до
1 мм. Малая длина воз¬
душных зазоров позволя¬
ет уменьшить намагничи¬
вающую мощность в зазо¬
ре в области рабочих ин¬
дукций. На рис. 5-1 при¬
ведены сравнительные
кривые удельных значе¬
ний намагничивающей
мощности ів зазорах С-об¬
разного и шихтованного
магнитопроводов. Значи¬
тельное снижение намаг¬
ничивающей мощности в
зазоре и сокращение чи¬
сла воздушных зазоров
дали возможность умень¬
шить общую намагничи¬
вающую мощность транс¬
форматора.
В ленточных магнито-
проводах снижены потери
и намагничивающая мощность встали за счет исключения
дополнительных потерь и дополнительной намагничи¬
вающей мощности в углах, неизбежных в магпитопрово-
100

дах, шихтованных из холоднокатаной стали, у которых
в углах направление потока не совпадает с направле¬
нием прокатки стали. Все это дало возможность снизить
потери холостого хода и намагничивающую мощность
трансформаторов и в результате значительно уменьшить
погрешность холостого хода. При расчете составляющих
тока холостого хода для шихтованного магнитопровода
суммарные потери и намагничивающая мощность опре¬
деляются по формулам
Px—p(Gc+Gh) + l,6pGy;
Q = ç(Gc+Gy) +\,75qGy + 4qanc>
где Px— потери в стали, Вт; р— удельные потери в ста¬
ли, Вт/кг; G с, Gr, Gy — масса стержня, ярма и углов
магнитопровода, кг; Q — намагничивающая мощность,
вар; q — удельная намагничивающая мощность в стали,
вар/кг; qa — удельная намагничивающая мощность в за¬
зоре, вар/см2; Пс— площадь поперечного сечения магни¬
топровода, см2; 1,6 и 1,75 — коэффициенты увеличения
потерь и намагничивающей мощности в углах (получены
экспериментально и учитывают, что в углах направление
потока не совпадает с направлением прокатки стали).
Для ленточного С-образного магнитопровода эти
формулы приобретают вид:
Рх=P (Gc + GH+ Gy) ;
Q = q (Gc+ GH+ Gy) + ‘Z.qzPIc.
Как для шихтованного, так и для С-образпого маг¬
нитопроводов большое внимание следует уделять воз¬
можному возникновению механических напряжений.
Измерения показали, что при заливке незащищенного
магнитопровода магнитная индукция в переменном поле
с напряженностью порядка 5 А/м уменьшается от 0,08—
0,09 до 0,02—0,03 Т. Такое ухудшение магнитных свойств
стали связано с изменением текстуры под действием
механических деформаций. Чтобы избежать этого, необ¬
ходимо предохранять магнитопровод буфером. Буфер
является одной из важных особенностей трансформато¬
ров с литой изоляцией [Л. 8]. Необходимость нанесения
буферного слоя обусловливается двумя основными при¬
чинами.
Первой является возникновение объемной усадки
заливочного компаунда в процессе полимеризации. Для
101

применяемых в отечественных трансформаторах заливоч¬
ных компаундов на основе эпоксидных смол Э-2000 или
ЭДЛ с пылевидным кварцем в качестве наполнителя
объемная усадка составляет около 2%. Усадка происхо¬
дит по направлению к центру массы компаунда.
Вторая причина — разность в температурном коэффи¬
циенте линейного расширения (ТКЛ) заливочного ком¬
паунда и других материалов, применяемых в конструк¬
ции.
Материал
Сталь

Медь

Латунь

Алюминий . . • . . . .
Дюралюминий АМГ . .
Текстолит А

Стеклотекстолит . . . .
Фарфор

Компаунд эпоксидный . .
Температурный коэффициент линейного
расширения, XI0е К'1
10—12
16,2—16,7
17,8—19,8
23,8—27,0
21,9—23,0
35,0
16,0
4—6
30—35
Поскольку полимеризация компаунда происходит при
120°C, а при эксплуатации, транспортировании и хране¬
нии в соответствии с ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70
трансформаторы должны выдерживать температуру до
—50 °C для исполнения У и минус 60 °C для исполнения
ХЛ, разность ТКЛ компаунда и других материалов обя¬
зательно должна быть учтена при конструировании. Тол¬
щина буферного слоя должна быть выбрана таким обра¬
зом, чтобы он мог принять на себя и демпфировать за
счет собственной деформации все возникающие относи¬
тельные перемещения компаунда и защищаемого узла.
Неправильный выбор материала для буфера и заниже¬
ние его толщины почти неизбежно ведут к выходу транс¬
форматора из строя вследствие изменения электромаг¬
нитных и метрологических характеристик или механи¬
ческого разрушения компаунда при отрицательных тем¬
пературах.
Для буфера должны применяться пористые или
волокнистые материалы, имеющие объемную усадку. При¬
менение эластичных материалов, таких как резина, в ка¬
честве буфера не дает должного эффекта. При выборе
материала нужно иметь в виду, что он должен сохра¬
нять свои свойства во всем диапазоне температур. В оте¬
чественных конструкциях в качестве буфера применяют¬
ся стеклоленты или стеклоткани.
102

Для предохранения от пропитки, особенно при ва¬
куумной заливке, буфер должен закрываться непрони¬
цаемым для компаунда материалом, например стекло¬
лакотканью, лавсановой пленкой и т. п. Наличие воз¬
духа в буфере может привести к его ионизации при
рабочем напряжении. Чтобы избежать этого, следует по¬
крыть буфер в электрически напряженных местах про¬
водящим или полупроводящим покрытием, соединив это
покрытие электрически с защищаемой деталью.
В трансформаторах, разрабатываемых НИИ ПО
УЭТМ, для этой цели применяется полупроводящее по¬
крытие, имеющее сопротивление (ІО3—ІО4) Ом-см, на
основе эмали ГФ-92ХС по ГОСТ 9151-59 с добавлением
ламповой сажи по ГОСТ 7885-63.
В. Обмотки
Обмотки заземляемых трансформаторов напряжения
различных типов конструктивно аналогичны, и принци¬
пиальные вопросы их проектирования могут быть рас¬
смотрены на примере обмотки трансформатора серии
ЗНОЛ.06 (рис. 5-2). Комплект обмоток состоит из трех
обмоток, намотанных концентрически одна на другую
и изолированных друг от друга на испытательное напря¬
жение 2,2 кВ.
Внутренней обмоткой, имеющей большее рассеяние
по отношению к первичной, является дополнительная
вторичная обмотка. Она выполняется проводом марки
ПСД соответствующего сечения. Может быть применен
провод другой марки с изоляцией класса нагревостой-
кости В. При этом желательно, чтобы изоляция провода
обладала демпфирующими свойствами.
Укладка провода должна быть плотная, так как раз¬
гон при намотке провода может привести к образованию
воздушных полостей, которые будут закупорены при
пропитке. После пропитки компаунд вытечет из этих по¬
лостей, однако доступ заливочного компаунда в них бу¬
дет затруднен. Для получения плотной рядовой укладки
дополнительная обмотка наматывается в два слоя на
соответствующей длине катушки. Оставшееся при этом
по длине место заполняется для выравнивания радиаль¬
ного размера стеклолентой, которая пропитывается
в процессе пропитки обмотки.
ЮЗ

Далее наматывают основную вторичную обмотку.
К ее конструкции предъявляются те же требования. По
возможности длина обмотки выбирается с таким расче¬
том, чтобы при плотной намотке уложить ровно два слоя
провода основной вторичной обмотки. При этом для
Рис. 5-2. Обмотка трансформатора напряжения
серии ЗНОЛ.06.
1 — дополнительная вторичная обмотка: 2 — основная
вторичная обмотка; 3, 4, 5—ступени первичной обмот¬
ки; 6 — высоковольтный вывод; 7— экран: 8 — изоляция;
У — низковольтные выводы.
основной вторичной обмотки отпадает надобность в за¬
полнении пустого пространства стеклолентой.
Первичная обмотка выполняется проводом марки
ПЭТВ. При выборе марки провода необходимо учиты¬
вать возможность работы его изоляции в компаунде.
Так, для работы в компаунде не допускается примене¬
ние провода марки ПЭЛ. Чтобы не увеличивать ра¬
диальный размер обмотки, ее начало припаивается
к медной шине толщиной 0,5 мм, которая служит выво¬
дом обмотки. Намотка обмотки рядовая.
Междуслойпую изоляцию первичной обмотки реко¬
мендуется выполнять из пропиточной бумаги в 2,5 слоя,
104

1. e. йа половину длйньі обмоткіі укладывается два слбя
бумаги, а на вторую полсжину, где междуслойное напря¬
жение выше, — три слоя. Это обеспечивает необходимую
прочность междуслойной изоляции при минимальном ра¬
диальном размере катушки. Обмотка трансформаторов
на классы напряжения 3 и 6 кВ имеет одну ступень, па
класс 10 кВ — две. С ростом напряжения число ступеней
должно увеличиваться.
Как и в маслонаполненных трансформаторах напря¬
жения, назначение ступеней в обмотке — обеспечение не¬
обходимых изоляционных расстояний при минимальных
затратах активных материалов. Это достигается тем, что
на каждой последующей ступени с ростом напряжения
увеличивается зазор между торцевой частью катушки и
заземленным магнитопроводом.
Необходимо обеспечить надежное крепление крайних
витков каждого слоя. Это выполняется с помощью эпок¬
сидного клея. Крепление с помощью подклеенных по
торцам полосок бумаги или загиба междуслойной изоля¬
ции, применяемое в маслонаполненных трансформато¬
рах, для литых трансформаторов нежелательно, так как
создает дополнительное сопротивление проникновению
пропиточного компаунда в глубь катушки. Это недопу¬
стимо, так как качество пропитки, в основном, опреде¬
ляет срок службы и надежность работы трансформа¬
тора.
Для улучшения условий пропитки обмоток возможны
разные конструктивные и технологические решения:
уменьшение вязкости пропиточного компаунда, сокраще¬
ние длины обмотки (пропитка происходит главным обра¬
зом в осевом направлении), создание осевых каналов
и т. п. В обмотке трансформаторов типа ЗНОЛ.06 это
достигается путем создания осевых каналов, которые
размещены по окружности обмотки так, что в сумме
практически не увеличивают радиального размера
обмотки.
Поверх последнего слоя накладывается электростати¬
ческий экран, необходимый для повышения импульсной
прочности обмотки.
Конструкция обмоток незаземляемых трансформато¬
ров типа НОЛ.08 значительно отличается от описанной.
Первичная и вторичная обмотки изготовляются отдель¬
но. Вторичная обмотка (НН) представляет собой бескар¬
касную катушку, намотанную проводом марки ПСД или
105

ГІСДК. Обмотки НІІ незаземляемых трансформаторов
не подвергаются пропитке, поэтому для них не предъяв¬
ляется требование по заполнению пустот между прово¬
дами и последний слой может быть намотан вразгон.
Первичная обмотка (ВН) наматывается на цилиндр из
электрокартона проводом марки ПЭТВ (рис. 5-3).
Обмотка состоит из двух секций, соединенных аналогич-
Рис. 5-3. Первичная обмотка (ВН) транс¬
форматора напряжения серии НОЛ.08.
1 — гильза .из электрокартоиа; 2, 6 — секции об¬
мотки; <3, 5 — выводы обмотки; 4 — выступающая
часть между елейной изоляции.
но секциям обмотки ВН трансформаторов типов НОМ-6
и НОМ-10. Осевой зазор между секциями должен быть
рассчитан на испытательное напряжение, равное двойно¬
му номинальному напряжению обмотки ВН.
Поверх каждой секции уложен экран, конструктивно
подобный экрану заземляемых трансформаторов.
При расчете обмоток необходимо учитывать значи¬
тельные перепады температур при эксплуатации транс¬
форматора. Погрешности по напряжению и углу прямо
пропорциональны активному падению напряжения
з обмотках, которое будет меняться при изменении со-
106

противления обмотки. Сопротивление обмотки с измене¬
нием температуры изменяется по закону
= +«(Ѳ2- Ѳ,)1,
где — сопротивление при температуре Ѳ2; Re^ — со¬
противление при температуре а — температурный ко¬
эффициент сопротивления (ткс), равный для меди
0.00411К-1.
При изменении температуры от минус 45 до
плюс40°C, что соответствует условиям работы трансфор¬
маторов в районах с умеренным климатом, сопротивле¬
ние изменяется почти на 40%. Следовательно, для опре¬
деления погрешностей трансформатора по ГОСТ 1983-67
при 80% номинального напряжения и 0,25 номинальной
мощности (наибольшая положительная погрешность)
нужно принимать в расчете сопротивление обмотки при
нижней рабочей температуре. Расчет погрешностей при
120% номинального напряжения и номинальной мощно¬
сти (наибольшая отрицательная погрешность) необходи¬
мо вести с учетом максимально допустимой длительной
температуры нагрева обмотки при эксплуатации.
5-2. Эпоксидные компаунды для литой изоляции
В зависимости от назначения эти компаунды делят
на пропиточные и заливочные. Из-за разных требований
к ним и специфичности свойств пропиточные и заливоч¬
ные компаунды не могут быть взаимозаменяемыми.
Пропиточные компаунды предназначены для пропит¬
ки обмоток с целью повышения электрической и меха¬
нической прочности междуслойной и ВИТКОВОЙ изоляции,
ликвидации воздушных включений, повышения нагрево-
стойкости, теплопроводности и монолитности изоляции и
снижения влагопоглощения. К пропиточным компаундам
предъявляются следующие требования: высокие электро¬
изоляционные свойства; низкая вязкость при рабочей
температуре; высокая пропитывающая способность; бо¬
лее длительное время желатинизации при температуре
пропитки по сравнению с заливочными компаундами;
невысокая упругость паров отвердителей; отсутствие рас¬
творителей в составе компаунда; хорошая адгезия
к обмоточному проводу и заливочному компаунду; низ¬
кий экзотермический эффект при смешивании смолы
с отвердителем; возможность многократного использо¬
107

вания; низкая токсичность компонентов (особенно отвер¬
дителей) .
В большей степени этим требованиям отвечают ком¬
паунды на основе отечественных эпоксидных смол марок
ЭД-5Н, ЭД-5, ЭД-6 и зарубежных Аральдит F (CY-205)
(Циба, Швейцария), Эпикот-828 (Шелл, Англия),
DER-330, 331 (Дау, США), Эпидиаи-5 (ПНР), Эпокси-
ПО (ЧССР).
В качестве отвердителей применяются ангидриды
дикарбоновых кислот, такие как: малеиновый (МА),
фталевый (ФА), тетрагидрофталевый (ТГФА), метилте-
трагидрофталевый (МТГФА), гексагидрофталевый
(ГГФА). Малеиновый и фталевый ангидриды в настоя¬
щее время находят ограниченное применение, первый
из-за высокой летучести и токсичности, второй из-за вы¬
сокой температуры плавления и небольшого срока жиз¬
ни компаундов с его применением
В последнее время разработан ряд новых отвердите¬
лей, жидких при комнатной температуре, таких как изо-
метилтетрагидрофталевый ангидрид (И-МТГФА) (раз¬
работка ВЭИ им. Ленина), диметилтетрагидрофталевый
ангидрид (УП-609), метилгексагидрофталевый ангидрид
(МГГФА), которые весьма перспективны для пропиточ¬
ных компаундов, так как допускают многократное
использование и длительное хранение компаундов при
комнатной температуре.
В отечественной практике (на Свердловском заводе
трансформаторов тока) для пропитки обмоток трансфор¬
маторов напряжения применяется компаунд следующего
состава: эпоксидная смола ЭД-6 (100 масс, ч.) и метил-
тетрагидрофталевый ангидрид (65 масс. ч.). В ЧССР на
заводе им. Ю. Фучика пропиточный компаунд состоит
из смолы Э-110 (100 масс, ч.) и фталевого ангидрида
(60 масс. ч.). Широкое распространение в Европе имеет
пропиточный компаунд фирмы Циба: смола Аральдит F
(100 масс, ч.) и отвердитель HY-905 (100 масс. ч.).
Иногда для снижения вязкости в него вводится разба¬
витель № 905 в количестве 30 масс. ч. [Л. 9]. Сравнение
характеристик пропиточных компаундов приведено
в табл. 5-1.
К заливочным компаундам, применяемым для изго¬
товления литой изоляции, предъявляются следующие
требования: простота переработки (свободная заливка
в форму); небольшая вязкость в состоянии переработки
108

Состав компаунда (по массе), части
109

(не более 3000 сП), обеспечивающая заполнение всего
объема; хорошее совмещение ингредиентов при переме¬
шивании (хорошее смачивание наполнителя смолой) ; не¬
высокая упругость >паров отвердителя; высокая темпера¬
тура кипения смолы; невысокая температура полимери¬
зации (120—140°C); малая усадка; ТКЛ должен быть
близок к таковым для материалов, находящихся в кон¬
такте; высокие электроизоляционные свойства и стабиль¬
ность их в период эксплуатации; высокая механическая
прочность, отвечающая 'возможным нагрузкам в условиях
эксплуатации; малые водопоглощаемость и влаго¬
проницаемость; высокие нагревостойкость и термостой¬
кость при циклических изменениях температуры; в неко- »
торых случаях высокая холодоустойчивость, химостой-
кость, тропикостойкость и стойкость к микроорганизмам
тропического климата.
Перечисленные требования и многолетний опыт при¬
менения в качестве изоляции измерительных трансфор¬
маторов сформировали единый подход к составлению
рецептур заливочных компаундов. Они, как правило, со¬
стоят из трех компонентов: смолы, наполнителя и отвер¬
дителя.
В качестве основы компаунда применяются эпоксид¬
ные литьевые смолы (в отличие от пропиточных, более
вязкие, имеющие большую молекулярную массу, при
комнатной температуре твердые). Только в некоторых *
случаях одни и те же марки эпоксидных смол приме¬
няются как для пропиточных, так и для заливочных
компаундов. Это, как правило, смолы, занимающие про¬
межуточное положение между пропиточными и литьевы- *
ми (например, ЭД-6, Эпикот-834). Для заливочных ком¬
паундов применяются следующие смолы: а) отечествен¬
ные ЭДЛ, ЭД-6; б) зарубежные Эпокси-2000 (ЧССР),
Эпидиан-2 (ПНР), Аральдит В (Швейцария), Эпикот-
1040 (Англия) и др.
Отвердителями служат преимущественно ангидриды
дикарбоновых кислот: малеиновый, метилтетрагидрофта-
левый, фталевый, гексагидрофталевый. Наиболее широ- „
кое распространение получил фталевый ангидрид вслед- й
ствие его небольшой стоимости, удобства использова-
ния.
В качестве наполнителей могут применяться: пыле- »
видный кварцевый песок, тонко измельченный фарфор,
молотое кварцевое стекло, мел, сланцевая мука, тальк,
ПО

Слюдяііая мука, двуокись титана, окись алюминия и др.
Характеристики некоторых наполнителей приведены
в [Л. 10 и 11]. Наиболее подходящим по комплексу
свойств является пылевидный кварцевый песок (кварце¬
вая мука), получивший широкое распространение
в СССР и за рубежом как основной наполнитель элек¬
троизоляционных заливочных компаундов. В СССР он
изготовляется помолом кварцевого песка до тонкодис¬
персного состояния и подразделяется на марки КП-1,
КП-2 и КП-3 [Л. 12].
В ЧССР широкое применение нашел плавленый пы¬
левидный кварц, изготовляемый способом размола отхо¬
дов стекольного производства, который благодаря
аморфной структуре обладает рядом преимуществ по
сравнению с песком марок КП-1, КП-2, КП-3, имеющих
кристаллическую структуру.
По соображениям унификации литая изоляция транс¬
форматоров тока и напряжения выполняется с примене¬
нием одних и тех же компаундов. Для литой изоляции
рекомендуются компаунды: КЭ-2 — эпоксидная смола
ЭД-6 (100 масс, ч.), кварц марки КП-1 или КП-2
(250 масс, ч.) и фталевый ангидрид (40 масс, ч.);
КЭ-3 — смола ЭД-Л (100 масс, ч.), кварц КП-1 или
КП-2 (200 масс. ч. )и фталевый ангидрид (35 масс, ч.);
КЭ-ЗЧ-—смола Э-2000 (100 масс, ч.), кварц КП-1 или
КП-2 (200 масс, ч.) и фталевый ангидрид (35 масс. ч.).
5-3. Выбор основных размеров изоляции
Несмотря на многолетнюю практику применения
эпоксидных компаундов в качестве литой изоляции изме¬
рительных трансформаторов, до настоящего времени нет
законченной точной методики расчета толщины литой
изоляции. На основании опыта рабочую напряженность
электрического поля в эпоксидной изоляции обычно при¬
нимают 1—1,5 кВ/мм, что составляет примерно 1% крат¬
ковременной электрической прочности в однородном
электрическом поле. Вблизи острых углов металлических
элементов, заливаемых в компаунд, и тонких проводни¬
ков обмоток ВН максимальная напряженность может
значительно превосходить рабочую. Так, при толщине
изоляции 8 мм и напряжении 10 кВ вблизи проводника
диаметром 0,15 мм максимальная напряженность будет
около 25 кВ/мм, а вблизи металлического острия с ра-
111

диусом закругления 0,05 мм (заусенец, проводящая ча¬
стица в компаунде) она может достигать 60—70 кВ/мм.
Таким образом, эпоксидная изоляция в трансформато¬
рах работает в условиях неоднородного электрического
поля.
Исследования показали [Л. 13], что длительная элек¬
трическая прочность эпоксидных компаундов (при вре¬
мени воздействия около 5000 ч) в поле, близком к одно¬
родному, составляет в зависимости от типа смолы и
наполнителя 14—19 кВ/мм. Воздушные и примесные
включения (последние почти неизбежны) снижают дли¬
тельную прочность при том же времени воздействия до
3,5 кВ/мм [Л. 13]. Поэтому для правильного выбора
геометрических размеров внутренней изоляции недоста¬
точно руководствоваться общими соображениями, а не¬
обходимо, знать конкретные допускаемые значения рабо¬
чей средней и максимальной напряженностей электри¬
ческого поля в эпоксидной изоляции в зависимости от
конструктивного исполнения и типа трансформатора.
Рис. 5-4. Характер надмолекулярной структуры эпоксидного ком¬
паунда в исходном состоянии (а) и после 1000 ч воздействия напря¬
жения при £макс—36 кВ/мм (6).
Увеличено в 20 000 раз; электроды «цилиндр—плоскость», максимальная на¬
пряженность 36 кВ/мм, средняя 6.5 кВ/мм.
В НИИ ПО УЭТМ в течение ряда лет исследовались
закономерности пробоя эпоксидных компаундов при дли¬
тельном приложении напряжения. Исследования пока¬
зали, что длительная электрическая прочность для ком¬
паундов каждого типа в резко неоднородных полях опре¬
деляется максимальной напряженностью. При ее увели¬
чении время до пробоя уменьшается. Дополнительное
112

исследование структуры компаунда с помощью электрон¬
ного и оптического микроскопов позволило представить
разрушение компаунда следующим образом: при дли¬
тельном воздействии напряжения существует критичес¬
кое значение максимальной напряженности электричес¬
кого поля, при достижении или выше которого происхо¬
дит необратимое разрушение эпоксидной изоляции. Оно
начинается с изменения надмолекулярной структуры
эпоксидной смолы. На рис. 5-4 даны микрофотографии
надмолекулярных структур компаундов в исходном со¬
стоянии после окончания процесса полимеризации и пос¬
ле пребывания под напря¬
жением в течение 1000 ч.
После электрического
старения на характере над¬
молекулярных образований
происходит существенное
изменение, что приводит к
появлению участков с ослаб¬
ленной структурой и пони¬
женной электрической проч¬
ностью, иногда называемы¬
ми активными центрами изо¬
ляции. Активными центрами
могут быть области с меха-
ческими или химическими
Рис. 5-5. Развитие пробоя
в эпоксидном компаунде в ви¬
де древовидного следа.
загрязнениями в компаунде
[Л. 14].
Вблизи электрода, про¬
водящей частицы, трещины
в местах с ослабленной структурой или в воздушных
включениях возникают частичные разряды, вызывающие
разрушение эпоксидной изоляции. Для этого достаточно
возникновения критической напряженности в сравнитель¬
но малых объемах изоляции с линейными размерами не¬
сколько десятков микрон. Постепенная эрозия, возни¬
кающая в результате действия частичных разрядов, при¬
водит к образованию «древовидных следов» в изоляции
или дендридов (рис. 5-5). Далее происходит распростра¬
нение древовидных следов на участки с ослабленной
структурой. Если максимальная напряженность на конце
древовидного следа становится меньше критической, он
приостанавливает свой рост и начинает расти в другом
месте. Часто древовидные следы выходят к поверхности
8—863
113

Противоположного электрода, затем постепенно стаііб-
вятся проводящими и завершают полный пробой изо¬
ляции.
При исследовании кратковременной электрической
прочности эпоксидной изоляции было установлено, что
тип наполнителя почти не изменяет электрическую проч¬
ность: при заданной неоднородности поля кратковремен¬
ная электрическая прочность, в основном, определяется
максимальной напряженностью [Л. 15].
Кроме того, было установлено, что электрическая
прочность эпоксидной изоляции имеет большой статисти¬
ческий разброс и для однородного поля она удовлетво¬
рительно описывается нормальным законом распределе¬
ния. Для резко неоднородного поля наиболее близким
является распределение Вейбулла, что согласуется с ре¬
зультатами ряда работ [Л. 16 и 17].
Обобщением результатов исследований явилась раз¬
работка руководящих технических материалов «Конст¬
руирование литой эпоксидной изоляции трансформато¬
ров тока и напряжения до 35 кВ». В соответствии
с РТМ. выбор толщины главной изоляции производится
исходя из максимальной и средней рабочей напряжен¬
ностей в эпоксидной изоляции. Максимальная напря¬
женность должна быть не более 8 кВ/мм. Для ее сниже¬
ния рекомендуется применять экраны с радиусом за¬
кругления не менее 0,5 мм.
Для средней рабочей напряженности устанавливают¬
ся следующие значения: для трансформаторов с нагре¬
вом обмоток не выше 105 °C — 2,4 кВ/мм и не выше
130 °C —1,8 кВ/мм.
Толщина главной изоляции определяется делением
номинального напряжения трансформатора на среднюю
рабочую напряженность, установленную для данного
типа трансформатора. Толщина главной изоляции не
должна быть менее 4 мм (из условия механической проч¬
ности) .
В связи с ужесточением условий эксплуатации транс¬
форматоров напряжения (встраивание в КРУ и КРУН,
в которых возможны периодические выпадения росы и
повышенное запыление при неблагоприятном распреде¬
лении напряженности) по поверхности литых трансфор¬
маторов появляются интенсивные скользящие разряды,
разрушающие поверхность литой изоляции с появлением
проводящих следов — треков. В этих случаях иеобходи-
114

ма трекингостойкая изоляция либо применение спе¬
циальных конструктивных мер для оптимального распре¬
деления напряженности на поверхности изоляции.
В НИИ ПО УЭТМ была разработана методика опре¬
деления внешней формы трансформатора с заданной на¬
пряженностью по поверхности, нашедшая отражение
в РТМ «Конструирование литой эпоксидной изоляции
трансформаторов тока п напряжения до 35 кВ». В соот¬
ветствии с РТМ максимальную напряженность электри¬
ческого поля в любой точке поверхности изоляции реко¬
мендуется принимать не выше 1,1 кВ/см при номиналь¬
ном напряжении; средняя напряженность по поверхности
изоляции рекомендуется не более 0,5 кВ/см.
Рекомедуется следующий порядок выбора конфигура¬
ции наружной поверхности: а) снятие картины электри¬
ческого поля активных частей трансформатора методом
моделирования в электролитической ванне; б) определе¬
ние предварительной формы наружной поверхности,
исходя из заданной напряженности электрического поля
по поверхности; в) изготовление макета трансформатора
из обезвоженного пластилина или мастики с хорошими
электроизоляционными свойствами, с использованием
реальных обмоток и магнитопровода с наружной
формой, соответствующей предварительно определенной
по пункту «б»; г) снятие на макете фактической кар¬
тины поля по поверхности изоляции; д) проведение
корректировки и установление окончательной конфигу¬
раций наружной поверхности трансформатора.
5-4. Конструкции трансформаторов
А. Т рансформаторы с шихтованным магнитопроводом
Характерными представителями этого типа являются
трансформаторы серии ЗНОЛТ. Технические параметры
трансформаторов этой серии приведены в табл. 5-2.
Конструктивно все трансформаторы этой серии на
напряжение 3—10 кВ подобны друг другу (рис. 5-6),
а трансформатор на 35 кВ отличается конструкцией изо¬
ляции (рис. 5-7). Магнитопровод трансформатора ших¬
туется из прямоугольных пластин холоднокатаной элек¬
тротехнической стали марки ЭЗЗО толщиной 0,35 мм.
Для предотвращения замыкания отдельных пластин ока¬
зывается достаточной тонкая пленка окислов, возникаю-
8* , 115

П§
Таблица 5-2
JM
’ВЭЭЕѴѴ
от
см
СО
от
со
00
см
. мм
гири-
та)
от
Г-
от
ІГ
V-
-ѴІ
ОТ ’•
•я Й о
gxë
X
X
X
X
>
X 1
= « а
7П
rtsX
'2 л
rrt < я
X
от
X
<О
X
СП
X
>
ІГ
X
(0
см
СМ
£2*
о
от
69-05 IQ Т 190 J он
винэШэкевс! ви(]олэхв>і
со
со
со
со
со
СО
от
■ Л к
Ѵ*8 ‘g июои
-hoi эээвігя e нмхокдо
jjOH'iiraiHHirouotf чхэон
-Тпоіѵ ввнчігвникон
S
8
S
со
о
от
о
см
-ïnoiv
УЙ ‘чхэон
ввнчігвгенэмеіѵ
g
СО
ссг 1
о
от
о
<м
о
о
X
. nJ
Ê о
Я °
СО
от
СМ
со
от
о
см
со
о
от
F S
R * S
о
от
о
о
от
о
о
от
и ай
см
иаль
З.А,
точке
от
о
о
от
с
о
Номи
эсть, 1
см
1
1
1
1
1
1
от
от
S
,
а
«
ОТ
от
от
(уі
о
о
о
ьное 1
: втор:
оток,
с
t
с
гельнс
^СМ
"■ CN
Ю; ЮС
127
о
со
от
от
g
от
g
;алі
тие
эбм
R
—'
—
г-
® й *
о к X
цоиѳонэо
Іот
100: Вз
О
юо^з
100;/З
ІСО
ь
о
от
Номинальное напря¬
жение первичной
обмотки, В
Ісо
о
со
со
1«
X
8
О
со
|со Ісо
о о
ОТ СП
со со
ІсО Ісо
чл.
о со
со со
ю оооУз ; и оооУз
35 ОООіКГ
в оооУз
ІСО
О
Ісо
от
от
ко
о
от
6 ОООУз ; 6 300:/з :
6 бООУз : 6 900;/з
дя ‘винэжвсЛівн ээвіАі
со
со
о
от
со
со
от
nJ
F
о
•е
Я я
nJ о
от
СО
О
от
со
СО
ь.
со
от
Е
к
ь
§
X
со
с
X
со
ЗНОЛ1
ЗН0Л1
ЗН0Л.1
С
X
СО
S

Продолжение табл. 5-2
JM ‘СЭЭЕѴ7
co
CO
«п
со
CO
СО
СО
Габариты, мм
(длинахшири-
нах высота)
бсехсбіхзее
CD
to
CO
co
335X205X345
345X240X353
335X190X338
335X190X308
69-0SISI 1ЭОЛ ou
BHtfâïrfâJAÆEd EHdOJ91B}J
CO
CO
СО
со
CM
г—"—'
СМ
y-g ‘g ихоон
-IO1 ЭЭЭВ1ГЯ s ИЯХОІѴСО
ИОЯЧП'ЭХИНЕОиО'С' ЧД.ООН
-ÏT1OW ЕВНЧиЕНИКОН
co
s
п
g
150
200
о
y-g -чхэон
-ТПОИІ ЕЕНЧП’ЕМПЭМЕѴѴ
s
s
<г>
s
240
400
ю
Номинальная мощ¬
ность, В-A, в классах
точности
СО
CO
я
СО
CO
150
200
о
s
Ю
ю
O
О Ю
S
to
Ю
m
ір
LO
CO S
ю
см
ю
S
S
s
LO O
S
Номинальное на¬
пряжение вторич¬
ных обмоток, В
дополни¬
те л ьноЙ
100:3; 100
100:3; 100
100:3; 100
100:3; 100
100:3; 100
100:3; 100
100:3; 100
^юнеоноо
100: V 3
100: ѴЗ
юоУз
100:^3
100: VT
100 Щз
100: ѴТ
Номинальное напря¬
жение первичной
обмотки, В
10 ОООУз ; 11 000:ѴТ
13 800;Ѵз ; 15 750;ѴТ
-gyfOOO OS !_£yt*000 SI
24 000:/З
3000;/3_: ЗЗОоУз
6000;/3_; 6300:VT
660оУз ; бЭООУз
10 ОООУЗ ; 11 000:/З
дм 'БИНЭЖЕйПВН
2
ю
S
S
СО
О
Тип трансформа¬
тора
ЗНОЛ.06-10
ЗНОЛ.06-15
!
ЗНОЛ .06-20
ЗН0Л.06-24
ЗНОЛ.09-6
ЗНОЛ,09-10
л

щая в процессе отжига стали. Сталь, имеющая изоля¬
ционное термостойкое покрытие, может применяться без
термообработки. Внешние углы магнитопровода скругле¬
ны, что уменьшает механические напряжения в изоля¬
ционном компаунде в этой зоне (рис. 5-8).
В углах магнитопровод стягивается шпильками. На
шпильки, стягивающие нижнее ярмо, устанавливаются
специальные втулки, на которых в дальнейшем активные
части закрепляются в форме
Рис 5-6. Трансформатор серии
знолт.
Рис. 5-7. Трансформа¬
тор напряжения типа
ЗНОЛТ-35.
центрически друг на друга. Внутри расположена до¬
полнительная вторичная обмотка, поверх нее намотана
основная вторичная обмотка. Наружной является пер¬
вичная обмотка. Изоляция между обмотками рассчитана
на испытательное напряжение 2,2 кВ и выполняется из
электроизоляционного картона толщиной 0,5 мм в два
слоя. Из этого же материала выполнена внутренняя
гильза, на которую наматываются обмотки. Вторичные
обмотки наматываются из провода марки ПСД.
Основная и дополнительная вторичные обмотки намо¬
таны в два слоя так, чтобы их выводы располагались на
одной стороне. Обмотки выполняются с плотной рядовой
укладкой. Осевой размер основной вторичной обмотки
наибольший. Дополнительная обмотка имеет меньший
118

осевой размер, чем основная, по этому осевому размеру
остается не заполненное проводом место. Оно заполняет¬
ся стеклолентой до выравнивания радиального размера.
Крайние витки вторичных обмоток крепятся петлями
из тафтяной ленты. Выводы начала и конца выполнены
собственным проводом об¬
мотки.
Первичная обмотка на¬
матывается из іпровода с
эмалевой изоляцией марки
ПЭТВ. Междуслойная изо¬
ляция обмоток выполняется
из электроизоляционной
пропиточной бумаги марки
ЭИП-63Б толщиной 0,11 мм
•в 2,5 слоя-
Для предотвращения спа¬
дания крайних витков слоя
они подклеиваются охлаж¬
денным не полимеризован¬
ным эпоксидным компаун¬
дом. Кроме того, соотноше¬
ние осевых размеров
Рис. 5-8. Магпитопровод транс¬
форматора серии ЗНОЛТ.
междуслоинои изоляции и меди в
слое таково, что с каждого торца изоляция выступает на
5 мм (в более поздних конструкциях этот размер сокращен
до 3 мм). Поверх последнего слоя первичной обмотки
расположен экран, выполненный конструктивно в виде
полосы из алюминиевой фольги толщиной 0,06 мм, зало¬
женной между полосами пропиточной бумаги. Нижняя
полоса бумаги делается более широкой, и края ее заги¬
баются и охватывают фольгу и верхнюю полосу бумаги.
Один конец фольги обмотан вокруг медной ленты, являю¬
щейся выводом экрана и одновременно выводом первич¬
ной обмотки. К нему припаивается последний виток
обмотки.
Поверх экрана накладывается и закрепляется ци¬
линдр из электроизоляционного картона, предохраняю¬
щий обмотки от механических повреждений. Вывод экра¬
на подсоединяется к втулке, которая является высоко¬
вольтным вводом трансформатора. Все остальные выводы
обмоток располагаются па клеммнике, находящемся
в нижней части трансформатора и закрытом крышкой.
В трансформаторах серии ЗНОЛТ на напряжение
6 кВ первичная обмотка бесступенчатая, в трансформа¬
119

торах на напряжение 10 кЁ обмотка йМеёт две стуйёйй,
на 35 кВ — четыре ступени.
До установки на магнитопровод обмотки пропиты¬
ваются >в пропиточном эпоксидном компаунде на основе
смолы ЭД-6 и подвергаются термообработке. Обмотки
устанавливаются на верхний стержень магнитопровода,
имеющий форму ступенчатой фигуры, и закрепляются на
нем клиньями из эпоксидного компаунда. Клинья, как п
любая другая закладная деталь из компаунда, должны
быть 'Предварительно механически обработаны для обес¬
печения надежной адгезии с основным заливочным ком¬
паундом. Для этой цели рекомендуется применение пес¬
коструйной обработки. До установки обмоток на три сто¬
роны магнитопровода накладывается буфер из несколь-
ки слоев стеклоткани или стеклоленты. Поверх стекло¬
ткани наносятся два слоя стеклолакоткани вполнахле¬
ста. После установки обмоток зашихтовывается и защи¬
щается буфером четвертая сторона магнитопровода.
Магнитопровод с обмотками устанавливается в форму
для заливки. Фиксация закладных частей в форме произ¬
водится на четырех втулках, расположенных в нижней
части магнитопровода. После заливки и полимеризации
производится окончательная сборка трансформатора, за¬
ключающаяся в установке основания с расположенным
на нем узлом заземления, таблички технических данных,
крышки клеммника вводов НН и крепежных деталей.
Б. Трансформаторы с ленточным магнитопроводом
Шагом вперед по сравнению с описанными конструк¬
циями, имеющими шихтованные магнитопроіводы из пла¬
стин холоднокатаной стали, являются трансформаторы,
магнитопровод которых изготовлен навивкой непрерыв¬
ной холоднокатаной лентой с последующей ее разрезкой.
Первой разработкой с разрезным ленточным магнито¬
проводом явилась серия трансформаторов напряжения
ЗНОЛ.06. Технические параметры трансформаторов этой
серии приведены в табл. 5-2, а их общий вид показан на
рис. 5-9. В практике отечественного трансформаторо-
строения в этой конструкции впервые был получен класс
точности 0,2 для технического трансформатора напряже¬
ния. Сделать это удалось, не снижая расчетной индукции
в магнитопроводе, только благодаря переходу на ленточ¬
ную конструкцию.
120

Рассмотрим конструкцию трансформатора напряже¬
ния серии ЗНОЛ.06. Обмотки трансформатора по конст¬
рукции отличаются от обмоток трансформаторов серии
ЗНОЛТ только тем, что междуслойная изоляция то тор¬
цу первичной обмотки выступает не на 5, а на 3 мм.
Ленточный магнитопровод трансформатора, намотан¬
ный из рулонной электротехнической стали марки ЭЗЗО
толщиной 0,35 мм, состоит из двух С-образпых половин.
В сечении магнитопровод имеет форму ступенчатой фигу¬
ры. Магнитопровод покрыт буфером, представляющим
собой шесть слоев стеклоленты толщиной 0,2 мм и два
слоя стеклолакоткани. После установки обмоток поло¬
винки магнитопровода стягиваются стальной лентой, про¬
ходящей частично под буфером, частично после него.
Концы ленты стягиваются івинтом, проходящим через две
втулки, закрепленные в стяжной ленто. Место располо¬
жения стяжки покрывается буфером.
Для исключения ионизации и частичных разрядов
в буфере он покрывается полупроводящим лаком с про¬
водимостью порядка 10~3
Ом-см. При этом по наруж¬
ной поверхности нужно ос¬
тавлять непокрытую лаком
полосу, чтобы избежать об¬
разования короткозамкнуто¬
го витка. Лак электрически
(медной шинкой) соединен
с заземляемым магнитопро¬
водом; таким образом, бу¬
фер оказывается шунтиро¬
ванным. Испытания подтвер¬
дили, что в этой конструкции
ионизация в изоляции от¬
сутствует при напряжениях,
превышающих наибольшее
Рис. 5-9. Трансформатор на¬
пряжения серии ЗНОЛ.06.
рабочее.
К магнитопроводу кре¬
пятся две металлические
скобы с приваренными к ним
втулками. Скобы охватыва¬
ют магнитопровод и крепятся нажимными винтами, одно¬
временно обеспечивающими электрический контакт маг¬
нитопровода со скобой. Чтобы не создалось короткозамк¬
нутого витка, с одной стороны под винты ставится изоля-
121

ционпая прокладка. Приваренные к скобам втулки
служат для фиксации закладных частей в форме при за¬
ливке и для заземления магнитопровода, поскольку
к ним затем будет крепиться металлическое основание
трансформатора с расположенным на нем узлом зазем¬
ления. На рис. 5-10 показан магнптопровод перед уста¬
новкой катушки, а на рис. 5-11—вид активной части
трансформатора перед сборкой в заливочную форму.
В нижней торцевой части трансформатора расположен
Рис. 5-10 М.агпитопровод транс¬
форматора серии ЗНОЛ.06.
Рис. 5-11. Активная часть
трансформатора серии
ЗНОЛ.06 перед установ¬
кой в литьевую форму.
клеммник с заземляемым выводом первичной и выводами
основной и дополнительной вторичных обмоток. Для то¬
го чтобы выделить вывод первичной обмотки, его выпол¬
няют винтом большего диаметра и снабжают дополни¬
тельной маркировкой знака заземления.
Ввод ВН первичной обмотки выполняется так же, как
у трансформаторов серии ЗНОЛТ, с той разницей, что он
может комплектоваться специальным ножевым контак¬
том, необходимым при встраивании трансформаторов
в экранированные токопроводы.
На напряжения 6 и 10 кВ разработана модификация
этой серии, имеющая те же технические параметры, но
предназначенная для работы в условиях выпадения росы
и инея на поверхности трансформаторов. В таких усло¬
виях часто работает аппаратура в КРУ наружной уста-
122

йО'Вки. Модифицированные трансформаторы имеют обо¬
значение ЗНОЛ.09.
Создание трансформаторов, пригодных для работы
в условиях выпадения росы, стало возможным благода¬
ря тщательному выбору внешней конфигурации. При
разработке формы внешней изоляции ставилась задача
получить наиболее равномерную напряженность элек¬
трического поля по поверхности изоляции. В наиболее
напряженных точках при испытательном напряжении на¬
пряженность по поверхности не превышает 5,3 кВ/см.
Проектирование в таких слу¬
чаях ведут методом после¬
довательных приближений
с использованием моделиро¬
вания изоляции. При этом
применяются объемные мо¬
дели и плоскостное модели¬
рование в электролитиче¬
ской ванне.
Кроме формы внешней
изоляции конструкция транс¬
форматоров ЗНОЛ.09 пол¬
ностью унифицирована с
трансформаторами серии
ЗНОЛ.06 на напряжение 6
и 10 кВ соответственно.
Для применения в усло¬
Рис. 5-12. Трансформатор на¬
пряжения серии НОЛ.08.
виях выпадения росы была
разработана также серия литых трансформаторов типа
НОЛ.08 на напряжения 6 и 10 кВ (рис. 5-12). Трансфор¬
маторы этой серии — незаземляемые (двухполюсные)
двухобмоточные и предназначены для установки в за¬
крытых распредустройствах, а также в КРУ внутренней
и наружной установок взамен трансформаторов типов
НОМ.-6 и НОМ.-10. Технические данные трансформато¬
ров этой серии приведены в табл. 5-3; в трансформато¬
рах использованы магнитопроводы трансформаторов се¬
рии ЗНОЛ.06: для НОЛ.08-6— от трансформатора
ЗНОЛ.06-10, для НОЛ.08-10 — от трансформатора
ЗНОЛ.06-15. Унифицирован с трансформаторами
ЗНОЛ.06 и весь узел стяжки и крепления магпитопро-
вода в форме.
Вторичная обмотка трансформатора намотана про¬
водом марки ПСД и расклинивается на магнитопроводе,
123

Таблица 5-3
124

подобно обмотке трансформаторов серии ЗНОЛ.06.
Принципиальное отличие двухполюсной серии от одно¬
полюсных трансформаторов заключается в наличии
у нее главной изоляции между вторичной и первичной
обмотками. Главная изоляция у трансформаторов серии
НОЛ.08 выполняется из заливочного эпоксидного ком¬
паунда и получается в процессе заливки трансформа¬
тора.
Первичная обмотка трансформаторов (см. рис. 5-3)
наматывается проводом марки ПЭТВ диаметром 0,25 мм
на двухслойную гильзу из электрокартона толщиной
0,5 мм. Обмотка состоит из двух катушек, зазор «в све¬
ту» между которыми равен 4 мм. При этом расстояние
между катушками «по меди» равно 10 мм, так как меж-
дуслойная изоляция с каждой стороны катушки высту¬
пает на 3 мм. Междуслойная изоляция выполняется из
пропиточной бумаги в два слоя. Поверх последнего слоя
каждой катушки устанавливается электростатический
экран, ширина которого равна осевому размеру слоя.
Катушки обмоток выполнены без ступеней.
Изоляция между первичной и вторичной обмотками
рассчитана на испытательное напряжение по
ГОСТ 1516-73. Первичная обмотка трансформаторов
НОЛ.08 пропитывается аналогично обмоткам заземляе¬
мых трансформаторов. Первичная обмотка и магнито¬
провод с закрепленной на нем вторичной обмоткой фик¬
сируются в форме для заливки независимо друг от
друга. При этом между первичной и вторичной обмотка¬
ми, между первичной обмоткой и магнитопроводом обра¬
зуются зазоры, которые после заполнения их заливоч¬
ным компаундом обеспечивают необходимую внутрен¬
нюю изоляцию трансформатора. Изоляция между ка¬
тушками первичной обмотки также обеспечивается за¬
полняющим зазор заливочным компаундом.
Клеммник выводов вторичной обмотки и установоч¬
ные размеры трансформаторов унифицированы с транс¬
форматорами типов ЗНОЛ.06 и ЗНОЛ.09.
5-5. Технология изготовления
А. Общие сведения
Производство измерительных трансформаторов на¬
пряжения с литой изоляцией предполагает следующие
технологические процессы: 1) изготовление обмоток;
2) пропитка обмоток; 3) изготовление магпитопроводов;
125

4) сборка обмоток с магнитопроводом; 5) нанесение
буферных прослоек на обмотки, магнитопровод, крепеж¬
ные детали и другие закладные части; 6) выполнение
экранов, выводных концов, соединений обмоток;
7) установка и закрепление в заливочной форме обмо¬
ток и магнитопровода; 8) заливка трансформаторов
эпоксидным компаундом; 9) контрольные испытания.
В связи с тем, что ряд процессов, таких как изготов¬
ление обмоток, изготовление магпитопроводов (за
исключением разрезных ленточных), сборка, выполнение
соединений, контрольные испытания, почти не отличается
от аналогичных процессов в производстве трансформа¬
торов с масляной изоляцией, здесь излагаются только
специфические процессы: пропитка обмоток, изготовле¬
ние разрезных ленточных магнитопроводов, нанесение
демпфирующих прослоек, полупроводящих покрытий и
заливка эпоксидным компаундом.
Одним из наиболее ответственных этапов изготовле¬
ния трансформаторов напряжения является пропитка
обмоток. Технологический процесс подразделяется на
следующие операции: сушка изоляции обмоток, подго¬
товка пропиточного компаунда, пропитка обмоток.
Сушка изоляции играет важную роль в обеспечении
качественной пропитки обмоток. В связи с тем что для
Изготовитель
Сушка
Подготовка
при атмосфер¬
ном давлении,
время, ч/°С
при вакууме
вакуумирова¬
ние смолы
остаточное
давление,
Па
время,
ч/°С
остаточ¬
ное дав¬
ление, Па
время,
ч/°С
Завод аппаратуры вы¬
сокого напряжения им.
Г. Димитрова, ПНР
(Варшава) [Л. 9]
6—8/120+5
133
2/120+
±5
13,5
130 —
140° С
Завод им. Ю. Фучика,
Брно, ЧССР
12—24/115
1330—
2660
0,3/110
—
—
Фирма Девайн Манью-
фэкчеринг компани (США)
[Л. 18J
8—16/100—
135
—
—
•—-
—
Завод трансформаторов
тока, г. Свердловск
(СССР)
4/подъем от
20 до 120
1065—
1600
8/115—
125
665—
2000
1/100
126

междуслойной изоляции применяется бумага и обмотки
имеют плотную намотку, процесс сушки является дли¬
тельным и зависит от следующих факторов: давления
частиц пара на окружающую среду, температуры сушки,
объема и структуры бумаги, продолжительности и атмос¬
феры сушки.
Для определения оптимальных параметров сушки
обычно пользуются показателем сушки до постоянной
массы и количеством компаунда, впитываемого обмот¬
кой, что является не особенно точным. В последнее время
для правильного выбора параметров сушки стали при¬
менять методы определения емкости и сопротивления
слоев изоляции в процессе сушки. Однако параметры
сушки обмоток в разных странах имеют расхождения,
что наглядно показывает табл. 5-4.
Подготовка -пропиточного компаунда включает в себя
дегазацию смолы методом вакуумирования до прекра¬
щения ее кипения и ее перемешивание с другими компо¬
нентами пропиточного компаунда. Параметры процесса
подготовки компаунда приведены также в табл. 5-4.
Перед пропиткой обмотки, как правило, помещают
в формы, которые устанавливаются в автоклав, а в не¬
которых случаях, например нэ электротехническом заво¬
де им. Ю. Фучика (Брно, ЧССР), обмотки пропитывают
Таблица 5-4
компаунда
Пропитка
вакуумирование ком¬
паунда
температу¬
ра обмотки,
°C
температу¬
ра компа¬
унда, °C
вакуум,
Па/время, ч
давление, Па/время, ч
остаточное
давление,
Па
время, ч/°С
100—
—110°С
100—110
100—по
400/0,2—0,5
4-105/0,2
—
—
но
100—110
1330—
2660,0,3
Атмосферное/0,1 ч
266
50—80°С
100—125
50—80
266/0,5—1
(3,5—6,3)-106/0,5—
—1
665—
2000
£0,1/100
ПО
100
133—
266, 0,5—1
Атмосферное/0,5
127

под вакуумным колпаком. Сравнительные характеристи¬
ки технологических параметров процесса пропитки так¬
же приведены в табл. 5-4.
Из рассмотрения процесса сушки обмоток и способов
пропитки вытекают следующие основные требования
к технологическому процессу пропитки обмоток транс¬
форматоров напряжения: а) длительная предваритель¬
ная сушка обмоток; б) применение среднего или глубо¬
кого вакуума при пропитке; в) применение для пропи¬
точных компаундов отвердителей, имеющих низкую
упругость паров для поддержания нужного вакуума
в процессе пропитки; г) срок жизни компаунда должен
соответствовать длительности процесса пропитки; д) хо¬
рошее совмещение пропиточного и заливочного компаун¬
дов, т. е. отсутствие между ними границы раздела, по
которой возможны образование трещин и пробой.
С учетом перечисленных требований в НИИПОУЭТМ
был разработан новый процесс пропитки обмоток транс¬
форматоров напряжения, который с 1968 г. применяется
на Свердловском заводе трансформаторов тока (СЗТТ)
при изготовлении трансформаторов напряжения серии
ЗНОЛ и ЗНОЛТ.
Б. Технологический процесс пропитки обмоток
Для осуществления пропитки на Свердловском заво¬
де трансформаторов тока (СЗТТ) применяется следую¬
щее оборудование: вакуумный сушильный шкаф для
сушки обмоток, установка для приготовления компаунда,
вакуумная камера для пропитки обмоток, печь полиме?
ризации.
Обмотка, помещенная в форму, представляющую со¬
бой жестяной цилиндр с внутренним диаметром, обеспе¬
чивающим минимально возможный зазор между обмот¬
кой и стенкой формы, устанавливается в вакуумный су¬
шильный шкаф и прогревается до 120±5°С. Затем
в шкафу создается вакуум (остаточное давление 1050—
1600 Па) и обмотка сушится в течение 8 ч. Одновремен¬
но с сушкой производится приготовление пропиточного
компаунда, для чего эпоксидная смола марки ЭД-6, ра¬
зогретая до 100 °C, загружается в смесительный котел и
вакуумируется с перемешиванием в течение 1 ч при оста¬
точном давлении 650—2000 Па и 100 °C. Отвердитель —
метилтетрагидрофталевый ангидрид (МТГФА), имеющий
128

температуру 100 °C, загружается в смесительный котел,
перемешивается со смолой при атмосферном давлении
в течение 10 мин и затем при вакууме (остаточное дав¬
ление 650—2000 Па) в течение 5 мин.
Форму с просушенной обмоткой помещают в вакуум¬
ную камеру, прогретую до 100 °C, где создается вакуум
(остаточное давление 135—270 Па) и поддерживается
в течение 1 и. после чего, не снимая вакуума, в форму
подают тонкой струей компаунд, который в течение 20—
30 мин заполняет форму с перекрытием обмотки. Уро¬
вень перекрытия подбирается опытным путем. После вы¬
держки в течение 20—30 мин вакуум снимается и обмот¬
ка находится при атмосферном давлении еще 0,5 ч. За¬
тем ее вынимают из формы и дают стечь излишкам
компаунда. К моменту изъятия обмотки из формы вяз¬
кость компаунда увеличивается до состояния, при кото¬
ром он стекает с боковой поверхности и торцов обмотки,
но не вытекает из слоев; тем самым достигается важная
цель — освобождение торцов от пропиточного компаунда.
Далее обмотку помещают в печь для полимеризации,
нагретую до 120 ±5 °C, и выдерживают в течение 3 ч,
после чего медленно охлаждают.
К достоинствам этого процесса пропитки следует от¬
нести: хорошее совмещение пропиточного и заливочного
компаундов; значительное сокращение длительности тех¬
нологического процесса (20 ч против 45 при процессе,
применяемом на заводе им. Ю. Фучика) ; экономию ма¬
териалов (пропиточного и заливочного компаундов); воз¬
можность механизации производственного процесса.
В НИИ ПО УЭТМ спроектировано высокопроизводи¬
тельное механизированное оборудование для СЗТТ, по¬
зволяющего пропитывать до 50 тыс. обмоток в год.
Для предотвращения сдавливания магнитопровода
усадочными напряжениями, образующимися в процессе
полимеризации компаунда, а также с целью снижения
внутренних напряжений в компаунде, что повышает
устойчивость конструкции к циклическим перепадам
температур, на магнитопровод и крепежные детали на¬
носятся демпферные прослойки. Обычно они выполняют¬
ся из ленточных материалов — хлопчатобумажных и
стеклянных лент. На СЗТТ буферные прослойки, наноси¬
мые на магнитопровод и крепежные детали, выполняют¬
ся из нескольких слоев стеклоленты толщиной 0,2 мм,
накладываемых вполнахлеста, которые сверху защи-
9—863
129

щаются двумя слоями эскапоновой стеклоткани марки
ЛСЭ-19.
В ЧССР на заводе им. Ю. Фучика буферные прослой¬
ки выполняются из фетра, подклеенного на бумагу, для
предотвращения его пропитки. В последнее время для
буферных прослоек стали применять полимерные мате¬
риалы. Так, в ПНР на заводе им. Димитрова применяет¬
ся буферное покрытие на основе поливинилхлоридной
смолы. Очень эффективны и перспективны для буферных
прослоек губчатые полимерные покрытия.
В НИИ ПО УЭТМ разработано буферное покрытие
на основе эпоксидных пластифицированных порошкооб¬
разных компаундов, которые в сочетании с порообразо-
вателями дают губчатые покрытия, наносимые методом
вихревого напыления, а также спроектировано механизи¬
рованное оборудование для нанесения этого покрытия
для СЗТТ.
Ленточные буферные прослойки наносятся вручную
либо с помощью устройств-обмотчиков, полимерные по¬
крытия — заливкой в форму, промазыванием кистью,
вихревым напылением. Полупроводящие покрытия на
буферные прослойки наносятся кистью, предварительно
сушатся на воздухе в течение 1 ч, а затем при 150 °C
в течение 3 ч. Полупроводящий лак приготовляется пе¬
ретиранием смолы и сажи антраценовой или ацетиле¬
новой в соотношении 10 : 1 (массовые части).
Заливка обмоток и магнитопроводов эпоксидным
компаундом состоит из следующих этапов: приготовле¬
ние компаунда, подготовка форм под заливку, заливка
и полимеризация компаунда. Приготовление компаунда
состоит из расплавления и загрузки смолы в смеситель¬
ный котел, сушки и просева, магнитной сепарации на¬
полнителя — кварцевого песка и его загрузки в смеси¬
тельный котел, вакуумирования массы и ее подачи в раз¬
ливочный котел, расплавления отвердителя, его дозиров¬
ки в разливочный котел, перемешивания с массой. На
внутреннюю поверхность формы наносится разделитель¬
ная смазка — раствор кремнийорганического каучука
СКТ в бензине или толуоле или кремнийорганический
вазелин КВ-3; хорошо зарекомендовал себя лак К-21,
который можно наносить на холодные формы. Затем
в формы устанавливаются обмотки с магнитопроводом
и они помещаются в печь или непосредственно в вакуум¬
ную камеру для прогрева до 125—130 °C. Трансформа-
130

Торы напряжения заливаются только под вакуумом
(остаточное давление 1330—2000 Па).
В ЧССР трансформаторы напряжения до 10 кВ вклю¬
чительно заливаются при атмосферном давлении, а свы¬
ше 10 кВ —под вакуумом. После заливки формы поме¬
щаются в печи полимеризации на 14 ч при 120 °C. Для
изделий сложной конфигурации рекомендуется предва¬
рительное освобождение из формы через 5—6 ч, а затем
окончательная полимеризация в течение 9—8 ч.
После окончания процесса полимеризации рекомен¬
дуется плавно охлаждать отливку со скоростью 7 °C в 1 ч
для снятия напряжений в литой изоляции. Подробно тех¬
нология литой изоляции изложена в [Л. 8 и 19]. Техно¬
логические параметры заливки приведены в табл. 5-5.
Из рассмотрения табл. 5-5 следует, что на некоторых
предприятиях режимы заливки имеют расхождения. Это
говорит о том, что они складывались на основании прак¬
тического опыта и в некоторых случаях вряд ли техни¬
чески обоснованы, особенно это касается времени ваку¬
умирования массы и длительности процесса полимери¬
зации.
Для технического обоснования этих параметров
в НИИ ПО УЭТМ. разработан метод определения дли¬
тельности вакуумирования заливочного компаунда путем
измерения емкости компаунда. Критерием длительности
вакуумирования является время установления постоянно¬
го значения емкости. Для определения оптимального
времени полимеризации компаунда рекомендуется сня¬
тие термомеханических кривых; кроме того, весьма пер¬
спективен метод абсорбции при постоянном напряже¬
нии [Л. 20].
В. Технология изготовления разрезных ленточных
магнитопроводов
Рулон электротехнической стали нужной ширины
устанавливают на разматывающее приспособление.
Оправку для намотки магнитопровода закрепляют в на¬
моточном станке. Оправки выполняются из жаропрочной
стали марок 1Х12СЮ или 4Х9С2 по ГОСТ 5632-61.
Перед намоткой магнитопровода поверхность оправ¬
ки смазывают тальком, разведенным индустриальным
маслом 20 (ГОСТ 1707-51) до консистенции кашицы.
Конец ленты закрепляют в прорези оправки. При на-
9* 131

іЛ
Технологические параметры
\і/ь ‘БИПѴЕИйэИИѴОЦ
6/120
+18/120
1,5/140
17/110
14/120
Заливка
Под ва-
куумом
400 Па
При ат-
мосфер-
ном дав¬
лении
То же
Под ва-
куумом
1 Подготовка форм
Эо ‘ибоф so'Jjodn
120
135—
14U
НО
130—
135
Разделитель¬
ная смазка
F4203 или
ф
tn ГА S
Ж и р
_ О g .
О U ~ К S
ОО О ° СО °?1
о . st; ç У ► ✓
Z 2« 53
Ч к
O
Приготовление компаунда
НИИ ‘моянЛвп
-І'ѴОЯ о вігэхиігбѳя
-хо ѲИНПУИГПЭИѲЙѲЦ
LO LO 1 Ю
Эо ‘вігэхиѴбэя
-ХО ЭИНѲІГеВіГНЭЕсІ
140
140
130
140
ВЦ
‘ЕИААЛЕй внирАігJ
400
1330-
2660
2000
•
Эо/ь
‘ѳиивяосІииХ X МЕд
6/125—
135
2,5/120
6/140
2/115—
125
JM
‘вѴнХвииоя еоэеѵѵ
150
120
50
ИиГіЕСІ
-ВНЭЭ BEHXIIHJEW
Ф Ф Ф г—г
XX Xе1
Эо/ь ‘шт
-Э1ИНІГОНЕН ЕмптХд
3—3,5
200—230
1Я0—200
Эо ‘1ЯІГОИЭ
ЭИНЭІГѲЕІГПЭЕсІ
0£1
150
140
120—
130
Изготовитель
Завод им. Г. Лимит-
рова (ПНР)
Завод им. Ю. Фучика
(ЧССР)
Завод TuR (ГДР)
Свердловский завод
трансформаторов
тока
132

мотке лента проходит через зажимы тормозного приспо¬
собления, которое отрегулировано так, чтобы сила натя¬
жения ленты равнялась 200—300 Н на 1 см ширины
ленты. Дополнительно лента в процессе намотки прижи¬
мается к оправке прижимным роликом, обеспечивающим
силу давления 300—500 Н на 1 см ширины ленты. На¬
вивку магнитопровода рекомендуется производить со
скоростью 12—15 об/мин. При смене ширины лепту по¬
следующей ступени подкладывают под ленту предыду¬
щей ступени на длине 150—200 мм.
Конец ленты наружного витка приваривают электро¬
сваркой в двух-трех точках. Сварочный ток регулируют
таким образом, чтобы проваривалось не более двух-трех
слоев. После сварки конец ленты отрезают и магнито¬
провод вместе с оправкой снимают со станка.
Намотанные магнитопроводы вместе с оправками от¬
жигают при 800—850 °C в течение 2,5 ч, после чего они
охлаждаются вместе с печью до 200 °C постепенно не
более 50 °C в 1 ч, а затем на воздухе. После охлаждения
магнитопровода из него выпрессовывают оправку, отре¬
зают внутренний загнутый конец ленты и магнитопровод
передают на пропитку.
Пропитку производят тем же эпоксидным компаун¬
дом, что и пропитку катушек. Однако, поскольку в дан¬
ном случае не ставится целью проникновение компаунда
в глубь магнитопровода, здесь может быть использован
«отработанный» компаунд, имеющий меньшую текучесть.
Перед пропиткой поверхность магнитопровода обезжи¬
ривают щеткой, смоченной в ксилоле, после чего его
сушат на воздухе в течение 15 мин. На стержни маг¬
нитопровода на ширине 100—ПО мм накладывают слой
электрокартона и плотно бандажируют тремя слоями
стеклоленты вполнахлеста. Магнитопровод нагревают до
120 °C, затем опускают в нагретый до 100—ПО °C эпок¬
сидный компаунд, где выдерживают 15—20 мин до пре¬
кращения выделения пузырьков воздуха. После этого
его вынимают и, дав стечь излишкам компаунда, вешают
на металлический стержень в термошкаф. Здесь в тече¬
ние 15 ч при 120 °C происходит полимеризация компаун¬
да. После окончания полимеризации магнитопровод по¬
степенно охлаждают и передают на разрезку.
Резка магнитопроводов производится па станках типа
РС-2М, РС-10 или МФ-332. Закрепленный в специальном
приспособлении магнитопровод устанавливают на станке
133

и режут абразивным кругом Э40С2Б 400X3X32
ГОСТ 2424-60. Оптимальный режим достигается при ско¬
рости резания 35—40 м/с и подаче 10—15 мм/мин. Во
время резки зона резания должна охлаждаться эмуль¬
сией, в состав которой на 100 л эмульсии входят следую¬
щие компоненты:
Вода 98,7 л
Бура техническая ГОСТ 8429-57 300 г
Тринатрий фосфат ГОСТ 201-58 600 г
Кальцинированная сода ГОСТ 5100-49 250 г
Нитрат натрия ГОСТ 6194-52 100 г
Вазелиновое масло ГОСТ 1840-51 50 г
Допускается резка магпитопроводов на горизонталь¬
но-фрезерном станке. После резки поверхность разъема
подвергают шлифовке на плоскошлифовалыюм станке
для обеспечения нужного класса чистоты поверхности.
Направление шлифовки должно быть параллельно оси
магнитопровода. В процессе обработки отдельные ленты
магнитопровода достаточно надежно удерживаются бан¬
дажом из пропитанной компаундом стеклоленты и со¬
здавшейся в процессе пропитки поверхностей пленкой
компаунда.
5-6. Испытание изоляции
Основными критериями качества изоляции трансфор¬
маторов являются: электрическая прочность, сопротив¬
ление и диэлектрические потери в изоляции, уровень
внутренних частичных разрядов.
Испытание на электрическую прочность производится
в соответствии с ГОСТ 1516-73. Следует отметить, что
испытательные напряжения по этому стандарту значи¬
тельно выше зарубежных, которые для трансформаторов
напряжения на 10 кВ находятся в пределах 24—36 кВ.
Продольная и внешняя изоляция трансформаторов испы¬
тывается приложением импульсного напряжения (пол¬
ной и срезанной волной).
Измерение внутренних частичных разрядов произво¬
дится по схеме на рис. 5-13. Схема позволяет отчетливо
регистрировать импульсы внутренних частичных разря¬
дов с кажущейся интенсивностью до 1,5-10—12 Кл. Сопо¬
ставление результатов испытания изоляции трансформа¬
торов на электрическую прочность с уровнем частичных
разрядов позволило сделать следующие выводы: а) при
134

амплитуде максимального импульса внутренних частич¬
ных разрядов больше ІО-8 Кл изоляция трансформато¬
ров на 10 кВ не выдерживает испытательного индукти¬
рованного напряжения вне зависимости от напряжения
начала частичных разрядов; б) при интенсивности мак¬
симального импульса 10“9—10-10 Кл пробои преимущест¬
венно наблюдаются в том случае, когда существует зна¬
чительная разница в напряжениях зажигания и погаса¬
ния частичных разрядов (до 50%); в) при интенсивнос¬
ти максимального импульса 10-11 Кл пробои не наблю¬
даются.
В настоящее время на СЗТТ при контрольных испы¬
таниях трансформаторов определяется уровень частич¬
ных разрядов, причем интенсивность максимального
импульса принята не более чем 10-11 Кл, а напряжение
появления частичных разрядов должно быть не менее
1,2 t/раб; кроме того, должна отсутствовать разница
в напряжениях появления и исчезновения частичных раз¬
рядов.
Суждение о запасе электрической прочности может
дать так называемая часовая электрическая прочность.
Для заземляемых трансфор¬
маторов напряжения на 10 кВ
при частоте 400 Гц она со¬
ставляет 40 кВ при ступен¬
чатом подъеме напряжения
по 5 кВ от рабочего напря¬
жения до пробоя. Напряже¬
ние появления и исчезнове¬
ния частичных разрядов при
этом практически не изме¬
нилось. Интенсивность мак¬
симального импульса при
1,5 [/ном увеличилась в
3 раза.
При выполнении литой
изоляции из трекингостой¬
ких компаундов (для транс-
Рис. 5-13. Схема измерения ча¬
стичных разрядов в трансфор¬
маторах напряжения.
Г — генератор с частотой 4оО Гц;
Тр — испытываемый трансформа¬
тор; Св — высоковольтный конден¬
сатор: 30 — электронный осцил¬
лограф: Ф — фильтр.
форматоров, встраиваемых
в КРУН, с интенсивным запылением и наружной уста¬
новки) представляется необходимым оценить степень
трекингостойкости изоляции. В СССР нет стандартизо¬
ванного метода определения этой характеристики. Наи¬
более подходящим является «метод пыли и тумана»,
135

который предназначен для классификации твердых по¬
лимерных электроизоляционных материалов по их спо¬
собности противостоять действию электрических дуг,
возникающих вследствие электрической проводимости
поверхностного слоя загрязнения при определенном
увлажнении.
Глава шестая
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБМОТОК
И МАГНИТОПРОВОДОВ. СБОРКА
6-1. Оборудование, инструмент и вспомогательные
материалы для намотки обмоток
Основным оборудованием для намотки обмоток служит обмо¬
точный станок, показанный на рис. 6-1. Станок должен быть снаб¬
жен приводным электродвигателем, педалью с тормозной колодкой 5,
счетчиком числа оборотов шпинделя 1, механизмом 2 для автома¬
тической раскладки витков, устанавливаемым в соответствии с раз¬
мером диаметра провода, рукояткой 3 приспособления для перемены
направления хода механизма 2 и паяльной ванной 4 для пайки
проводов. Дополнительными приспособлениями являются: стойка для
барабана с обмоточным проводом и натяжным устройством, газовая
горелка и набор шаблонов для намотки обмоток.
В набор инструмента входят: молоток, плоскогубцы, кусачки,
напильник с мелкой насечкой, фибровая прокладка, паяльник и др.
Необходимыми вспомогательными материалами являются: припой,
флюс, парафин, лента (киперная и тафтяная), бакелитовый лак
и др.
Обмотки трансформаторов напряжения (см. гл. 4) изготовляют¬
ся цилиндрическими или цилиндрическими катушечными, состоящи¬
ми из двух многослойных катушек. Обмотки ввиду относительно
малых токов обычно наматываются обмоточным проводом круглого
сечения на бумажно-бакелитовом цилиндре или цилиндре из элек¬
трокартона. Первичные обмотки имеют большое число (до 10 000 и
более) витков тонкого провода, поэтому механизация процесса их
намотки весьма целесообразна.
Намотку многослойных обмоток из провода диаметром 0,2 —
0,35 мм нормально производят в следующей последовательности.
После намотки витков первого слоя станок останавливают, наклады¬
вают междуслойную изоляцию, переключают рукояткой 3 (рис. 6-1)
раскладочный механизм 2 в обратном направлении и только после
этого снова плавно включают станок.
По мере приобретения производственного опыта обмотчицы
применяют способ непрерывной намотки многослойных обмоток. Ко¬
гда намотка витков подходит к концу слоя, обмотчица не останав-
136

ливает станок, а только несколько уменьшает его скорость, подкла¬
дывает изоляцию под провод витка, прижимает ее рукой к обмотке
и переключает рукоятку 3 на обратное направление. Междуслойная
изоляция накладывается при этом на катушку за один оборот стан¬
ка, и с этого момента начинается намотка следующего слоя. Для
успешной работы важно, чтобы механизм для раскладки витков
был хорошо отрегулирован и не имел люфтов. При таком приеме
процесс намотки обмотки идет непрерывно без остановки станка,
что увеличивает производительность труда.
Частым видом дефекта обмоток, наматываемых па быстроход¬
ных станках, является обрыв провода при намотке. Число холостых
Рис. 6-1. Обмоточный станок.
1 — счетчик оборотов шпинделя; 2 — механизм для
автоматической раскладки витков; 3 — рукоятка пере¬
ключения направления хода механизма для рас¬
кладки витков; 4 — паяльная ванна; 5 — тормозная
колодка; 6 — готовая обмотка НН; 7 — шаблон
(щека).
оборотов шпинделя после обрыва учесть трудно, и это ведет к не¬
верному числу витков наматываемой обмотки, что обнаруживается
после ее испытания на контрольном пункте. Имеется несколько
предложенных систем автоматических приспособлений (автостопов),
останавливающих шпиндель при обрыве провода, однако все они
имеют существенные недостатки. Основной недостаток автостопов
заключается в том, что преодолеть инерционные силы без поврежде¬
ния обмотки весьма затруднительно. Мгновенное затормаживание
шпинделя вызывает смещение витков в катушке, что влечет за собой
обрыв в проводе внутри катушки. Поэтому наиболее рационально
во время обрыва провода не стремиться затормаживать шпиндель
станка с обмоткой, а отключить счетчик оборотов от станка.
В качестве примера типовой технологии намотки катушек транс¬
форматоров напряжения может быть взят процесс намотки катушек
трансформатора типа НОМ-35-66.
}37

6-2. Намотка обмоток трансформатора напряжения
типа НОМ-35-66
/1. Намотка обмоток НН
Обмотка НН — цилиндрическая двухслойная. Порядок ее нама¬
тывания следующий. На шпинделе 1 обмоточного станка устанав¬
ливают и закрепляют стальной шаблон со щеками 2 (рис. 6-2). На
шаблон наматывают лист электрокартона толщиной 0,5 мм в три
оборота, и край листа промазывают густым бакелитовым лаком.
Полученный цилиндр провальцовывают деревянным валиком и обвя-
Рис. 6-2. Намотка цилиндрической двухслойной
обмотки НН трансформатора типа НОМ-35-66.
/ — шпиндель станка; 2 — щека шаблона стальная; 3 — кон¬
цевая полоса из электрокартона; 4 — междуслоііная изоля¬
ция; 5 — петля из тафтяной лепты; 6 — обмоточный провод.
зывают хлопчатобумажной лентой. По краям цилиндра вплотную
к щекам наматывают выравнивающие концевые полосы 3, их концы
подклеивают к цилиндру и также обвязывают лентой.
Натяжение обмоточного провода должно быть так отрегулиро¬
вано, чтобы была обеспечена плотная намотка катушки и в то же
время не повреждалась витковая изоляция провода. Определив дли¬
ну выводного конца 4, на него надевают линоксиповую трубку, про¬
вод загибают, продевают под ленту обвязывающую концевую изо¬
ляцию, укладывают в вырезе щеки шаблона и закрепляют, обернув
конец провода за шпиндель. Счетчик числа оборотов устанавливают
на нуль и приступают к намотке катушки. На первый виток накла¬
дывают две петли из тафтяной ленты, как показано па рис. 6-2,
наматывают четыре-пять витков, затягивают петли, наматывают
два-три витка под лентой и затем пропускают копцы ленты под
следующие витки. Далее, сняв ленту, обвязывающую цилиндр, про¬
должают наматывание -обмотки по чертежу, наблюдая за тем, чтобы
провод ложился ровно и плотно и чтобы на нем не было оголенных
мест.
Намотав первый слой, укладывают междуслойную изоляцию 6
и поверх нее концевые полосы 7, обвязав их тафтяной лентой
в два-три оборота, и наматывают второй слой, уплотняя витки
фибровым или деревянным клипом. За пять-шесть витков до конца
второго слоя подкладывают петли из ленты и доматывают обмотку
до нужного числа витков Отметив длину выводного конца, провод
отрезают, надевают линоксиповую трубку, продевают через петли,
изгибают и петлн затягивают. Выводной конец прнбапдажируюі
к обмотке шестью—восемью оборотами ленты.
138

Обмотку промазывают бакелитовым лаком и наматывают па
нее листовой электрокартон, ширина которого равна осевому размеру
обмотки, на общую толщину 6 мм. Конец листа промазывают (сни¬
зу) бакелитовым лаком, провальповывают деревянным валиком и
временно обвязывают несколькими оборотами киперной ленты. Далее
края электрокартона смазывают лаком, снимают временную обвязку
лентой и плотно накатывают цилиндр из полосы кабельной бумаги
на общую толщину 6 мм. Полоса надсечена с обеих сторон на глу¬
бину 65 мм с шагом 16 мм.
При накладке полосы следят за тем, чтобы надсеченные края не
подвертывались, выступали одинаково с обеих сторон и чтобы сов¬
падение надрезов было не более 25%. Затем бумагу обрезают, сма¬
зывают края лаком и бапдажируют тафтяной лентой. Под бандажом
укрепляют ярлык из кабельной бумаги, на котором указаны: номер
заводского заказа, номер расчетной записки и табельный номер
рабочего. Обмотку снимают со станка, вынимают шаблон, зачищают
выводные концы на 50 мм, связывают в двух-трех местах киперной
лентой и предъявляют работнику ОТК. Технический контроль за¬
ключается во внешнем осмотре, проверке размеров обмотки и про¬
вода, правильности расположения, крепления и изоляции выводных
концов и записи па ярлыке. После контроля обмотку направляют
на контрольный пункт испытательной станции для проверки числа
витков и отсутствия виткового замыкания.
Б. Намотка обмотки ВН
Обмотка ВН выполняется цилиндрической катушечной (из двух
катушек). Общее строение обмоток ВН и НН показано на рис.4-12.
Обмотка ВН наматывается поверх обмотки НН.
На обмотку НН, поверх цилиндра из надсеченной кабельной
бумаги надевают шайбы из электрокартопа по чертежу, отгибают
вручную надсеченные края бумаги и одевают временные технологи¬
ческие кольца 3 (рис. 6-3). Шайбы 1 располагают таким образом,
чтобы в середине обмотки общая толщина их составляла 8 мм,
а по краям по 3 мм. Крайние шайбы прижимают к аккуратно и
тщательно расправленным надсеченным краям отбортованного ци¬
линдра и между крайними и средней шайбами устанавливают тех¬
нологические дистанционирующие прокладки 6 из гофрированной
картонной полосы шириной 75 мм, закрепляя их двумя-тремя обо¬
ротами киперной ленты.
Собранный комплект со стальными щеками 2 шаблона устанав¬
ливают па шпиндель станка 5 и закрепляют. Так как направление
намотки катушек 'ВИ левое, начинают наматывать катушку, нахо¬
дящуюся „справа, у которой начало будет слева. Первый (и послед¬
ний) слой каждой катушки наматывают обмоточным проводом
диаметром 0,74 мм (усиленного сечения). Конец провода 7 с на¬
детой на пего линоксиновой трубкой 8 продевают под средние
шайбы 1 и закрепляют его, как показано на рис. 6-5. Счетчик обо¬
ротов устанавливают на нуль и наматывают первый слой катушки Л,
(рис. 4-12), предварительно подложив под него полосу электрокар¬
тона (чтобы не дать сдвигаться шайбам) и междуслойную изоля¬
цию 4. После намотки певвого слоя кладут междуслойпую изоля¬
цию, обрезают провод диаметром 0.74 мм, припаивают провод диа¬
метром 0,2 мім (основного размера) с другого барабана, изолируют
139

лакотканью место пайки и продолжают намотку катушки А, про¬
кладывая после каждого слоя междуслойную изоляцию.
Приспособление для раскладки витков в слое должно быть
установлено в соответствии с диаметром наматываемого провода.
При переходе в катушку Б кладут междуслойную изоляцию с более
широкими отогнутыми краями. Последние пять слоев изолируют
друг от друга двумя слоями междуслойной изоляции. В конце
предпоследнего слоя провод обрезают, спаивают с проводом диа¬
метром 0,74 мм, место пайки изолируют, укладывают междуслойную
изоляцию и электростатический экран 3 (см. рис. 4-12), состоящий
из латунной фольги, уложенной на полосу из электрокартона с за-
Рис. 6-3. Намотка цилиндрической катушечной
обмотки ВЫ трансформатора типа НОМ-35-66.
1 — промежуточная шайба из электрокартона; 2 —
щека стальная; 3~ временное (технологическое) вы¬
равнивающее кольцо; 4 — бумажно-бакелитовый ци¬
линдр; 5 — шпиндель станка; 6— временная дистан-
цион'Ирующая гофрированная полоса из элсктрокар-
тона; 7 — обмоточный провод; 8 — лнноксиновая
трубка.
гнутыми краями. Экран кладут таким образом, чтобы выводной ко¬
нец от экрана, который будет служить также и выводом из катушки,
был обращен к торцу обмотки.
Поверх экрана кладут два слоя междуслойной изоляции и на¬
матывают последний слой катушки Б с помощью фибрового клина,
чтобы экран плотно прилегал к катушке. Провод обрезают, зачи¬
щают и припаивают к экрану. Сверху катушку обвертывают полосой
электрокартона, через отверстие в котором пропускается выводной
конец. После этого катушку баидажируют тафтяной лентой.
Намотанную первую катушку BH вместе с обмоткой НН сни¬
мают с обмоточного станка, разворачивают вдоль оси на угол 180°,
вновь устанавливают на станок и закоепляют для намотки второй
катушки ВН. Снимают временную гофрированную полосу, к началу
только что намотанной катушки припаивают провод диаметром
0,74 мм с барабана, изолируют место пайки и наматывают вторую
катушку, полностью повторив все технологические операции, выпол¬
ненные при намотке первой катушки.
Готовую обмотку снимают со станка, освобождают от щек и
технологических колец, на место последних устанавливают комплект
шайб 6 (см. рис. 4-12) по чертежу, временно завязав их в двух-трех
местах киперной лентой в осевом направлении, подложив под нее
140

деревянные опорные планки, прижимающие концевые шайбы к тор
цам катушек. Завязки затягивают с помощью прокладок из элек¬
трокартона. На одной из шайб с торца указываются: номер завод¬
ского заказа, номер расчетной записки, тип трансформатора и та¬
бельный номер обмотчика.
Затем обмотку окончательно отделывают, обрезают выступаю¬
щие за шайбы концы отбортованного цилиндра 5, зачищают вывод¬
ные концы и предъявляют работнику ОТК для технического контро¬
ля (см. намотку обмотки НН), после чего обмотку отправляют
в пропиточное отделение для предварительной сушки в вакуум-су-
шильном шкафу. После сушки обмотку ВН подают на контрольный
пункт испытательной станции для проверки числа витков.
Предварительная сушка обмоток ВН трансформаторов напряже¬
ния на 35 кВ и выше необходима, так как в противном случае
вследствие возможного наличия токов утечки при увлажнении об¬
мотки проверка числа витков оказывается практически невозможной.
С испытательной станции обмотку вторично отправляют в пропи¬
точное отделение для пропитки лаком ГФ-95 в соответствии с ин¬
струкцией и последующего запекания.
Процесс пропитки обмотки лаками заключается в ее предвари¬
тельном прогреве, сушке, пропитке лаком методом окунания и за¬
пекания лака. Сушка обмотки имеет целью извлечение влаги из
изоляции, состоящей, в основном, из волокнистых материалов, спо¬
собных впитывать в себя атмосферную влагу. Даже при слабом
увлажнении сильно снижаются электрическая прочность изоляции
и ее электрическое сопротивление. Пропитка лаками многослойной
обмотки нужна для склеивания изоляции с целью придания ей меха¬
нической прочности. Намотка обмотки тонким проводом не дает
возможности получить плотную намотку из-за недостаточного на¬
тяга провода, и поэтому может иметь место сдвиг слоев и витковое
замыкание или даже обрыв провода.
После выгрузки из печи обмоткам дают остыть, они еще раз
проходят технический контроль и затем их отправляют в сборочный
цех. Готовая обмотка показана на рис. 3-5.
6-3. Намотка обмоток каскадного трансформатора
напряжения типа НКФ-110-57
По конструкции обмотки всех типов каскадных трансформаторов
напряжения сходны между собой; поэтому для описания технологи¬
ческого процесса их намотки может быть принята обмотка транс¬
форматора типа НКФ-110-57, строение обмотки нижнего стержня /
(нижней ступени каскада) которого показана на рис. 6-4. Обмотка
верхнего стержня If отличается тем, что у нее отсутствуют обмотки
НН (вторичные) — С (основная) и Т (дополнительная). Кроме того,
па стержне I обмотка П (выравнивающая) должна быть правой
намотки, а на стержне II — левой. Все обмотки ВН и НН — цилин¬
дрические.
Обмотка П (выравнивающая) наматывается в один слой круг¬
лым обмоточным проводом диаметром 3,05 мм марки ПБ на бу¬
мажно-бакелитовый цилиндр 1 размером 0 125/133X202 мм. Поря¬
док основных технологических операций следующий.
Бумажно-бакелитовый цилиндр 6 устанавливают на шпиндель 2
обмоточного станка, зажав его между двумя щеками 4, закрепив
141

Рис. 6-4. Строение обмотки нижнего стержня I ступени (каскада)
трансформатора напряжения типа НКФ-110-57 в разрезе.
1 — бумажно-бакелитовый цилиндр; 2 — междуслойная изоляция из восьми
листов кабельной бумаги; 3—концевая изоляция в виде полос из электрокар¬
тона; 4—’временные (технологические) дистанциоиирующие гетинаксовые коль¬
ца; 5 — полосы из кабельной бумаги, намотанные на толщину 2 мм, преду¬
преждающие сдвиг слоев в осевом направлении; 6 — электростатический экран;
7 — листы из электрокартоиа; 8— баидаж из тафтяной леиты; 9— магнитопро¬
вод; 10 — прессующие плаикн (стойки) из древесно-слоистого пластика; П —
выравнивающая обмотка; А—3 — слои первичной (ВН) обмотки: С — вторич¬
ная (НН) основная обмотка; Т — вторичная дополнительная обмотка
гайкой 3, как это показано на рис. 6-5. Обмоточный провод 1 про¬
пускают через натяжное приспособление, производят его регулиро¬
вание, отмеряют длину выводного конца, изолируют лакотканью и
тафтяной лентой вполуперекрышку на длину, указанную в чертеже,
сгибают конец провода под прямым углом на изолированном уча¬
стке.
Цилиндр промазывают бакелитовым лаком (для предупреждения
смещения витков), по обоим его концам тафтяной лентой закреп¬
ляют несколько выравнивающих клиньев (полос) 5 из электрокар¬
тона, толщина которых должна быть примерно равна диаметру на¬
матываемого провода с изоляцией (3—4 мм). Далее выводной ко-
142

Рис. 6-5. Намотка цилиндрической выравнивающей обмотки П (пра¬
вой) и начало намотки цилиндрической катушки А (ВН) нижней
ступени каскада трансформатора напряжения типа НКФ-110-57.
/—обмоточный провод обмотки НН; 2 — шпиндель станка; 3 —гайка; 4 —
щека стальная; 5 — выравнивающие полосы из электрокартона; 6 — бумажно-
бакелитовый цилиндр; 7 — петли из тафтяной ленты; 8 — междуслойная изо¬
ляция из кабельной бумаги; 9 — обмоточный провод обмотки ВН; 10 — вре¬
менные дистаиционнрующие гетииаксовые полукольца; 11 — вывод начала
обмотки ВН из медной ленты, сложенной вдвое; /2 — полоса из лакоткани.
иец провода укладывают в вырез щеки 4, в месте изгиба выводного
конца (на место первого витка) накладывают петли 7 из тафтяной
ленты и начинают намотку первых витков катушки П (правой).
Согласно правилам, по которым
определяется направление намотки
обмоток, наматывание правых ка¬
тушек (для нижних стержней маг¬
нитопровода) производят справа
налево, а левых — слева направо,
если смотреть со стороны рабоче¬
го места, противоположного рас¬
положению барабана с проводом
(см. рис. 3-13).
Намотав пять-шесть витков,
Рис. 6-6. Расположение вывод¬
ных концов комплекта обмоток
нижней ступени каскада транс¬
форматора напряжения типа
НКФ-1 Ю-57.
затягивают ленточные петли, сма¬
зывают их концы бакелитовым
лаком и продолжают намотку сле¬
дующих витков, уплотняя их
■вдоль слоя фибровым клином. Не
доходя восьми — десяти витков до
конца слоя, снова подкладывают
петли из тафтяной ленты и заканчивают намотку слоя, предвари¬
тельно проверив показание счетчика числа витков. Отмерив длину
выводного конца по чертежу, провод обрезают, конец его изолируют,
так же как и у начала обмотки, продевают в петли, загибают и
затягивают петли. Сверху обмотку П вдоль оси смазывают бакели¬
товым лаком и на нее наматывают лист электрокартона 8 в три
слоя. Края последнего слоя электрокартона подклеивают лаком и
бандажируют обмотку тафтяной лентой вразгон. Сняв обмотку со
станка (вместе с цилиндром), временно связывают ее по высоте
тафтяной лептой в трех местах, ленту затягивают с помощью элек-
143

трокартонных прокладок и навешивают ярлык, на котором указаны
основные данные катушки (тип, номер расчетной записки, направ¬
ление намотки и т. п.). После этого обмотку предъявляют контро¬
леру для проверки размеров согласно чертежу, производят проверку
числа витков по расчетной записке, затем сушат, пропитывают ла¬
ком ГФ-95 и запекают по инструкции.
Начало и конец обмотки И обозначаются соответственно Ни к
Кп. Расположение концов показано на рис. 6-6.
Для намотки обмотки ВН (одной ступени каскада) снимают
с обмотки П временную обвязку и закрепляют ее в щеках на
шпинделе обмоточного станка. Обмотка ВН (состоящая нз много¬
слойных катушек А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3) наматывается на катуш¬
ку П проводом марки ПЭЛШКО диаметром 0,25 мм (основной
провод). Первый и последний слои обмотки ВН наматываются про¬
водом 9 (см. рис. 6-5) марки ПЭЛБО диаметром 0,74 мм (увели¬
ченного сечения). К концу провода диаметром 0,74 мм припаивают
свинцово-оловянистым припоем марки ПОС-40 сложенную вдвое
медную луженую ленту 11 (0,3x45 мм), посредством которой вы¬
водится начало На обмотки ВН. Медную ленту изолируют лако¬
тканью 12 и тафтяной лентой и затем ее укладывают в вырез ще¬
ки 4 и выводной конец закрепляют петлей из тафтяной ленты 7,
как показано на рис. 6-5, накладывают с обеих сторон выравни¬
вающие полосы из электрокартона, предварительно промазав края
цилиндра бакелитовым лаком, на катушку 11 вплотную к щекам на¬
девают временные гетинаксовые технологические полукольца 10,
фиксирующие осевой размер катушек А и Б, счетчик витков уста¬
навливают на нуль и начинают намотку первого слоя катушки А.
Не доходя 10—15 мм до конца первого слоя катушки А, про¬
вод 0,74 мм отрезают, припаивают к нему провод основного размера
(0,25), место пайки изолируют лакотканью и доматывают первый
слой катушки А до конца. Все пайки в обмотке ВН выполняют
свинцово-оловянистым припоем марки ПОС-40. Намотанный слой
промазывают бакелитовым лаком. На намотанный первый слой ка¬
тушки А укладывают восемь листов междуслойной изоляции из
кабельной бумаги. Концы листов междуслойной изоляции сдвигают
друг относительно друга на 10 мм по окружности для более рав¬
номерной укладки изоляции. При намотке катушек ВН каждый
слой всех катушек после намотки промазывают бакелитовым лаком,
чтобы обмотка была плотной, монолитной и механически прочной.
Далее продолжают намотку катушек А и Б, укладывая после
каждого слоя междуслойную изоляцию и контролируя по счетчику
общее число намотанных витков по расчетной записке. Закончив
намотку катушки Б, с двух ее концов >( поверх междуслойной изо¬
ляции) устанавливают следующие по размеру временные технологи¬
ческие кольца, которые будут фиксировать осевой размер следующих
катушек В к Г (на рис. 6-5 не показаны).
Так же наматывают катушки В и Г, укладывая после каждого
слоя междуслойную изоляцию, как было указано выше. После на¬
мотки катушек В и Г по концам катушки Г устанавливают вре¬
менные технологические кольца для выдерживания осевого размера
следующих катушек Д и Е. Таким же образом наматывают катуш¬
ки Д, Е, Ж и 3. На последний слой катушки 3 с двух сторон
устанавливают полосы из электрокартона, закрепив их тафтяной лен¬
той, и этот слой наматывают проводом диаметром 0,74 мм, для чего
в требуемом месте его припаивают к отрезанному от барабана
144

основному проводу и место пайки изолируют лакотканыо. Не дохо¬
дя 10 витков до конца слоя, припаивают провод еще большего
диаметра (1,0—1,16 мм), подкладывают петли из тафтяной ленты,
как было описано выше, доматывают слой катушки, обрезают про¬
вод, на его конец надевают хлопчатобумажный чулок и закрепляют
в петле. На обмотку наматывают цилиндр из электрокартона в один
слой, предварительно сделав в нем отверстие, через которое проде¬
вают выводной конец обмотки ВН.
С намотанной обмотки ВН снимают все технологические кольца
и на выступы обмотки по ее торцам наматывают полосы из кабель¬
ной бумаги 5 (см. рис. 6-4). Во избежание сдвига катушек по их
слоям вдоль оси выступающие торцы обмотки ВН промазывают
бакелитовым лаком для склеивания краев междуслойной изоляции.
Обмотку снимают со станка, на электрокартонном цилиндре указы¬
вают основные данные (см. § 6-2), обмотку туго связывают в осе¬
вом направлении в трех-четырех местах киперной лентой, подложив
на выступы торцов деревянные планки, ленты затягивают с помощью
электрокартонных прокладок и в таком виде предъявляют работнику
ОТК для осмотра и проверки размеров. После осмотра обмотку
отправляют для сушки в пропиточное отделение, затем на контроль¬
ный пункт для проверки числа витков, затем снова в пропиточное
отделение для пропитки лаком ГФ-95 и запекания лака.
Далее на обмотку насаживают электростатический экран 6 (см.
рис. 6-4) из листовой латуни. Концы экрана во избежание образова¬
ния короткозамкнутого витка не должны сходиться, разрыв должен
составлять 20—25 мм. Конец обмотки ВН (катушки 3) должен вы¬
ходить в месте разрыва экрана. Отводом от верхнего конца обмотки
ВН служит многожильный голый провод марки ПАМГ сечением
10 мм2, припаянный к экрану рядом с концом обмотки ВН (катуш¬
ки 3). Для удобства пайки гибкий провод расплетают на длине
около 100 мм для того, чтобы все жилы прилегали к экрану в од¬
ной плоскости. Пайку производят свинцово-оловянистым припоем
марки ПОС-40 с помощью паяльника; место пайки зачищают стек¬
лянной шкуркой.
Отвод от экрана, обозначаемый Э, расположение которого пока¬
зано на рис. 6-6, изолируют лакотканью и затем тафтяной лентой.
На экран кладут лист электрокартона 7 (рис. 6-4) и производят
бандажирование тафтяной лентой. На этом заканчивается намотка
комплекта катушек для верхнего стержня II магнитопровода.
Комплект обмоток для нижнего стержня I должен содержать
еще две обмотки НН: С—основную и Т—дополнительную, нама¬
тываемые поверх экрана. Обмотку С наматывают, выполняя те же
операции, что и при намотке обмотки П. После намотки обмотки С
наматывают полосу электрокартона, временно завязав ее тафтяной
лентой. Затем поверх электрокартона наматывают первый слой
цилиндрической двухслойной обмотки Т, укладывают междуслойную
изоляцию из электрокартона и наматывают второй слой. Обрезав
и закрепив конец провода, кладут лист электрокартона, сверху
сплошь бандажируют тафтяной лентой 8 (рис. 6-4) и снимают об¬
мотку со станка.
Начала и концы обмоток С и Т обозначаются соответственно
Нс, Кс, Нт и Kt', при сборке трансформатора они присоединяются
к вводам а, х, ад и хд соответственно. Выводные концы во избе¬
жание путаницы в сборочном цехе должны быть отмечены повешен¬
ными на них ярлыками.
10—863
145

Рис. 6-7. Обмотка верхнего стержня
трансформаторов напряжения типов
НКФ-220-58 и НКФ-330 в разрезе.
1 — бумажно-бакелитовый цилиндр; 2 — меж¬
ду слойна я изоляция из кабельной бумаги;
3 — концевая изоляция в виде полос из элек¬
трокартона; 4 — временные диета нцнонирую-
щие гетннаксовые кольца: 5 — полосы из ка¬
бельной бумаги для предупреждения осевого
сдвига катушек; 6 — электростатический
экран; 7 — междуслойная изоляция увеличен¬
ной ширины с надрезанными краями, огибаю¬
щими катушку Ж с ее торцов; 8 — бандаж нз
тафтяной ленты.
После намотки об¬
моток С и Т комплект
обмоток предъявляют
ОТК, затем отправляют
•на контрольный пункт
испытательной станции и
еще раз подвергают суш¬
ке, пропитке и запеканию'
(согласно инструкции).
После выгрузки из печи
обмотке дают остыть и
затем ее отправляют в
сборочный цех.
Обмотки трансформа¬
торов типов НКФ-220-58,.
НКФ-330 и НКФ-500 на¬
матываются таким же
образом, как и обмотки
НКФ-110-57. Отличие со¬
стоит лишь в том, что-
у всех средних комп¬
лектов обмоток этих
трансформаторов поверх
экранов вместо вторич¬
ных наматываются связующие обмотки Р, технология намотки
которых не отличается от намотки вторичных обмоток С и Т. Кроме
того, у верхних комплектов обмоток трансформаторов типов
НКФ-220-58 и НКФ-330 верхние катушки Ж, а у НКФ-500 — катуш¬
ки Е, наиболее сильно подвергающиеся воздействиям волн импуль¬
сов при перенапряжениях, имеют усиленную изоляцию с торцов и
снаружи. Для этой цели междуслойная изоляция 7 между катушка¬
ми £ и Ж (у НКФ-500 Д и Е) выполняется большей ширины.
Выступающие края надрезаны и после намотки катушки Ж (или£)
и наложения экрана отгибаются вверх и укладываются сверху на
экран 6, как это показано на рис. 6-7, после чего вся обмотка бан-
дажируется тафтяной лентой 8.
6-4. Изготовление магнитопроводов трансформатора
напряжения типа НТМИ-10-66
Так как пластины имеют небольшие размеры, их изготовляют
из рулонной или листовой электротехнической стали, уже имеющей
лаковое или химическое изоляционное покрытие.
Рулонную или листовую сталь режут на гильотинных ножни¬
цах поперек листа на заготовки, ширина которых равна длине бу¬
дущих позиций пластин. Затем заготовки подают на штамповочный
станок который одновременно пробивает отверстия и отрезает пла¬
стины ’от заготовки. Далее пластины по конвейеру поступают на
металлические вальцы, которые закатывают заусенцы. Такой порядок
резки заготовок и пластин обеспечивает согласование направления
прокатки стали вдоль пластин.
Сборку шихтованных магнитопроводов производят на верстаках
с помощью приспособления, показанного на рис. 6-8. Сборку (ших¬
товку) начинают с укладки прессующих угольников остова, одевав
146

Рпс. 6-8. Приспособление (шаблон) для сборки
(шихтовки) броневых магнитопроводов транс¬
форматоров напряжения серий НОЛА и НТМИ.
/ — оправка; 2— держатель оправки; 3 — шайба; 4 —
болт М8; 5 — рама; 6 — поддержка пластин; 7 —
болт Мб.
их на технологические оправки 1, и затем на эти угольники и оп¬
равки одевают пластины магнитопровода согласно чертежу, прове¬
ряя толщину каждого пакета. Сверху магнитопровода снова кладут
прессующие угольники, вынимают технологические оправки и вместо
Ю* 147

них вставляют прессующие болты с надетыми на них шайбами, гай¬
ками и бумажно-бакелитовыми трубками. Слабо завернув гайки,
производят подбивку и выравнивание пластин, соблюдая правиль¬
ность геометрической формы остова, и после этого окончательно за¬
тягивают гайки.
6-5. Изготовление магнитопроводов трансформаторов
напряжения типов НОМ-35-66 и 3HOM-35-65
Пластины магнитопровода данных типов трансформаторов не
имеют отверстий для прессующих болтов, так как прессовка осу¬
ществляется вне пластин (бесшпилечная прессовка). Пластины изго¬
товляются так же, как и для трансформатора типа НТМИ-10-66, но
без пробивки отверстий на штампе.
Сборку остова производят также с помощью приспособления
(шаблона), аналогичного показанному на рис. 6-8. Вместо техноло¬
гических оправок устанавливают ограничительные штыри, между
которыми кладут пластины. После того как будут уложены все пла¬
стины, производят их предварительную затяжку с помощью техно¬
логических консолей, затем производят подбивку и выравнивание
остова и затягивают болты консолей до отказа. Далее магнитопро¬
вод туго связывают в шести местах киперной лентой, осторожно
снимают шаблоны и укладывают на стеллаж для отправки на сбор¬
ку трансформатора.
6-6. Сборка трансформатора напряжения
типа НТМИ-10-66
А. Первая сборка
У остова распрессовывают и расшихтовывают верхнее ярмо. За¬
тем устанавливают барьер (ярмовую изоляцию) и обмотку и рас¬
клинивают последнюю деревянными планками. После этого снова
зашихтовывают верхнее ярмо и затягивают гайки на прессующих
болтах. Перед окончательной затяжкой гаек подбивают и выравни¬
вают пластины магнитопровода.
Аналогичным образом производят первую сборку на остальных
двух остовах, входящих в комплект активной части.
Б. Вторая сборка
Перед второй сборкой производят сушку остовов с обмотками,
подпрессовку и кернение гаек.
Сушка активной части ведется в вакуумсушильном шкафу при
100—ПО °C. Предварительно активную часть прогревают в течение
3 ч, периодически давая вакуум 26 кПа. Затем поднимают вакуум
до 60 кПа и выдерживают в течение '1 ч. Наконец, вакуѵм подни¬
мают до 96 кПа и продолжают сушку до прекращения выделения
влаги в конденсаторе. Далее комплектуют крышку бака вводами
ВН и НН, устанавливают ее на остовах и закрепляют гайками.
Затем присоединяют отводы (концы обмоток) ВН и НН к соответ¬
ствующим вводам согласно схеме соединений. К крышке сверху при¬
клепывают заводский щиток с техническими данными трансформа¬
тора.
148

В. Третья сборка
Третью сборку начинают с очистки бака от загрязнения. Бак
и крышку протирают чистыми маловолокнистыми тряпками и про¬
дувают сухим воздухом. Нижние части изоляторов ВН и НН про¬
тирают тряпками, смоченными растворителем. Активную часть про¬
дувают сухим сжатым воздухом. На раму бака укладывают
резиновую прокладку и активную часть опускают в бак так, чтобы
совпали отверстия в крышке и раме бака. Крышку привертывают
к раме болтами, затягивая гайки равномерно со всех сторон.
В собранный трансформатор заливают сухое трансформаторное
мало через отверстие в крышке так, чтобы уровень масла был на
15 мм ниже крышки. Залитый маслом трансформатор вакуумируют
при остаточном давлении не более 1 330 Па в течение 8 ч, после
чего доливают масло (по надобности). В крышку ввертывают ды¬
хательную пробку, протирают сухой тряпкой крышку и бак, вводы
ВН и НН протирают тряпкой, смоченной растворителем, и после
внешнего осмотра отправляют на испытательную станцию.
Время пребывания активной части трансформатора на воздухе
после сушки до окончательной заливки маслом в баке не должно
превышать 8 ч. Время отстоя после доливки маслом перед кон¬
трольными испытаниями должно быть не менее 6 ч.
После испытания трансформатора производят его окончательную
отделку. Трансформатор подкрашивают, наносят знак заземления,
щиток покрывают слоем клея БФ, токоведущие и неокрашенные
детали покрывают слоем консервирующей смазки и устанавливают
пломбы в указанных чертежом местах.
6-7. Сборка трансформатора напряжения
типа 3HOM-35-65
А. Первая сборка
Первая сборка производится в приспособлении, в котором со¬
бирался остов (с бесшпилечной прессовкой). Стержни и ярма свя¬
зывают киперной лентой, пропущенной в пазы приспособления.
Одно из ярм распрессовывают и расшихтовывают. На стержень
.магнитопровода одевают барьер из электрокартона и прессующее
кольцо. Обмотку устанавливают на стержень, постепенно снимая
с него связки из киперной ленты. На обмотку устанавливают прес¬
сующее кольцо, пропустив в его вырез отводы обмотки, загибают
концы барьера и зашихтовывают ярмо магнитопровода, укладывая
снятые пластины в первоначальном порядке. Пластины связывают
киперной лентой и выравнивают поверхности магнитопровода. Об¬
мотку расклинивают деревянными планками, которые по мере на¬
добности натирают парафином.
Б. Вторая сборка
Сначала комплектуют доску зажимов НН контактными шпиль¬
ками и к ним присоединяют изолированные трубками концы обмо¬
ток. На раме бака собирают комплект изоляционных прокладок,
на шпильки рамы одевают бумажно-бакелитовые трубки и на раму
устанавливают остов, собранный с обмоткой и приспособлением.
Затем, развинтив гайки, стягивающие приспособление, его снимают
11—863 149
и подготовляют остов к его прессовке на раме. На боковые стержни
кладут изоляционные прокладки, а между пластинами вставляют
ленту заземления. Снимают с остова все временные связки и при¬
вертывают его к раме. Прессовку производят со всех сторон, не
допуская перекоса и сдвига пластин в стыках и выравнивая их по
мере надобности. После этого активную часть сушат и подтягивают
гайки, прессующие остов. Шпильки кернят в трех точках.
Сушку активной части производят в вакуумсушальном шкафу
не менее 32 ч при 100 °C и остаточном давлении не более 2650 Па.
В. Третья сборка
Выводной конец А обмотки ВН обрезают на длину 400 мм, оде¬
вают комплект бумажно-бакелитовых трубок п напаивают наконеч¬
ник. Этот провод будет являться токоведущей частью ввода А.
На раму нижнего бака укладывают резиновые прокладки и на
них ставят верхнюю половину бака, пропустив через его отверстие
выводной конец А. Верхнюю часть бака привертывают к раме ниж¬
ней части болтами с гайками. Затяжку болтов производят равномер¬
но со всех сторон. К верхней части бака сбоку привертывают доску
зажимов, уплотнив ее резиновой прокладкой. Сверху устанавливают
ввод ВН и закрепляют его с помощью фланца и кулачков, которые
затягивают гайками. Под ввод предварительно кладут резиновую
шайбу уплотнения. На ввод ВН устанавливают расширитель с мас-
лоуказателем.
После технического контроля качества сборки и крепления
маслоуказателя в собранный трансформатор заливают сухое транс¬
форматорное масло через отверстие во втулке верхней части бака.
Время пребывания активной части на воздухе после сушки до окон¬
чательной заливки маслом в баке не должно превышать 8 ч.
Ввернув пробку во втулку бака, доливают масло через расши¬
ритель до нормального уровня, методом наклона удаляют остатки
воздуха из бака и через отверстие расширителя производят ва¬
куумирование трансформатора в течение 8 ч при остаточном дав¬
лении не более 1330 Па. После вакуумирования доливают масло
в расширитель до необходимого уровня и дают отстой перед кон¬
трольными испытаниями не менее 6 ч. В отверстие расширителя
ввертывают глухую пробку, обеспечивая герметичность трансформа¬
тора. Герметичность предварительно проверяется давлением азота
5-104 Па (0,5 кгс/см2) в течение 15 мин (через отверстие расшири¬
теля). После этого протирают ввод и расширитель и после внешнего
осмотра отправляют на испытательную станцию. После испытания
трансформатора производят его окончательную отделку.
Глава седьмая
ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ
7-1. Объем испытаний
После полной сборки все трансформаторы напряже¬
ния подвергаются определенному объему испытаний,
целью которых является проверка соответствия их тре¬
бованиям стандарта или технических условий. Одновре-
150

Менно установленный объем испытаний позволяет вы¬
явить возможные производственные дефекты, а при
испытании изделий новых разработок — также и конст¬
руктивные недостатки. Объем испытаний установлен
ГОСТ 1983-67 и разделяется на контрольные и типовые
испытания.
Каждый трансформатор подвергается следующим
контрольным испытаниям:
а) измерение сопротивления обмоток постоянному
току;
б) измерение сопротивления изоляции обмоток;
в) испытание изоляции напряжением промышленной
частоты;
г) измерение потерь и тока холостого хода;
д) измерение погрешностей при нагрузке, соответст¬
вующей более высокому классу точности данного транс¬
форматора; I
е) измерение напряжения на дополнительной обмот¬
ке трехфазных трехобмоточных трансформаторов при
замыкании одной из фаз первичной обмотки на землю.
В объем типовых испытаний, которые проводятся на
головных образцах, при изменении конструкции, мате¬
риалов или технологических процессов, а также перио¬
дически в установленные сроки (не реже одного раза
в пять лет), дополнительно входят следующие испыта¬
ния:
а) испытание на нагрев;
б) испытание изоляции импульсным напряжением;
в) испытание напряжением 1,9 Us фазного в течение
4 ч (трансформаторов, предназначенных для работы
в сетях с изолированной нейтралью) ;
г) измерение погрешностей данного трансформатора;
д) измерение напряжения на вторичной дополнитель¬
ной обмотке трехфазных трансформаторов.
Ряд методов испытаний трансформаторов напряже¬
ния (измерение сопротивления обмоток постоянному
току, сопротивления изоляции, потерь и тока холостого
хода) не отличаются от методов испытания силовых
трансформаторов. Рассмотрим методы трех испытаний,
которые являются специфичными для трансформаторов
напряжения или в какой-то мере отличаются от методов
испытаний силовых трансформаторов.
Помимо перечисленных видов испытаний, которым
подвергаются полностью собранные трансформаторы на¬
11*
151

пряжения, некоторые исполнения трансформаторов под¬
вергаются также отдельным испытаниям в процессе и?,
изготовления.
Первичные обмотки (ВН) трансформаторов напряже¬
ния имеют, как правило, большое число витков (порядка
тысяч и десятков тысяч), выполненных из тонкого обмо¬
точного провода (диаметр 0,2—0,35 мм). Вследствие это¬
го возможны ошибки при намотке катушек (неправиль¬
ное число витков, обрыв). Чтобы исключить пропуск
обмоток с дефектами на сборочные операции, проверку
числа витков и отсутствия обрывов выполняют до уста¬
новки обмоток на остов.
В процессе сборки трансформатора (после установки
обмоток на остов) необходимо испытывать лишь каскад¬
ные трансформаторы напряжения серии НКФ и емкост¬
ные серии НДЕ. Испытание в процессе сборки осталь- *
ных ^трансформаторов напряжения, в особенности при
серийном производстве, не обязательно и даже нецеле¬
сообразно.
По объему и видам испытаний трансформаторы на¬
пряжения могут быть разбиты на семь групп: 1) транс¬
форматоры напряжения двухобмоточные однофазные и
трехфазные с первичным напряжением до 35 кВ вклю¬
чительно, с полной изоляцией начал и концов обмоток;
2) то же трехобмоточные; 3) трансформаторы напряже¬
ния с пониженной изоляцией конца первичной обмотки
(нейтрали); 4) каскадные однофазные трансформаторы
напряжения с номинальным первичным напряжением
ПО/j/3 кВ; 5) то же с номинальным первичным напря¬
жением 150/V3 кВ и выше; 6) емкостные однофазные
трансформаторы напряжения; 7) трансформаторы на¬
пряжения постоянного тока.
1-я группа (трансформаторы серий НОМ, НОС, НТС,
НТМК) в процессе сборки испытаниям не подвергается,
специфичным испытанием после полной сборки является
измерение погрешностей.
2-я группа (трансформаторы серии НТМИ) в процес¬
се сборки испытаниям не подвергается. После полной
сборки специфичными испытаниями являются: а) изме¬
рение погрешностей; б) измерение напряжения вторич¬
ной дополнительной обмотки; в) испытание главной изо¬
ляции индуктированным напряжением (пофазпо), так
как у трансформаторов этой серии пониженная изоля¬
ция нейтрали.
152

3-я группа (трансформаторы серии ЗНОМ) в процес¬
се сборки испытаниям не подвергается. После полной
сборки специфичными испытаниями являются измерение
погрешностей и испытание главной изоляций индуктиро¬
ванным напряжением.
4-я группа (трансформаторы серии НКФ с первич¬
ным напряжением 110/|/3 кВ) после насадки обмоток
на остов подвергается в каждом элементе проверке изо¬
ляции и полярности выравнивающих обмоток. После
полной сборки проводятся те же испытания, что и для
трансформаторов 3-й группы.
5-я группа (трансформаторы серии НКФ с первичным
напряжением 150/)/3—500/|/3 кВ) имеет такой же
объем испытаний, что и трансформаторы 4-й группы,
с той лишь разницей, что испытание главной изоляции
индуктированным напряжением допускается проводить
не на собранном трансформаторе, а каждого блока
в отдельности.
Объем и методы испытаний трансформаторов напря¬
жения 6-й (серия НДЕ) и 7-й групп (серия НПТ) изла¬
гаются отдельно.
Исходя из сказанного, будут рассмотрены следующие
методы испытания трансформаторов напряжения, отли¬
чающиеся от методов испытания силовых трансформа¬
торов:
а) определение числа витков в обмотках;
б) предварительное испытание каскадных трансфор¬
маторов напряжения;
в) измерение напряжения на дополнительной обмот¬
ке трехобмоточных трансформаторов напряжения;
г) испытание главной изоляции;
д) измерение погрешностей;
е) испытание емкостных трансформаторов напря¬
жения;
ж) испытание трансформаторов напряжения по¬
стоянного тока;
з) типовые испытания.
7-2. Определение числа витков обмотки
Методика проверки числа витков в обмотках транс¬
форматоров напряжения принципиально не отличается
от соответствующей методики для силовых трансформа¬
торов. Как обмотки силовых, так и обмотки трансфор-
153
маторов напряжения проверяются дифференциальным
методом, т. е. путем сравнения с образцовой обмоткой
на испытательном магнитопроводе, имеющем съемное
ярмо.
Однако к установкам для проверки числа витков
обмоток трансформаторов напряжения предъявляются
более жесткие требования в отношении чувствительности
установки и более высокой точности измерения. Это вы¬
зывается тем, что в обмотках трансформаторов напря¬
жения число витков значительно больше, чем в обмот¬
ках силовых трансформаторов, а следовательно, и чувст¬
вительность индикатора должна быть более высокой.
Повышение чувствительности установки должно обес¬
печиваться при напряжении на виток более низком, чем
при испытании обмоток силовых трансформаторов, с тем,
чтобы уменьшить общее напряжение на испытываемой и
образцовой обмотках во время испытания, имеющих зна¬
чительно большее число витков, чем обмотки силовых
трансформаторов.
Для выполнения указанных требований очень важно
правильно подобрать индикатор, определяющий разность
напряжений (или витков) между образцовой и испыты¬
ваемой обмотками. Здесь успешно применяется лампо¬
вый индикатор по схеме полупериодного выпрямления,-
состоящий из лампы 6Н8 или 6Н9 и микроамперметра
М-24 на 100 мкА с внутренним сопротивлением около
700 Ом, или другой аналогичный по своим характеристи¬
кам прибор.
Принципиальная схема такой установки показана на
рис. 7-1. Потенциометром 8 через понижающий транс¬
форматор 4 напряжение накала лампы 5 устанавливает¬
ся таким, чтобы стрелка микроамперметра 6 была сме¬
щена приблизительно на середину шкалы (условный
нуль).
Показания прибора снимаются при двух направле¬
ниях питающего тока, которые изменяются посредством
переключателя 7. При равенстве витков в образцовой 2
и испытываемой 3 обмотках показания микроамперметра
в обоих случаях будут практически равны условному
нулю, так как анодное напряжение Ua, зависимое от
разностного напряжения Птр, будет равно нулю. При не¬
равенстве чисел витков в этих обмотках появится разно¬
стное напряжение Птр и через обмотку микроамперметра
будет проходить ток, обусловленный анодным напряже-
154

нием, которое вызовет отклонение стрелки прибора. При
этом показания прибора при разных направлениях тока
могут быть различны.
Подбирая с помощью переключателя на отпайках
образцовой обмотки такое число витков, при котором
Птр = 0 и, следовательно, стрелка микроамперметра не
будет отклоняться от условного нуля, определяют фак¬
тическое число витков испытываемой обмотки.
Рис. 7-1. Принципиальная схема индикатора с лам¬
повым усилителем.
/ — обмотка возбуждения; 2 — образцовая обмотка; 3 —
испытываемая обмотка; 4 — трансформатор накала; 5 —ра¬
диолампа; 6 — микроамперметр: 7 — переключатель полярно¬
сти; й — потенциометр.
Если ошибка в числах витков испытываемой обмотки
будет значительной, стрелка микроамперметра может
отклониться за пределы шкалы. В этом случае необходи¬
мо потенциометром 8 уменьшить напряжение цепи нака¬
ла и подобрать число витков на образцовой обмотке
таким, при котором разностное напряжение Птр будет
близким к нулю.
Недостаток такой схемы — необходимость внесения
в результаты измерения поправок, вызванных значитель¬
ным влиянием рассеяния в стыках между ярмом и
стержнями испытательного магнитопровода. Несмотря
на это, применение описанной схемы на Московском
электрозаводе себя оправдало.
155

7-3. Предварительные испытания трансформаторов
серии НКФ
Каждый элемент (остов с обмотками) каскадных
трансформаторов серии НКФ до запайки схемы и пол¬
ной сборки подвергается предварительным испытаниям.
При этом проверяются изоляция выравнивающих обмо¬
ток 77, испытание которых после полной сборки невоз¬
можно, так как они будут недоступны, а также правиль¬
ность намотки и расположения отво¬
дов выравнивающих обмоток (поляр¬
ность) .
Изоляция выравнивающих обмоток
должна выдержать испытание напря¬
жением 2000 В частоты 50 Гц, прило¬
женным от постороннего источника.
При серийном производстве такую
проверку допускается проводить ме¬
гомметром напряжением 500 В непо¬
средственно на сборочных местах.
Проверка полярности проводится
постоянным током (рис. 7-2). К пер¬
вичной обмотке (ВН) подводят напря¬
жение от аккумуляторной батареи ти¬
па КБС (или другой), а к обмотке П подключают поля¬
ризованный гальванометр или микроамперметр. Подсое¬
динение зажимов «плюс» и «минус» источника питания
и измерительного прибора при испытании всех элементов
должно производиться к одним и тем же отводам обмо¬
ток ВН и П. При включении тока ключом 7< стрелка
гальванометра Г должна отклоняться всегда в одном и
том же направлении. Если гальванометр отклонился в
направлении, обратном установленному, а источник пи¬
тания и гальванометр подсоединены правильно, это озна¬
чает, что одна из обмоток выполнена неправильно и до
устранения дефекта элемент не может быть пропущен
в дальнейшую сборку.
7-4. Измерение напряжения на дополнительной
обмотке
Трехфазные трансформаторы напряжения серии
НТМИ, состоящие из трех однофазных трансформато¬
ров, размещенных в одном баке, имеют дополнительные
156

обмотки, соединенные в схему «разомкнутого треуголь¬
ника». Два отвода дополнительной обмотки цд и xR выво¬
дятся на крышку (рис. 7-3).
Дополнительная обмотка предназначена для контро¬
ля состояния изоляции линий и питания системы соот¬
ветствующей сигнализации при ее нарушении. При от¬
сутствии нарушения изоляции напряжение на дополни¬
тельной обмотке не будет превышать 3% номинального.
Если же одна из фаз пер¬
вичной обмотки или линии,
к которой подключен транс¬
форматор, замкнется на зем¬
лю, на вводах разомкнутого
треугольника дополнитель¬
ной обмОТКИ (Цд Хд) по¬
явится напряжение (около
100 В), достаточное для сра¬
батывания включенного на
Рис. 7-3. Соединение вводов
на крышке трансформатора
серии НТМИ при измерении
напряжения дополнительной
обмотки.
зажимы этой обмотки реле,
которое отключит линию
или подаст сигнал о нару¬
шении изоляции.
При контрольных испыта¬
ниях к первичной обмотке
трансформатора подводят
симметричное номинальное
напряжение, а к вторичным обмоткам подключают на¬
грузки, соответствующие классу точности 1 (на основную
обмотку) и классу 3 (на дополнительную обмотку). До
включения напряжения одну из фаз первичной обмотки
замыкают на нулевой ввод этой обмотки и при сим¬
метричном номинальном напряжении питания измеряют
напряжение вольтметром Ѵі (рис. 7-3) на вводах ад—хд,
которое должно быть в пределах 90—ПО В. После этого
замыкают на нуль другие фазы и повторяют измерение
при тех же условиях. Подводимое первичное напряжение
контролируют вольтметром Ѵ2 на вводах основной вто¬
ричной обмотки.
При испытании однофазных трехобмоточных транс¬
форматоров нет необходимости соединять их в трехфаз¬
ную группу для контроля напряжения на дополни¬
тельной обмотке, так как правильность числа івитков и
группы соединения обмоток обеспечивают их режим
работы при соединении в схему «разомкнутого тре¬
угольника».
157

7-5. Испытание главной изоляции
В соответствии с ГОСТ 1516-73 значения испытатель¬
ных напряжений трансформаторов напряжения отлича¬
ются от соответствующих испытательных напряжений
силовых трансформаторов.
В табл. 3-1 приведены испытательные напряжения
промышленной частоты для внутренней изоляции пер¬
вичных обмоток трансформаторов напряжения. Изоля¬
ция вторичных обмоток всех трансформаторов напряже¬
ния испытывается напряжением 2 кВ. Внутренняя изо¬
ляция первичных обмоток с номинальным напряжением
13,8 и 18 кВ в соответствии с ГОСТ 1983-67 испытывает¬
ся напряжениями 55 и 65 кВ соответственно.
Методы, схемы и длительность испытания изоляции
трансформаторов напряжения с нейтралью, изолирован¬
ной на полное напряжение, не отличаются от изложен¬
ных для силовых трансформаторов. Ниже будут рассмо¬
трены методы испытания изоляции трансформаторов се¬
рий ЗНОМ, НТМИ и НКФ, имеющих пониженную изо¬
ляцию нейтрали.
А. Испытание изоляции трансформаторов серии ЗНОМ
Испытание полньш испытательным напряжением,
приложенным от постороннего источника, не представ¬
ляется возможным, так как один конец первичной обмот¬
ки (нейтраль) выполнен с пониженной изоляцией, при
эксплуатации подлежит глухому заземлению и рассчи-
Рис. 7-4. Схема испытания
главной изоляции индуктиро¬
ванным напряжением.
а—х — основная обмотка: яд——
дополнительная обмотка; V —
вольтметр: R — защитный резистор;
ШР — шаровой разрядник.
158
тан на испытательное на¬
пряжение всего 2 кВ. По¬
этому испытание главной и
одновременно витковой изо¬
ляции трансформаторов
этой серии проводят напря¬
жением, индуктированным
в испытываемом трансфор¬
маторе.
При внутренних или внеш¬
них перекрытиях возможны
значительные перенапряже¬
ния, которые могут привести
к повреждениям изоляции
обмотки во многих местах,
исключающие иногда возможность ее восстановления.
Поэтому сборка испытательной схемы должна произво¬
диться весьма тщательно, а трансформатор во время
испытания должен быть защищен. Кроме того, необходи¬
мо обеспечить точное измерение максимального (ампли¬
тудного) значения напряжения, которое при искажении
формы кривой напряжения нельзя определить точно
обычным вольтметром. Поэтому при испытании главной
изоляции индуктированным напряжением, независимо от
значения испытательного напряжения, его измерение и
защита трансформатора от возможных перенапряжений
производятся шаровым разрядником (рис. 7-4). Пробив¬
ной промежуток шарового разрядника для раз¬
личных напряжений устанавливают в соответствии
с ГОСТ 17512-72, в котором указаны пробивные напря¬
жения (кВмакс) для различных расстояний между шара¬
ми. При синусоидальной форме кривой напряжения дей¬
ствующее значение напряжения будет в К2 раз мень¬
ше максимального
^тв=^=Кс//2: (7-1)
Рассмотрим практическое применение этого метода
для испытания трансформатора типа 3HOM-35-65. Дей¬
ствующее значение испытательного напряжения в соот¬
ветствии с табл. 3-1 для класса напряжения 35 кВ со¬
ставляет 95 кВ, а максимальное значение по формуле
(7-1) будет 95- )/2 = 134,9 кВ. По ГОСТ 17512-72 наи¬
меньший диаметр шаров для измерения такого напряже¬
ния составляет 12,5 см; пробивные напряжения для со¬
ответствующих расстояний между шарами будут верны
только при атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) и
температуре окружающего воздуха 20 °C. Если при изме¬
рении напряжения атмосферные условия отличаются от
указанных, пробивное напряжение умножается на отно¬
сительную плотность воздуха б, которая определяется по
формуле
0=293р/[760(273+0], (7-2)
где р — атмосферное давление в момент измерения,
мм рт. ст.; t — температура окружающего воздуха в мо¬
мент измерения, °C.
Испытательное напряжение измеряется вольтметром
V (рис. 7-4), проградуированным по шаровому разряд¬
нику ШР.
159

Сопротивление безындуктивного защитного резисто¬
ра /?, включенного последовательно с шаровым разряд¬
ником, зависит от диаметра шаров. Для разрядника
с диаметром шаров 12,5—15 см это сопротивление в со¬
ответствии с ГОСТ 17512-72 не должно превышать
5 Ом на 1 В измеряемой максимальной амплитудной
величины напряжения.
Градуировку вольтметра проводят следующим обра¬
зом. С помощью шаблона или линейки между шарами
устанавливают расстояние, соответствующее примерно
80—90% испытательного напряжения. Подводимое
к трансформатору напряжение плавно повышают до про¬
боя между шарами. При пробое фиксируют напряжение
U' на соединенных последовательно основной и дополни¬
тельной вторичных обмотках испытываемого трансфор¬
матора. Напряжение поднимают до пробоя этого проме¬
жутка 3—4 раза с интервалом между каждым пробоем
не менее 1 мин. По среднему арифметическому значению
этих измерений, которые не должны отличаться друг от
друга более чем на 3%, определяют показание вольт¬
метра, при котором пробивается шаровой разрядник, и
фактическое действующее значение напряжение на ли¬
нейном вводе испытываемой обмотки, которое будет
равно:
= Г~/м™с 5, (7-3)
/2 ѵ ’
По этим данным определяют напряжение, которое не¬
обходимо подвести к вторичным обмоткам для того, что¬
бы на линейном вводе испытываемого трансформатора
было полное испытательное напряжение
(7=^(7', (7-4)
где С/исп — действующее значение испытательного напря¬
жения.
В связи с значительным перевозбуждением трансфор¬
матора при этом испытании, кратность которого состав¬
ляет:
95 000/(35 000 : ]/3) = 4,7,
испытание проводится при повышенной частоте (100—
400 Гц) для снижения индукции, а следовательно, и
уменьшения намагничивающего тока. Рекомендуется пи¬
тание подводить к последовательно соединенным вторич¬
ным обмоткам.
160

Б. Испытание изоляции трансформаторов серии НТМИ
Трансформаторы серии НТМИ представляют собой
три однофазных трансформатора с самостоятельными
магнитными системами, размещенных в одном баке. Со¬
единение их в трехфазную группу осуществляется внутри
бака, а нейтраль, выведенная на крышку трансформато¬
ра, имеет пониженную изоляцию.
Испытывают изоляцию отдельно каждого из трех
однофазных трансформаторов тем же методом, как и
трансформаторов серии ЗНОМ. Схема испытания одного
однофазного трансформатора показана на рис. 7-5. При
испытании одного трансформатора два других должны
быть заземлены. При контрольных испытаниях допуска¬
ется не заземлять не участвующие в испытании транс¬
форматоры или проводить испытание одновременно трех
трансформаторов (рис. 7-6). В этих случаях следует до¬
полнительно провести испытание изоляции двойным
Рис^ 7-5. Схема испытания изоляции трансформатора серии
1 — первичные обмотки; 2 - вторичные основные обмотки; 3— вторич-
ные дополнительные обмотки; 4 — защитный резистор; 5 — шаровой
разрядник; 6 — вольтметр.
индуктированным напряжением по трехфазной схеме при
заземленных вводах нейтрали первичной и вторичной
обмоток.
В случае пробоя при испытании по схеме на
рис. 7-6 следует повторить испытание по схеме на
рис. 7-5 с тем, чтобы выявить поврежденный однофазный
трансформатор. При типовых испытаниях изоляция
трансформатора испытывается по схеме на рис. 7-5.
В. Испытание изоляции трансформаторов серии И КФ
Испытание изоляции проводится тем же методом,
что и трансформаторов серии ЗНОМ.
161

Допускается по ГОСТ 1516-73 при контрольных
испытаниях каскадных трансформаторов напряжения,
состоящих из нескольких блоков, которые собираются на
месте монтажа у потребителя (серия НКФ с номиналь¬
ным напряжением вторичной обмотки 150/Из кВ и
выше), проводить испытание изоляции каждого блока
отдельно. При раздельном испытании блоков должна
учитываться возможная неравномерность распределения
Рис. 7-6. Схема испытания изоляции трансформатора
серии НТМИ при контрольных испытаниях.
Обозначения те же, что на рнс. 7-5.
напряжения по блокам, которая имеет место при испы¬
тании полностью собранного трансформатора.
Испытательное напряжение каждого блока устанав¬
ливается при типовом испытании полностью собранного
Таблица 7-1
Тип транс¬
форматора
Класс
напря¬
жения,
кВ
Число
бЛОкоз
Испытатель¬
ное напряже¬
ние транс-
форхматора, кВ
Коэффициент
по типовым
испытаниям
Испытатель¬
ное напряже¬
ние каждого
блока, кВ
НКФ-220-58
150
2
275
1,02
140
НКФ-22С-58
220
2
400
1,00
200
НКФ-330
330
3
460
1,05
160
НКФ-500
500
4
680
1,17
200
трансформатора путем измерения распределения напря¬
жения по блокам. Испытательные напряжения блоков
по данным типовых испытаний на Московском электро¬
заводе приведены в табл. 7-1.
162

При испытании изоляции нижнего блока основная й
дополнительная вторичные обмотки соединяют последо¬
вательно, а вводы X, хд и нижнюю металлическую под¬
ставку заземляют (рис. 7-7,а). При испытании среднего
и верхнего блоков заземляют нижние подставки блоков
и ввод Э (рис. 7-7,6).
7-6. Измерение погрешностей
При испытании трансформаторов напряжения долж¬
ны быть проверены погрешности напряжения и угловая
на их соответствие требованиям ГОСТ 1983-67.
Рис. 7-7. Схема испытания изоляции по блокам.
а — нижний блок; б — средний и верхний блоки; / — обмотка ВЫ блока; 2 —
вторичная основная обмотка; 3 — вторичная дополнительная обмотка; 4 —свя¬
зующая обмотка Р; 5—нижний фланец (дно) блока; КР — выводной конец
связующей обмотки; Э — выводной конец обмотки ВН.
Инструкция Госстандарта 193-55 по поверке измери¬
тельных трансформаторов допускает при контрольных
испытаниях серийных трансформаторов напряжения
производить (с разрешения органов Госстандарта) из¬
мерения погрешностей только при номинальной нагруз¬
ке и напряжении 1,2 номинального, если имеются фак¬
тические данные зависимости изменения погрешностей от
нагрузки и напряжения. Для этого на основе ряда из¬
мерений у однотипных трансформаторов выводят сред¬
нее значение погрешностей при предельных условиях,
т. е. измеряют погрешности при номинальной мощности
Рн высшего класса точности данного типа трансформа¬
торов и напряжении 1,2 номинального (Ди' и б') и при
нагрузке 0,25 Рн и напряжении 0,8 номинального (Ди"
163

и б")- Разность этих измерений представляет собой из¬
менение погрешности
Ди"—Au' = Af;
б"—б'=Дб.
(7-5)
(7-6)
Зная изменения погрешностей, можно установить пре¬
делы допустимых погрешностей при номинальной мощ¬
ности и 1,2 номинального напряжения, при которых
трансформатор напряжения будет удовлетворять клас-
Рис. 7-8. Принципиальная схема измерения погрешностей трансфор-
матора напряжения путем сравнения с образцовым трансформа¬
тором.
Т'п — повышающий трансформатор; Тх — испытываемый трансформатор; TQ —
образцовый грансфорхматор; Эн — реле напряжения: ГК— катушка главного
контактора; ВГ— вибрационный гальванохметр; ДН — делитель напряжения;
ФУ — фазосдвигающее устройство; — вспомогательный трансформатор; С —
конденсатор; R— резистор; Р — нагрузка вторичной обмотки испытываемого
трансфорхматора; АИТ — дефференциально-нулевой прибор.
су точности также и при мощности 0,25 Рн и напряжении
0,8 номинального.
Поверка трансформаторов напряжения проводится
дифференциально-нулевым методом путем сравнения
испытываемого трансформатора с образцовым, имею-
164

щим такой же коэффициент трансформации и заведомо
известные значения погрешностей напряжения и угловой
при определенных напряжениях. В качестве дифферен¬
циального, как правило, применяется прибор типа АИТ.
На рис. 7-8 показана принципиальная схема поверки
погрешностей трансформатора напряжения. Часть схе¬
мы, обведенная пунктирной рамкой, размещена внутри
прибора АИТ.
Разности погрешностей образцового и испытываемого
трансформаторов отражаются в прямом отсчете на шка¬
лах прибора АИТ при компенсации схемы. Нагрузка Р
подключается к вторичной обмотке испытываемого
трансформатора. Вычисление погрешностей производят
по следующим формулам:
Аих—Au +Д «о;
Ôx — Ô + Ôo,
(7-7}
(7-8)
где Aux и ôx — погрешности напряжения и угловая испы¬
тываемого трансформатора; Дц0 и ôo-—то же образцово¬
го трансформатора; Au и ô — показания на шкалах при¬
бора АИТ.
Поверку погрешностей трансформаторов напряжения
проводят с помощью приборов и другого оборудования,
перечисленных ниже.
Источник питания. В качестве источника питания
применяется генератор или регулировочный автотранс¬
форматор (типа АТМК, АТСК или др.) с плавным регу¬
лированием напряжения. Частота источника питания
должна быть 50 Гц с практически синусоидальной фор¬
мой кривой напряжения.
Образцовый трансформатор напряжения. В качестве
образцового следует применять трансформатор напря¬
жения более высокого класса точности, чем поверяемый,
и с таким же коэффициентом трансформации.
Дифференциально-нулевой прибор. В качестве диф¬
ференциально-нулевого применяется прибор типа АИТ
с встроенным вибрационным гальванометром, позволяю¬
щий производить измерение погрешностей при вторич¬
ных напряжениях испытываемого и образцового транс¬
форматоров от 50 до 180 В. Прибор снабжен защитой
в виде блинкера, который сигнализирует о неправильном
подключении испытываемого и образцового трансформа¬
торов (несоблюдение полярностей), о несоответствии их
коэффициентов трансформации, а также о значительном
165

разностном напряжении вследствие большой погрешнос¬
ти испытываемого трансформатора.
Блинкер, встроенный в прибор, не обеспечивает авто¬
матического отключения прибора и поэтому не исклю¬
чает возможности его повреждения. На Московском
электрозаводе применяется схема, обеспечивающая при
нарушении полярности, неправильном выборе образцо¬
вого трансформатора или грубом дефекте в испытывае¬
мом трансформаторе автоматическое отключение прибо¬
ра, если подводимое к нему разностное напряжение
превышает допустимое.
Схема, обеспечивающая отключение прибора, состоит
из реле напряжения типа ЭН-526/60 или другого типа,
установленного на напряжение 30 В (рис. 7-8). Если раз¬
ностное напряжение превысит 30 В, контакт реле ЭН ра¬
зомкнется, питание катушки контактора ГК прекратится,
контактор отключится и напряжение с испытательной
схемы будет снято.
Нагрузка Р. В качестве нагрузки используется набор
нагрузочных резисторов типа НТН-1 (состоящий из ка¬
тушек, обладающих индуктивностью и активным сопро¬
тивлением) для трансформаторов напряжения с вторич¬
ным номинальным напряжением 100 В или НТН-2
с вторичным номинальным напряжением 100/К1^ В-
Набор нагрузочных резисторов представляет собой на¬
бор секций, которые могут включаться параллельно
(рис. 7-9) с помощью штепселей, вставляемых с гнезда 1.
Каждая секция состоит из последовательно соединенных
реактивного и активного сопротивлений, которые подо¬
браны таким образом, что coscp=0,8. Набор нагрузоч¬
ных резисторов имеет две секции по 1,25 В-А и по одной
секции 1,67; 2,5; 5; 10; 20 и 40 В-А. Общая нагрузка
набора составляет 81,67 В-A. Если одной нагрузки недо¬
статочно, можно подключить параллельно несколько
наборов нагрузочных резисторов.
Вольтметр V класса точности 0,5 для измерения вто¬
ричного напряжения образцового трансформатора.
Повышающий трансформатор Тп (рис. 7-8) для пита¬
ния схемы.
Источник питания с плавным регулированием трех-
фазпого симметричного напряжения частоты 50 Гц.
Может быть применена и другая схема измерения
погрешностей, рекомендованная Всесоюзным наѵчно-
псслсдовательским институтом Госстандарта (ВНИИК),
1G6

в которой, например, •вместо образцового трансформато¬
ра используется реактивный (емкостный) делитель высо¬
кого напряжения. Принципиальная схема такой уста¬
новки показана на рис. 7-10. Установка состоит из
образцового конденсатора высокого напряжения Сі,
Рис. 7-9. Набор нагрузочных резисторов.
/ — гнездо для включающего штепселя; 2—реактивная составляю¬
щая нагрузки; 3 — активная составляющая нагрузки.
двух наборов измерительных конденсаторов низкого на¬
пряжения С2 и С3 и прибора АНТ.
От вспомогательного повышающего трансформато¬
ра Тп требуемое напряжение подводится к первичной
Рис. 7-10. Принципиальная схема из¬
мерения погрешностей с образцовым
емкостным делителем.
Тп — повышающий трансформатор; Тх —
испытываемый трансформатор; Сі — образ¬
цовый конденсатор высокого напряжения;
Сі и Сз — наборы измерительных конден¬
саторов низкого напряжения; Р — нагруз¬
ка; АИТ — панель дифференциально-нуле¬
вого прибора.
167

обмотке (ВН) испытываемого ’ трансформатора Тх,
а на емкостный делитель, состоящий из конденсато¬
ров С\ и С2, подается суммарное напряжение первичной
(ВН) и вторичной (НН) обмоток испытываемого транс¬
форматора. Разность между напряжениями вторичной
обмотки испытываемого трансформатора и падением на¬
пряжения на емкости С2 определяется по падению на¬
пряжения на емкости С3 прибором АНТ, включенным по
схеме потенциометра переменного тока.
Подбор емкостей С2 и С3 производится по формуле
С2=С^, (7-9)
где /гн — коэффициент трансформации испытываемого
трансформатора;
С3=49С2. (7-10)
Определение погрешностей испытываемого трансфор¬
матора проводится по следующим формулам:
Аи=пАи'( 1 + С3/С2) + Айс; (7-11)
ô=czô'( 1 + С3/С2) +ôc, (7-12)
где Aw' и ô'— отсчеты по шкалам прибора АИТ при рав¬
новесии схемы; Анс и бс — поправки делителя; а — пре¬
дел измерения потенциометра.
При пределе измерения 20 мВ и а=0,02 выражения
(7-11) и (7-12) приобретают вид:
Aw=Aw'+Awc; (7-13)
Ô=Ô + ÔC, (7-14)
так как 1 + С3/С2=50.
При работе по этой схеме измерительная цепь потен¬
циометра не должна заземляться.
7-7. Испытание емкостного трансформатора напряжения
Емкостный трансформатор напряжения серии НДЕ
состоит из электромагнитного устройства, в которое
входят однофазный понижающий трансформатор Т
(рис. 4-29,а) и компенсирующий реактор Рі, встроенные
в один бак, высокочастотный заградитель 3 и емкост¬
ный делитель, состоящий из конденсаторов связи С\ и
конденсатора отбора мощности С2. С помощью встроен¬
ных в электромагнитное устройство переключателей 77т
168

и 77р и регулировочных вводов Хі, Х2 и Xs можно изме¬
нять число витков обмотки трансформатора и обмотки
реактора (рис. 4-29).
После запайки схемы электромагнитного устройства
и до опускания его в бак необходимо измерением коэф¬
фициента трансформации п сопротивления обмоток по¬
стоянному току проверить правильность подключения
к переключателям ответвлений обмоток трансформатора
и реактора. Кроме того, необходимо измерить и «подо¬
гнать» индуктивность реактора в соответствии с требова¬
ниями расчета и технических условий. «Подгонка»
индуктивности производится при установке переключа¬
теля реактора в среднее положение 4. Для определения
индуктивности к реактору подводится напряжение не ме¬
нее 30% номинального и измеряется ток. Индуктив¬
ность L определяется по формуле:
L = UjIa, (7-15)
где U — напряжение, подведенное к реактору при испы¬
тании, В; I — ток, измеренный при напряжении U, А;
со=2nf—314 при частоте ) = 50 Гц.
В тех случаях, когда измеренная индуктивность не
соответствует расчету и техническим условиям, ее следу¬
ет «подогнать» к заданному значению. «Подгонка»
индуктивности производится изменением длины зазора
в магнитопроводе (см. гл. 4). Зная расчетную и факти¬
ческую индуктивности и расчетную длину зазора, можно
определить необходимое изменение зазора.
Исходя из того, что отношение индуктивностей прак¬
тически обратно пропорционально отношению длины за¬
зоров, можно определить фактическую длину зазора
Дф, мм:
Дф = ^Др, (7-16)
где £р и L* — расчетная и измеренная индуктивности;
Др — расчетная длина зазора, мм.
Определив Аф, можно найти необходимое изменение
длины зазора Д:
А=Др—Дф. (7-17)
Значение Д может быть получено со знаком плюс или
минус. При знаке плюс длину зазора надо увеличить,
а при знаке минус — уменьшить на значение Д.
12—863 169

После определения индуктивности па четвертом по¬
ложении переключателя Пр проверяют индуктивности
на остальных его положениях, которые должны соответ¬
ствовать расчетным данным с учетом допусков.
После полной сборки и заливки маслом электромаг¬
нитное устройство подвергается испытаниям без емкост¬
ного делителя. Помимо испытаний, проведенных до опу¬
скания в бак, проводятся следующие испытания: а) опыт
холостого хода; б) опыт короткого замыкания; в) испы¬
тание электрической прочности масла; г) измерение со¬
противления изоляции обмоток; д) испытание изоля¬
ции.
Все испытания проводят теми же методами, что и при
испытании силовых трансформаторов. Испытание изо¬
ляции проводят по методам, принятым для трансфор¬
маторов с пониженной изоляцией нейтрали.
После испытания электромагнитного устройства опре¬
деляют погрешности емкостного трансформатора напря¬
жения, собранного вместе с емкостным делителем. При
этом необходимо учесть, что чем точней будут подобра¬
ны характеристики емкостного делителя трансформатора
напряжения, тем меньше будут его погрешности. Поэто¬
му до сборки делителя надо тщательно проверить емко¬
сти всех конденсаторов, составляющих емкостный дели¬
тель трансформатора напряжения (см. § 4-4).
В случаях, когда характеристики емкостного делите¬
ля (С\; С2; kc) несколько отличаются от расчетных, по¬
является' дополнительная погрешность трансформатора
напряжения, которая может быть скомпенсирована из¬
менением числа витков обмоток трансформатора и реак¬
тора электромагнитного устройства с помощью встроен¬
ных переключателей Пт и Пѵ.
Подведя номинальное напряжение (500/|/3 или
750/1/3 кВ) к точкам Л и Е (рис. 4-29,а), измеряют
вторичное напряжение трансформатора напряжения на
вводах а—х и путем изменения числа витков в обмотке
ВН понижающего трансформатора электромагнитного
устройства переключателем Пт и вводами Хи Х2 и Х3
выбирают такое их положение, при котором коэффи¬
циент трансформации трансформатора напряжения был
бы близок к номинальному.
После этого приступают к измерению погрешности.
При выбранном положении переключателя Пт подбира¬
ют положение переключателя реактора Пр, при котором
J 70

емкостный трансформатор напряжения удовлетворяет
требованиям по допустимым погрешностям напряжения
и угловой для соответствующего класса точности при на¬
грузках Рп и 0,25 Рн и напряжении 0,8 и 1,2 номиналь¬
ного. Если при выбранном ранее положении переключа¬
ли 77т не удается добиться удовлетворительных резуль¬
татов, следует перейти на другую ступень и повторить
измерения при разных положениях переключателя 77р.
Окончательно выбранные положения переключателей
77т и Пр для данного делителя указываются в паспорте
емкостного трансформатора напряжения. Схема измере¬
ния погрешностей и подсчет результатов такие же, как
были описаны в § 7-6.
Если при эксплуатации возникает необходимость
в замене делителя полностью или частично, которая при¬
водит к изменению коэффициента деления по сравнению
с указанным в паспорте, следует изменить положение
переключателя 77т в соответствии с имеющимися указа¬
ниями в паспорте трансформатора напряжения.
Высокочастотный заградитель 3 испытывается от¬
дельно. В объем его испытания входят измерение индук¬
тивности и сопротивления постоянному току по общепри¬
нятой методике.
7-8. Испытание трансформаторов напряжения
постоянного тока
При контрольных испытаниях трансформаторов на¬
пряжения постоянного тока серии НПТ проводится про¬
верка добавочного резистора ДР, магнитного усилителя
МУ и преобразовательного устройства В (см. рис. 4-34)
отдельно от трансформатора и измерение погрешностей
и тока холостого хода трансформатора в собранном
виде.
Добавочный резистор проверяется на соответствие
его сопротивления постоянному току ів пределах уста¬
новленных допусков. Одновременно с этим проверяется
Отсутствие обрыва в резисторе. Если он состоит из не¬
скольких элементов, испытанию подвергается каждый из
них.
Магнитный усилитель подвергается следующим испы¬
таниям:
1) испытание изоляции обмоток напряжением частоты
50 Гц значением, установленным техническими условия-
12* 171

Рис. 7-11. Схема испытания дио¬
дов выпрямительных мостов.
Rg — балластный резистор.
ми или соответствующими конструкторскими документа¬
ми (расчетная записка, программа испытания или др.)
для обмоток постоянного и переменного тока;
2) измерение сопротивления обмоток постоянному
току и проверка соответствия его конструкторским доку¬
ментам.
Методы испытания изоляции и измерения сопротив¬
ления обмоток не отличаются от методов, принятых для
силовых трансформаторов.
В преобразовательном устройстве испытанию под¬
вергаются выпрямительные мосты в следующем объеме:
1) испытание изоляции напряжением частоты 50 Гц,
значение которого устанавливается техническими усло¬
виями! или конструктор¬
скими документами. При
испытании мост следует
замкнуть накоротко, а в
остальном метод испыта¬
ния не отличается от ме¬
тола испытания, принято¬
го для силовых трансфор¬
маторов;
2) испытание на устой¬
чивость диодов выпрями¬
тельных мостов к воздействию обратного напряжения.
Испытание проізодптся по схеме на рис. 7-11. К каждому
мосту поочередно прикладывается толчком напряжение
постоянного тока одной полярности и выдерживается
в течение 1 мин, затем испытание повторяется при дру¬
гой полярности.
Этому испытанию подвергается каждый мост. Значе¬
ние подводимого напряжения устанавливается техниче¬
скими условиями или конструкторскими документами.
В результате испытания диоды не должны разрушаться
и должны остаться работоспособными.
У транссрорматора в собранном виде поверяется его
погрешность и измеряется ток холостого хода.
1. Поверка погрешности проводится дифференциаль¬
но-пулевым методом по схеме на рис. 7-12.
В цепь первичного напряжения включается перемен¬
ный резистор Рл, а в цепь вторичного напряжения по¬
следовательно с поминальной нагрузкой Rn включается
эталонный резистор /?Эт. Первичная цепь трансформато¬
ра подключается к источнику постоянного тока, и пере-
172

мепный резистор /?і регулируется до тех пор, пока не
будет достигнуто равенство падения напряжения на со¬
противлениях резисторов и Rai, т. е.
IiRi—RRm,
(7-18)
что фиксируется отсутствием отклонений от нулевого по¬
ложения па гальванометре Г.
Рис. 7-12. Схема измерения погрешности трансформатора напряже¬
ния постоянного тока.
ДР — добавочный резистор; ы’і и w2 — числа витков первичной и вторичной
обмоток магнитного усилителя; МУ — магнитный усилитель; В — выпрямитель¬
ное устройство; — нагрузка (измерительный прибор); R3T—эталонный ре¬
зистор; Ri — переменный резистор; Г — гальванометр; А — амперметр; mA —
миллиамперметр; Гр — трансформатор; — балластный резистор.
По токам Л и R, измеренным при скомпенсированной
схеме, определяют погрешность трансформатора, кото¬
рая будет равна:
Дп = /2ТУ1 ЮО, (7-19)
«W1
где kti=wi/wz — коэффициент трансформации трансфор¬
матора МУ.
173

Используя (7-18), выражение (7-19) может быть пре¬
образовано
M=Gst-1)100‘'- <7'2о>
При контрольных испытаниях трансформаторов в слу¬
чае отсутствия источника постоянного тока высокого на¬
пряжения допускается проводить поверку погрешности
без добавочного резистора при напряжении меньше но¬
минального, но при номинальном токе. В этом случае
к погрешности, вычисленной по (7-19) или (7-20), надо
добавить в худшую сторону погрешность добавочного
резистора 0,1%, т. е.
Аи'=Аи±0,1%. (7-21)
2. Для измерения тока холостого хода отключается
питание постоянным током с первичной стороны, а пре¬
образовательное устройство запитывается только через
трансформатор Тр (рис. 7-12). Значение тока, измерен¬
ное амперметром А, и является током холостого хода.
Обычно ток холостого хода составляет порядка 0,5%.
При типовых испытаниях трансформаторов серии
НПТ проводится также определение постоянной времени
затухания первичного и вторичного токов при отключе¬
нии трансформатора. При этом испытании проверяются
длительность (постоянная времени) и одинаковость за¬
тухания первичных и вторичных токов. Определение за¬
тухания проводится путем осциллографирования. Посто¬
янная времени обычно составляет 0,05—0,1 с.
В настоящее время в промышленности еще нет доста¬
точного опыта в проведении испытаний трансформаторов
серии НПТ и, как правило, эти испытания проводятся
в лабораториях и научно-исследовательских институтах.
Поэтому здесь дано только общее представление о про¬
водимых контрольных испытаниях.
7-9. Типовые испытания
Трансформаторы напряжения должны подвергаться
типовым испытаниям (§ 7-1).
Испытание на нагрев. Так как мощность трансформа¬
торов напряжения невелика, испытание всегда проводит¬
ся методом непосредственной нагрузки, значение кото¬
рой должно соответствовать максимальной мощности
174

испытываемого трансформатора. При наличии дополни¬
тельной вторичной обмотки суммарная нагрузка основ¬
ной и дополнительной вторичных обмоток должна быть
в пределах максимальной мощности трансформатора.
Испытание проводится при питании со стороны первич¬
ной обмотки номинальным напряжением. В качестве
повышающего промежуточного трансформатора для пи¬
тания первичной обмотки испытываемого трансформато¬
ра может быть использован однотипный трансформатор
напряжения.
Продолжительность испытания и методы определения
температур аналогичны установленным ГОСТ 3484-65
для силовых трансформаторов. Превышение температур
всех частей трансформатора напряжения в соответствии
с ГОСТ 8024-69 не должно выходить за пределы, при¬
веденные в табл. 7-2.
Таблица 7-2
Часть трансформатора
Превышение температуры, °C
Обмотки класса нагревостойкости
по ГОСТ 8865-70:
А (масляные трансформаторы)
А (сухие трансформаторы)
Е
В, F, Н и С
Поверхности магнитопроводов и
конструктивных элементов
55
60
70
85
Не более, чем допусти¬
мо для соприкасающихся
с ними электроизоляционных
материалов
55
Масло в верхних слоях
Испытание изоляции импульсным напряжением про¬
водится по нормам и методам, установленным ГОСТ
1516-73 или техническими условиями. Методы испыта¬
ния изоляции импульсными напряжениями подробно из¬
лагаются в специальной литературе.
Испытание изоляции трансформаторов напряжения,
предназначенных для работы в сетях с изолированной
нейтралью. В дополнение к испытанию согласно § 7-4,
которому подвергаются трехфазные трехобмоточные
трансформаторы напряжения (серия НТМИ), при типо¬
вых испытаниях надлежит проверить способность транс¬
форматора напряжения длительно выдерживать замы¬
вание одной фазы на землю.
175

При замыкании одной из фаз трехфазного трансфор¬
матора напряжения к первичной обмотке подводится на¬
пряжение на 10% больше номинального и выдерживает¬
ся не менее 4 ч. В таком режиме каждая из двух других
незаземленных фаз трансформатора окажется под на¬
пряжением, составляющим 1,9Пн.ф. Однофазные трехоб¬
моточные трансформаторы напряжения, предназначен¬
ные для работы в сетях с изолированной нейтралью (но¬
минальное напряжение вторичной дополнительной об¬
мотки 100:3 В), выдерживаются не менее 4 ч при на¬
пряжении 1,9 Пп, подведенном к первичной обмотке.
Указанные испытания трансформаторы должны вы¬
держать без повреждений. Чтобы убедиться в удовлет¬
ворительных результатах, трансформаторы подвергаются
повторным контрольным испытаниям, а затем произво¬
дятся их разборка и осмотр с тем, чтобы визуально убе¬
диться в отсутствии внутренних повреждений в резуль¬
тате испытания.
Измерение погрешностей основной вторичной обмот¬
ки. Испытанию подвергаются не менее трех трансфор¬
маторов каждого типа при нагрузках, соответствующих
всем классам точности, имеющимся в маркировке транс¬
форматора.
Погрешности измеряются методами, описанными
в § 7-6, при следующих условиях для каждого класса
точности: номинальная частота; напряжение 0,8; 0,9; 1,0;
1,1 и 1,2 номинального; нагрузка 0,25; 0,5 и 1,0 номи¬
нальной при коэффициенте мощности нагрузки 0,8.
Измерение напряжения на вторичной дополнительной
обмотке трехфазных трехобмоточных трансформаторов.
К вторичной дополнительной обмотке подключается на¬
грузка, соответствующая классу точности 3. Основная
вторичная обмотка не нагружается. К первичной обмот¬
ке подводится номинальное напряжение, при котором
обеспечивается симметрия первичных фазных напряже¬
ний. Напряжение на вводах «разомкнутого треугольни¬
ка» (ад—Хд), измеренное ламповым или другим вольт¬
метром с малым потреблением, не должно превышать
3% номинального.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Расчет погрешностей
Расчет погрешностей является заключительной стадией расчета
трансформатора напряжения и производится после окончания элек¬
тромагнитного расчета, выполняемого для трансформатора напря¬
жения аналогично расчету обычного силового понижающего транс¬
форматора.
Характерным для электромагнитного расчета трансформатора
напряжения является то, что нагрузочные характеристики транс¬
форматора Рк и ик определяются для мощности, соответствующей
высшему классу точности 0,5. Плотности тока в обмотке для этой
мощности выбираются около 0,2—0,3 А/мм2, причем для первичной
обмотки (ВН) значение плотности тока часто приходится брать еще
ниже, для того чтобы диаметр провода по соображениям его ме¬
ханической прочности не был слишком мал. Поэтому избегают
применять провод диаметром менее 0,2 мм. Типовая («габаритная»)
мощность трансформатора напряжения при его электромагнитном
расчете выбирается исходя из его максимальной мощности (по
ГОСТ), увеличенной в 1,5—2 раза.
Ниже приводится краткая методика расчета погрешностей одно¬
фазного и трехфазного трансформаторов напряжения с примерами
этого расчета. Для расчета погрешностей трансформатора напряже¬
ния необходимы следующие данные, полученные при его электро¬
магнитном расчете:
1) масса стали стержней бСт и яри бя магнитопровода;
2) активные сечения стержня /7СТ и ярма /7„;
3) значения магнитной индукции в сечениях стержня ВСі и
ярма бя;
4) активные и реактивные падения напряжения отдельно для
первичной (і/аі и Upi) и суммарно для обеих (иа и ир) обмоток,
причем реактивное падение напряжения ир1 первичной обмотки
условно принято брать равным половине общего (ырі = цр/2); ак¬
тивные потери в обмотках приводятся к условной температуре 50 °C
(постоянный коэффициент, вводимый в формулу потерь, берется
2,21);
5) число витков обмоток ВН и НН.
Соответственно требованиям ГОСТ расчеты погрешности произ¬
водятся для значений первичного напряжения, составляющих 0,8 и
1,2 номинального, для мощностей, соответствующих всем трем клас¬
сам точности 0,5; 1 и 3; и при коэффициенте мощности нагрузки
cos <р2=0,8.
Расчет погрешностей однофазного трансформатора напряжения
целесообразно производить в следующем порядке. По формулам
177

(ІІ-1) и (П-2) определяют полную намагничивающую мощность Q
и потери холостого хода Рх для магнитных индукций, соответст¬
вующих значениям Ѵ=0,8 и Ѵ=1,2, где I7— первичное напряжение
в долях номинального:
Q=:'ÇctGct + ÇhGh + HctÇct.3^7cT "ЬИя^Я.зПяі (П-1 )
Рх~Рсі Сст + PfiGji, (П-2)
где Çct и <?я — удельные намагничивающие мощности соответственно
для стержней и ярм, В-А/кг; GCT и Gn — масса стержней и ярм, кг;
«ст и Пя — число стыков по сечениям стержня и ярма; </Ст.з и
<7я.з — удельные намагничивающие мощности на один стык, В-А/см2;
Pic 1 и Пя — сечения стержня и ярма, см2; рст и ря— удельные по¬
тери в стали, -Вт/кг.
Значения q и р берутся по табл. П-1 в зависимости от индук¬
ции (для заданной марки электротехнической стали).
Таблица П-1
Индукция
В, Т
Удельные потери р, Вт/кг
Удельная намагничивающая
мощность для ЭЗЗО и ЭЗЗОА
ЭЗЗО
ЭЗЗОА
q, В-А/кг
93. В-А/см»
0,7
0,348
0,29
0,38
0,022
0,75
0,381
0,32
0,42
0,024
0,8
0,419
0,35
0,46
0,026
0,85
0,459
0,38
0,51
0,034
0,9
0,503
0,42
0,56
0,043
0,95
0,552
0,46
0,61
0,05
1,0
0,600
0,50
0,66
0,06
1,05
0,655
0,545
0,74
0,08
1,1
0,71
0,59
0,82
0,11
1,15
0,77
0,642
0,89
0,15
1,2
0,83
0,694
0,98
0,23
1,25
0,90
0,752
1,11
0,44
1,3
0,97
0,81
1,25
0,64
1,35
1,05
0,877
1,41
0,92
1,4
1,13
0,944
1,58
1,20
1,45
1,215
1,022
1,77
1,55
1,5
1,3
1,1
1,97
1,95
1,55
1,425
1,2
2,3
2,40
1,6
1,55
1,3
2,8
2,90
1,65
1,725
1,45
3,6
3,45
1,7
1,9
1,6
5,6
4,10
1,75
2,14
1,8
11,0
4,85
Примечание. По мере непрерывного улучшения качества поставляемой
электротехнической стали значения удельных потерь и намагничивающей мощности
соответственно снижаются.
Данные таблицы могут быть приближенно выражены следую¬
щими формулами:
р=0,3 + 0,ЗВ3 для стали ЭЗЗО при В= (0,954-1,6)?;
р=0,25+0,25В3 для стали ЭЗЗОА при В= (0,954-1,6)Т; .
178

ç=0,5+0,1257 при 5 = (0,9-e-l,7)T;
<?..■, = 0,0765e при 5 = (0,9-Ml ,7) T.
Далее определяются значения ip и іа тока холостого хода, отне¬
сенные к номинальному току для класса точности 0,5 (см. § 2-3) :
iP = QIVS-, ia=I\/VS. (П-3)
Погрешность напряжения Д«н и угловая погрешность бп от
номинального тока нагрузки определяются по формулам (2-7) и
(2-8).
Полные погрешности Ли и б при номинальной нагрузке равны
сумме погрешностей от тока холостого хода и тока нагрузки
Ли=Ли^+лив\
б = бх-Ь'бн-
(П-4)
(П-5)
Согласно требованиям ГОСТ необходимо также вычислить по¬
грешности при нагрузке, составляющей ‘А номинальной (для класса
точности 0,5). Значения погрешностей для нагрузки, равной */& но¬
минальной, и для номинальных нагрузок, соответствующих классам
точности 1 и 3, находят, изменяя найденные выше значения Лин
и бн пропорционально нагрузке (§ 2-3).
Значения погрешностей напряжения Ли будут отрицательными
(§ 2-3), и по расчету они могут выходить за пределы допусков для
соответствующих классов точности. Для использования разрешаемых
ГОСТ положительных допусков следует ввести коррекцию погреш¬
ности напряжения Лик (§ 2-4). Значение коррекции выбирают чис¬
ленно равным среднему из крайних вычисленных значений Ли для
класса точности 0,5, и это значение будет с положительным знаком.
При введении такой коррекции погрешности напряжения будут иметь
как положительный, так и отрицательный знаки, что позволяет
уменьшить абсолютные значения погрешностей. Таким образом, окон¬
чательная погрешность напряжения определится как алгебраическая
сумма трех погрешностей: от тока холостого хода, тока нагрузки и
введения коррекции:
Ли—Лиц -Ь Д ын “Ь Д Цк-
Полученные результаты расчета сводятся в таблицу.
Расчет погрешностей трехфазного трехстержневого трансформа¬
тора напряжения производится на основании тех же данных, опре¬
деляемых из его электромагнитного расчета, что и для однофаз¬
ного трансформатора (масс и активных сечений стержня и ярма,
а также намагничивающей мощности и потерь в стали).
Ход расчета погрешностей несколько сложнее, чем для однофаз¬
ного трансформатора. Намагничивающая мощность и потери в стали
определяют по формулам (П-1) и (П-2) так же, как и для одно¬
фазного трансформатора. Далее находят условные значения отноше¬
ний отдельных составляющих тока холостого хода к номинальному
току ірь 1р2, іаі и г’а2- Эти значения, как и некоторые последующие
формулы для расчета погрешностей холостого хода трехфазных
трансформаторов напряжения, являются большей частью эмпириче¬
скими и поэтому приводятся без их вывода
— Q/(yS)- 4і = P*/(yS)', I _
f₽! = Q«/(6VS), ZïS = Pe/(6VS), / ( ’
179

где Qn — намагничивающая мощность ярм; Ря — потери в ярмах
Остальные обозначения, входящие в (П-6), приведены выше при
изложении хода расчета погрешностей однофазного трансформатора
напряжения.
Междуфазные погрешности от тока холостого хода Лкхлв,
Д«х вс и Дкх с а по напряжению и бх лв, ôx вс и ôx с а по углу
определяются по формулам
^их АВ — — ЗД«ц ;
~их.в,(: =■ - и\ — зйнп + ■
ЬихСА =ÙUI’
''хАВ = ®І — 3®П + ®ІІІ ;
®х ВС = ®І— 3® 11 ~~ ®III !
Sx СА = ®І )
(П-7)
где условные
ченные Дкі,
ôl, ôll И Ôiii
(вспомогательные) погрешности
Дкп и Диш, и условные
определяются по формулам
напряжения, обозна-
угловые погрешности
= — (walzal + ирі<рі)'>
' ^ИІІ = — (наіЧг + иріЧ>г)>
^НІІІ = —3 (на1ір2 —нрі гаг) ■>
Sj = 34,4 (На^р! — нрііа1);
■
(П-8)
®п = 34>4 (на]г'р2 — ИріЧг);
~ 59,5 (на1га2 -|- iZpjipj).
Расчет погрешностей от тока нагрузки производится по форму¬
лам (2-7) и (2-8), как и для однофазных трансформаторов. Полные
погрешности складываются из погрешностей от тока холостого хода
и тока нагрузки {см. формулы (П-4) и (П-5)]. Окончательные рас¬
четные значения полных погрешностей будут получены, если к ним
прибавить значения коррекции погрешности напряжения Днк и угло¬
вой погрешности ôI( (§ 2-4). Числа корректирующих витков опреде¬
ляются по формулам (2-9) и (2-10). Вычисленные значения погреш¬
ностей сводятся в таблицу (см. далее пример расчета).
Примеры расчета погрешностей
В качестве первого примера рассмотрим ход расчета погрешно¬
стей однофазного двухобмоточного трансформатора напряжения ти¬
па НОМ-35-66 с коэффициентом трансформации 35 000/100 В и клас¬
сом точности 0,5. Согласно 'ГОСТ такой трансформатор имеет номи¬
нальные мощности 150; 250 и 600 В-A для классов точности 0,5;
1 и 3 соответственно.
Ход расчета приводится для одного из предельных режимов
работы трансформатора — при Ѵ=1,2, т. е. при наибольшем допусти¬
мом по ГОСТ значении первичного напряжения. Из предварительно
180

выполненного электромагнитного расчета выписываются следующие
данные, необходимее для расчета погрешностей:
1. Масса стали GCT = 5,98 кг; GfI= 12,69 кг.
2. Активное сечение /7Ст = /7я = 30,5 смг.
3. Индукция Вст = Дя=1,46Т.
4. Активные и реактивные падения напряжения
th ,
«аі ■= 0,118®/0; мР1 = -g- -А 0,154%; uR = = 0,371%; иѵ 0,308%.
5. Числа витков 35 000/100.
Намагничивающая мощность я потери в стали при пндукііпи
6=1,2-1,46= 1,75Т будут равны {формулы (П-1) и (П-2)]:
Q = 11,0(5,98 +12,69) + 4• 4,85• 30,5 = 800 В • А;
Рх = 2,14-18,57=40 Вт.
Далее определяем кратности составляющих тока холостого хода
ір и (а {формулы (П-3)]
ір=800/(1,2-150) =4,45; =40/ ( 1,2 • 150) =0,222.
Погрешности от тока холостого хота опоеделяем по формулам
(2-5) и (2-6)
Дих=—(0,118-0,222 +0,1-54-4,45)=—0,71%;
ёх = 3-4,4 (0,118 • 4,45—0,154 • 0,222) = 17'.
Погрешности от номинального тока нагрузки (класс точности
0,5) находим по формулам (2-7) и (2-8)
ДКн=—(0,371-0,8+0,308-0,6) =—0,48%;
йи = 34,4 (0,371 -0,6—0,308-0,8) = —4,7'.
Полные погрешности при номинальной нагрузке (класс 0,5) опре¬
деляем по формулам (П-4) и (П-5)
Ді/ = —0,71—0,48=—1,19%;
0=17—4,7=12,3'.
Полные погрешности при */4 поминальной нагрузки
\и! /4=— 0,71—%4 • 0,48=—0,83 % ;
01/4= 17-74-4,7= 15,8'.
То же при нагрузке, соответствующей классу точности 1:
Ди = —0,71 —250/іso - 0,48=—1,51 % ;
ôt = 17—25О/і5о-4,7=9,2'.
То же при нагрузке, соответствующей классу точности 3:
Аиз=—0,71 -еос/15о • 0,48 = -2,63% ;
ёз= 17—еос/і5о-4,7=—1,8'.
Погрешности, подсчитанные аналогичным образом для режима
И=0,8, будут иметь следующие значения:
Д„1/4 = —0,26%; 01/4=2,34'; Ди=—0,62%; 0 = 1,98';
0,94%; ô( = l,66': \«3 = —2,06%; ô3 = 0.54'.
Погрешности напряжения Диі/4, Ди и Аііі, полученные для ре¬
жима Ѵ=1,2, а также погрешность Ди для режима Ѵ=0,8 выходят
181

■за допустимые пределы для соответствующих классов точности. По¬
этому необходимо ввести коррекцию витков Аик. Значение коррек¬
ции определяется средним (между крайними) значением погрешно¬
сти, взятым с положительным знаком:
Ди„ = ( 1,19+0,26) /2=0,72 %.
При этом число витков первичной обмотки должно быть умень¬
шено иа (о,72/іоо) 35 ООО~250 витков и должно быть равным 35 000—
—250 = 34 750 витков.
После введении коррекции получим следующие окончательные
расчетные значения погрешностей (табл. П-2):
Таблица П-2
Класс
точности
Нагрузка
в долях
номинальной
Погрешности
напряжения, %
угловые, мии
V - 1,2
V = 0,8
Ѵ=1,2
Р=0,8
0,5
0,25
—0,11
0,46
15,8
2,3
0,5
1
—0,47
0,1
12,3
2,0
1
1
—0,79
—0,22
9,2
1,7
3
1
— 1,91
—1,34
—1,8
0,5
Ход расчета погрешностей трехфазного двухобмоточного транс¬
форматора напряжения приводится па примере трансформатора ти¬
па НТМК-10 с коэффициентом трансформации 10 000/100 В, схемой
соединения Y/Yn-0 и классом точности 0,5. Согласно ГОСТ номи¬
нальные мощности этого трансформатора равны 120; 200 и 500 В-А
(соответственно классам точности 0,5; 1 и 3).
Подробный ход расчета, так же как и для однофазного транс¬
форматора, рассматривается для одного из предельных режимов
работы трансформатора при Ѵ'=1,2. Из электромагнитного расчета
трансформатора выписываются следующие данные, необходимые для
расчета погрешностей. '
1. Масса стали GCt = 11,7 кг; GH=10,36 кг; Gy = 7,34 кг (масса
углов магнитопровода).
2. Активное сечение /7Ст=28,5 см2; /7П = 31,4 см2.
3. Индукция Вст = 1,22Т; ВП=1,1Т.
4. Активные и реактивные падения напряжения
иа1 = 0,212%; ир1 = ир : 2 = 0,056; ua=0,367%;
Мр=0,112%.
Б. Числа витков 7500/75.
Намагничивающая мощность и потери в стали при индукции
£^■=1,2-1,22=1,47 Т будут равны:
Q= 1,85-11,7+1,71 -3-28,5+1,32(10,36+
+ 2,1-7,34) +0,75■ 4■ 31,4 = 168 +128=296 В-А;
Рх=1,25• 11,7+1,02(10,36+2-7,34) = 14,6+25,9=40,5 Вт,
где 2,1 и 2 — коэффициенты увеличения намагничивающей мощно¬
сти H потерь в углах магиитоПровода.
182

Далее определяем кратности составляющих тока холостого хо¬
да іР и іа (формулы (П-6)]
\Э6 40,5
'Р1 == 1,2>(20 = 2"06’ 'а1 == 1,2-120 = 0’28’
12^ . 25,9
'Р2 = 6-1,2-120^ °’,5; 'а2 = 6-1,2-120 = °’03'
Значения вспомогательных погрешностей по формулам (П-8)
будут равны: \
ДЫі=—(0,212 • 0,28+0,56 ■ 2,06) = —0,175 % ;
Aun =—(0,212 ■ 0,03+0,056 ■ 0,15) = —0,015% ;
Диш = —/ІГ(0,212-0,15 — 0,056-0,03) = — 0,052%;
бі=34,4 (0,212 • 2,06—0,056 • 0,28) = 14,5';
би=34,4 (0,212 -0,15—0,056 • 0,03) = 1,0';
бш =59,5 (0,212 •0,03+0,056 - 0,15) = 0,9'.
По этим значениям и формулам (П-7) находим междуфазные
погрешности от тока холостого хода
Д«К Л в=—0,175+3 •0,015+0,052= —0,078% ;
Аих в с = —0,175+3 • 0,015—0,052=—0,182 % ;
Аихсл = —0,175%;
бхлв = 14,5-3-1,0+0,9= 12,4';
бхвс—14,5—3-1,0—0,9=10,6';
бхсл=14,5'.
Погрешности от тока нагрузки определяются по формулам (2-7)
и (2-8)
Аин= — (0,367 • 0,8+0,112 • 0,6) = —0,361 % ;
бн=34,4 (0,367 - 0,6—0,112 - 0,8) = 4,5'.
Полные погрешности при номинальной нагрузке -(для класса
точности 0,5) согласно формулам (П-4) и (П-5) будут равны:
кил в = —0,078—0,361 = —0,439% ;
Див с = - 0,182—0,361 = —0,543% ;
Au с л = —0,175—0,361 = —0,536 % ;
блв=12,4+4,5=16,9';
бвс = 10,6+4,5=15,1';
бсл = 14,5+4,5=19,0'.
Полные погрешности при номинальной нагрузки равны:
^^АВ 1 /4 — Аих АВ 1/4 Айд — 0, 07S — 0,09 = — 0, 168%;
^^вс 1/4 == ^^х. вс l/4AuH - - — 0,182 — 0,09 = — 0,272% ;
АиСЛ 1/4 = Aux СА "Ь і/4Дин = ■—■ 0,175 — 0,09 = — 0,265%;
®дв 1/4 = ^хАВ + 1/4®н = 12,4 + 1,1 = 13,5';
®ВС 1/4 ~ ®х ВС + 1/4®н = 10,6+ 1,1 = 11,7';
®СЛ 1/4 = ®хСЛ + 1/4®н = 14,5 + 1,1 = 15,6'.
Подсчитанные аналогичным образом полные погрешности при
0,8 номинального напряжения (Ѵ=0,8) и .номинальной (и ‘/4 моми-
183

кальной) нагрузках дают следующие значения (в .скобках указаны
данные расчета для lh номинальной нагрузки) : /
\иЛв = —0,395% (^0,124%);
\ивс=—0,425% (—0,154%);
ЛиСА = — 0,43% (—0,150%);
Ô4b = 7,3' (3,9');,
0вс=6,5' (3,1');
бел = 7,7' (4,3').
Крайними значениями погрешностей для обоих режимов Ѵ=1,2
и Ѵ=0,8 являются:
для погрешности напряжения —0,543% и —0,124%;
для угловой погрешности +'19,0' и + 3,1'.
Средними из этих значений являются погрешности —0,33% и
+ 11,0'. Эти числа, взятые с обратными знаками, и должны быть
приняты для определения корректирующих витков Л ау и (§ 2-4).
По формулам (2-10) и (2-11) числа корректирующих витков по¬
лучаются:
= 0,336окю 10 3 = 0,336-11,0 • 7500 • 10 ~3 = 28 витков ;
Дик ,1 0,33 1
Дщ = w уоуН—= 7500-jgo + -g- 28 = 39 витков.
Таким образом, основная первичная обмотка должна иметь
7500—39 = 7461 витков, а компенсационная—28 витков. Поскольку
требуется отрицательная угловая коррекция, первичная обмотка дол¬
жна быть соединена по схеме на рис. 2-12,6.
Определив погрешности также и при нагрузках, соответствующих
классам точности 1 и 3, и введя вычисленные выше коррекции по¬
грешностей, получаем окончательные расчетные значения погрешно¬
стей трансформатора напряжения (табл. П-3).
Таблица П-3
Класс
точ¬
ности
Нагруз¬
ка в до¬
лях но¬
миналъ-
ной
Погрешность напряжения, %
V = 1,2
Ѵ=0,8
фазы
фазы
А — В
В—С
С —А
А —В
в—с
С — А
0,5
0,25
0,16
0,06
0,07
0,27
0,24
0,23
0,5
1
—0,11
—0,21
—0,20
0
—0,03
—0,04
1
1
—0,35
—0,45
—0,44
—0,25
—0,27
—0,28
3
1
— 1,25
— 1,35
—1,35
— 1,15
— 1,18
— 1,19
Угловая погрешность,
мин
0,5
0,25
2,5
0,7
4,6
—12,4
— 13,2
— 11,9
0,5
1
5,9
4,1
8,0
—9,1
—9,8
—8,6
1
1
8,9
7,1
11,0
—6,1
—6,8
—5,6
3
1
20,1
18,3
22,2
5,1
4,4
5,6
184

НКФ-220-58
НКФ-330
НКФ-500

Продолжение прилож. 2
м
и t-,
ra K
s
СО
1Г
сС
с
о
4,32
ОС
сс
о
9,4
Установка
Наружная
Внутренняя
Ü
Ü
5
5
а
с
5
а
X
Ъ
Внутренняя"
СЕ
с:
й
£
с
I
1*
Наружная
Способ монтажа
С
сс
с
с
с
съемный
Механическое
ТСПРП.ПРНИР
и
Механическое
КПРП.ПРТ-ШР
к
Армированный
Q
С
ь
с
с
в
Œ
S
5 с
И
< с
?
■<
Механическое
крепление
Каталожный номер
гЬяпЛопового нзоля-
тора
СБ-0491 к и
СБ-0489к
СБ-0368к
СБ-0367к
1371
с
с
с
U
4
ч
Г)
□
СБ-0516к
Номер чертежа ввода
и номер рисунка,
приводимого в книге
С
с
с
С£
U
Ь
U
LC
ио 1 »М1
и рис. П-3
С5-135527 и
„ТТЛ, П_Л
4
j
СБ-135523
н рис. П-5
С5-69614
и рнс. П-6
2 е
О
АІ
->
J
с
о,
S
С5-151029
и рис. П-8
Тип трансформатора
напряжения
НКФ-220-58
НКФ-330
НКФ-500
НОМ-6
НТМК-6-48
НТМИ-6-66
НОМ-10
НТМК-Ю
НТМИ-10-66
НОМ-15
НТМИ-18
ЗНОМ-15-63
ЗОМ-1/15-63
1 3HOM-20-63 1
1 3OM-1/20-63
Напряжение,
со
I (ДЛЯ
вводов
Э и КР)
со
- о
Ю
Ю
1
і о
104
186

Продолжение прилож.
Масса,
кг
es \
о \
10,66
180
370
\ в
К
K
СЗ
\С$
га
ra
я
к
и
K
g
«
s
>>
>>
£
С1
Нар
сх
£
га
га
.га
X
Ha
«
ф
ф
ф
Ф
О ж.
О ж.
С ж.
С ж.
ü и
й
« 2
о ®
О S
и Е
O s
га
ф и
Ф и
Ф к
Ф Œ
к ч
s S
к 5
g §
S3 В
И Е
а с
K c
W G>
га Ф
га
« £
і
S&
ех
кр
&
ф *
и S-
ф 5C
и
g
S!
g
gg
га к
м
С-1
=к о «
о
ж <
ш
з к ”
СО
0-1
OO
и 8 р
О
сч
W О
о си
to
о
о
s о
о
gf
«в о
О _îS
ta § as
’ф о
о
ІЛ<^
“ as и
св ■'*'* m
°É
0.01
П-1
о .
°C
ю
541
П-1
о. г. Q
04 Ô
и
С4! .
О
со .
о
’Т ô
ÿ Ф і
* S =
Си О g
tO s
г ’ К
О.
UQ
nd
■sw
nd
SW
ё “ И
°sâ
X га
00
00 к
S
S
<в
о
св W
§.в
о
■ей
и к
к си
р с
■24
/24
15-66
-35-65
b~ 00 00
LO LO LO
Ô O ôo
—ч —■ CS CO
о
н га
■ S
t—" i—i CS CO
LO
с
га
go
è
гао
2га
СО СП
га и
rararara
ra
ф
га
g
К СО
LO
LO
O
O
к га
с
СО
СО
»■ ■!
X
Примечание. Вее вводы разработаны на Московском электрозаводе. Фарфоровые изоляторы разработаны заводом .Изолятор'.
13*
187

188

189

190

191

Приложение в
Перечень государственных стандартов и геттнических
условий на электроизоляционные и проводниковые
материалы, применяемые для изготовления
трансформаторов напряжения
Наименование материала
ГОСТ пли технические
условия
Цилиндры и трубки электротехнические
бумажно-бакелитовые

Картон электроизоляционный марки ЭВ .
То же марки ЭМЦ

Бумага кабельная

Бумага телефонная

Лакоткань электроизоляционная . . . .
Трубки электроизоляционные (линоксино-
вые)

Трубки полихлорвиниловые

Гетинакс электротехнический листовой .
Текстолит электротехнический листовой
Стеклотекстолит электротехнический ли¬
стовой

Пластик древесный слоистый

Лента изоляционная хлопчатобумажная,
киперная и тафтяная

Шнур (чулок) хлопчатобумажный ....
Лак электроизоляционный пропиточный
(асфальтовый)

Лак электроизоляционный пропиточный
(глифталевый)

Лак бакелитовый

Эмаль электроизоляционная

Масло трансформаторное

Силикагель

Провода медные, эмалированные круглые
Провода медные, эмалированные круг¬
лые, изолированные пряжей . . . .
Провода медные, круглые и прямоуголь¬
ные, изолированные бумагой . . . .
Провода медные нагревостойкие, изоли¬
рованные стеклянной пряжей. . . ,
Провода медные круглые, изолированные
нагревостойкой эмалью

ГОСТ 8726-72
ГОСТ 2824-60
ГОСТ 4194-68
ГОСТ 645-67
ГОСТ 3553-73
ГОСТ 2214-70
ГОСТ 9614-61
ВТУ МЭП ОДА.503.021-53
ГОСТ 2718-74
ГОСТ 2910-74
ГОСТ 12652-74
ГОСТ 8697-58
ГОСТ 4514-71
ТУ МЛП 1387-47
ГОСТ 6244-70
ГОСТ 8018-70
ГОСТ 901-71
ГОСТ 9151-59
ГОСТ 982-68
ГОСТ 3956-54
ГОСТ 2773-69
ГОСТ 16507-70
ГОСТ 16512-70
ГОСТ 7019-71
ОСТ-16505-001-70
192

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Краткие указания по монтажу и вводу в эксплуатацию
А. Сухие и масляные трансформаторы напряжения до 35 кВ вклю¬
чительно
1. Трансформаторы отправляются заказчику полностью собран¬
ными и заполненными маслом до нормального уровня (у масляных
трансформаторов).
2. По прибытии трансформаторов на место установки произво¬
дится их внешний осмотр, при котором следует убедиться в отсут¬
ствии повреждений бака, фарфора, обмоток (у сухих трансформато¬
ров), на достаточность уровня и отсутствие течи масла, наличие
пломб и т. п-
3. В случае понижения уровня масла у масляных трансформа¬
торов оно должно быть долито через расширитель или отверстие
в крышке бака. Электрическая прочность доливаемого масла долж¬
на быть не ниже 45 кВ/2,5 мм. Масло' не должно содержать воды.
4. Перед включением трансформатора в эксплуатацию необхо¬
димо:
а) проверить отсутствие течи масла в расширителе или в баке.
Включение трансформатора с течью масла недопустимо;
б) проверить уровень масла в расширителе или в баке. При
понижении уровня масла ниже нормального оно должно быть долито
(п. 3);
в) удалить временную уплотняющую шайбу под дыхательной
пробкой (у трансформатора без расширителя);
г) проверить целость фарфора вводов, контактных шпилек, досок
зажимов и т. п.;
д) произвести осмотр сухих трансформаторов, обратив особое
внимание на состояние обмоток и магнитопровода. Проверить за¬
тяжку прессующих болтов магнитопровода и сопротивление их изо¬
ляции, которое должно быть не менее 1 МОм;
е) удалить консервирующую смазку;
ж) отобрать пробу масла для определения электрической проч¬
ности, которая должна быть не ниже 40 кВ/2,5 мм, и проведения
химического анализа. В масле должны отсутствовать следы воды;
з) после отбора пробы масла при необходимости произвести его
доливку. Включение трансформатора после доливки допускается не
ранее чем через 24 ч;
и) измерить сопротивление изоляции обмоток, которое должно
быть не ниже 300 МОм (приведенное к температуре +20°C);
к) измерить сопротивление обмоток постоянному току.
5. При удовлетворительных результатах проверок и испытаний
трансформаторы могут быть включены в сеть (допускается сразу на
■полное напряжение).
6. При снижении электрической прочности масла (п. 4ж) и со¬
противления изоляции (п. 4и) необходимо либо сменить масло, либо
произвести сушку трансформатора. Подлежат сушке трансформа¬
торы на 6 кВ н более, если отсутствовало масло или оно не покры¬
вало полностью активную часть.
7. Сушка активной части трансформатора возможна либо в ва-
куум-шкафе, либо методом воздушного дутья, либо в камере с обо¬
гревом с применением принудительной тяги для удаления испаряю¬
щейся влаги. Сушка продолжается до тех пор, пока сопротивление
193

Изоляции в нагретом состоянии (85—100 °C) не достигнет постоян¬
ного значения в течение 8—12 ч.
8. При наличии механических повреждений бака или если изме¬
рением по и. к будет выявлен обрыв или плохой контакт, активная
часть трансформатора подлежит выемке из бака и ремонту.
9. Трансформатор должен быть надежно заземлен.
10. Некоторые требования при эксплуатации:
а) не допускается работа трансформатора при снижении уровня
масла за нижний предел маслоуказателя;
б) при течи масла трансформатор должен быть отключен;
в) не допускается накопление пыли на крышке бака, шинах и
вводах, обмотках и досках зажимов сухих трансформаторов;
г) необходимо вести визуальное наблюдение (с соблюдением
правил безопасности) за состоянием контактов;
д) все нарушения антикоррозийного покрытия должны устра¬
няться;
е) во время работы допускается, чтобы трансформатор издавал
умеренный, равномерно гудящий звук.
11. Возможные неисправности и методы их устранения.
Неисправность
Вероятная причина
Методы устранения
причины
Сработали пре¬
дохранители
а) Перегрузка
допустимой
сверх
а) Снизить нагрузку до
установленной нормы
б) Внешнее
кое замыкание
корот-
б) Устранить замыка¬
ние
в) Внутренняя
правность
неис-
в) Произвести измере¬
ние по и. 4.
Осмотреть активную
часть
Исчезло напря¬
жение на вторич¬
ной стороне
Обрыв в одной из
обмоток
Установить наличие об¬
рыва мегомметром или ис¬
пытанием по п. 4.10.
Осмотреть активную
часть
Течь масла в уп¬
лотнении
Ослабление
нения
уплот-
Подтянуть болты в ме¬
стах уплотнения или за¬
менить резиновую про¬
кладку
Повреждение
фарфора ввода
Механическое
вреждение
по-
Сменить фарфор
Повреждение
стеклянной пласти¬
ны маслоуказателя
Механическое
вреждение
по-
Заменить стеклянную
пластину
194

Б. Каскадные трансформаторы напряжения до 500[V 3 кЁ - '
включительно
1. Каскадные трансформаторы на ПО: К.З кВ отправляются за-
казчику полностью собранными и заполненными маслом до нормаль¬
ного уровня. _
- 2. Трансформаторы на 150 : К3 кВ и выше состоят из несколь¬
ких блоков, также заполненных маслом, и отправляются в разобран¬
ном на отдельные блоки виде согласно комплектовочной ведомости,
прилагаемой к каждому трансформатору.
3. По прибытии трансформатора на место установки производит¬
ся его наружный осмотр с целью выявления могущих произойти
в пути повреждений фарфоровой покрышки, вводов и других частей,
проверяется состояние всех уплотнений, уровень масла и наличие
пломб.
4. Подъем отдельных блоков трансформаторов следует произво¬
дить за крюки или кольца, приваренные на основании блоков, в стро¬
го вертикальном положении, с соблюдением всех мер предосторож¬
ности.
5. Подъем трансформатора, собранного из двух блоков, произ¬
водится только за кольца, приваренные иа основании нижнего бло¬
ка, также в строго вертикальном положении, с обязательным связы¬
ванием строп у расширителя верхнего блока во избежание наклона
или опрокидывания трансформатора.
Подъем собранного трансформатора из трех и более блоков не
допускается.
6. Сборка il соединение блоков трансформатора производятся,
руководствуясь заводской инструкцией, а также габаритным черте¬
жом и комплектовочной ведомостью, прилагаемыми к каждому
трансформатору при его отправке с завода.
Правильность соединения блоков между собой должна быть
обязательно проверена измерением общего коэффициента трансфор¬
мации. Сборка трансформаторов из блоков с разными заводскими
номерами не допускается.
7. Перед включением трансформатора в эксплуатацию необхо¬
димо выполнить следующие минимальные требования:
а) тщательно, путем наружного осмотра, убедиться в отсутствии
трещин в фарфоровых покрышках блоков, в отсутствии течи масла
через уплотнения и в местах сварки и в соответствии уровня масла
в расширителях;
б) убедиться в отсутствии повреждений контактных шпилек и
болтов;
в) измерить сопротивление обмоток постоянному току, которое
не должно отличаться более чем на ±5.% от заводских данных
(указанных в паспорте) ;
■г) измерить сопротивление изоляции обмоток мегомметром с ра¬
бочим напряжением 1000 В. Сопротивление изоляции между обмот¬
ками и между ними и заземленными частями (основанием) транс¬
форматора должно быть не менее 300 МОм при 20 °C. Если изме¬
рения производятся при температуре, отличной от 20 °C, необходимо
произвести температурный пересчет полученных значений сопротив¬
лений.
Перед измерением сопротивления изоляции фарфоровые покрыш-
195

кп, вводы НН и доски зажимов должны быть тщательно протертьі
для удаления пыли, грязи и поверхностей влаги;
д) рекомендуется измерить ток холостого хода, который не
должен отличаться от заводских данных более чем на ±30%;
е) произвести испытание пробы масла. При снижении пробивно¬
го напряжения масла ниже 40 кВ (на 2,5 мм) необходимо масло сме¬
нить. Заливаемое в трансформатор масло должно иметь пробивмое
напряжение не ниже 45 кВ (на 2,5 мм) и тангенс угла потерь не
выше 0,7% при 20±5 °C. После смены масла трансформатор (блок)
должен быть подвергнут вакуумированию (см. ниже п. 12).
В течение первых 6 мес. со дня отгрузки трансформатора с за¬
вода-поставщика контроль качества масла производить не обяза
телыю, если за время транспортировки и хранения .цвет силикагеля
в воздухоосушителях не изменился с голубого на розовый, уровень
масла нормальный, пломбы не повреждены и сопротивление изоля
нии обмоток находится в пределах нормы.
ж) если проверенный трансформатор по каким-либо причинам не
находился длительное время (более 3 мес.) в эксплуатации, он пе¬
ред включением должен быть вновь испытан;
з) трансформатор должен быть тщательно заземлен, для чего
на доске зажимов НН и на его основании имеются болты заземле¬
ния, обозначенные знаком заземления.
8. Включение трансформатора в сеть допускается сразу на пол¬
ное напряжение.
9. Если производилась доливка масла, включение трансформато¬
ра под напряжение может производиться не ранее чем через 24 ч,
чтобы масло, находясь в покое, могло отстояться и из пего мог уда¬
литься воздух.
10. Ревизия трансформатора, связанная с его вскрытием, должна
производиться только в случае крайней необходимости п обязатель¬
но в сухом, закрытом помещении. Температура активной части перед
вскрытием блока должна быть не ниже температуры в помещении.
Относительная влажность в последнем не должна превышать 65%.
11. Срок пребывания активной части на воздухе не должен
быть более 8 ч. Если активная часть пробыла на воздухе более 8 ч
и увлажнилась, т. е. значения сопротивления изоляции обмоток выш¬
ли за пределы, указанные в п. 7-г. перед одеванием покрышки и за¬
ливкой маслом активную часть необходимо подвергнуть вакуумной
сушке без масла в вакуум-шкафе или баке с индукционным или
другим способом нагрева, обеспечивающим температуру на объекте
сушки в пределах 100—105 °C.
12. После заливки маслом и проверки уплотнений трансформа¬
тор, независимо от того, подвергался он сушке или нет, должен
быть подвергнут вакуумированию в сушильном шкафу в течение
6 ч с остаточным давлением Не более 5300 Па (рекомендуется не
более 660—1330 Па) или в собственной фарфоровой покрышке в те¬
чение ПО—'12 ч .при вакууме с остаточным давлением 20—25 кПа. Ва¬
куум следует поднимать плавно по 20—40 кПа через каждые 15 мин.
13. Перед включением трансформатора после ревизии активной
части надлежит произвести окончательный осмотр и электрические
измерения, указанные в п. 7, и измерить погрешности дифференци-
алыю-нулевым или другим равноценным методом.
14. Замена силикагеля в воздухоосушптеле производится при из¬
менении его цвета с голубого па розовый, после чего надо долить
масло в масляный затвор, отвернув боковую пробку.
1.96

В. Емкостные трансформаторы напряжения типа ИДЕ
1. Емкостные трансформаторы напряжения отправляются заказ¬
чику в виде полностью собранных элементов. В состав трансформа¬
тора входят: конденсаторы связи и отбора мощности, электромаг¬
нитное устройство, высокочастотный заградитель, изолирующая под¬
ставка для емкостного делителя, разрядник и разъединитель
с ручным приводом. Конденсаторы и электромагнитное устройство
заполнены маслом до нормального уровня.
2. По прибытии трансформатора на место установки произво¬
дятся его расконсервирование н внешний осмотр. При осмотре про¬
веряются целость фарфоровых изоляторов, контактных шпилек, лако¬
красочных. покрытий, уровень масла и отсутствие механических
повреждений и течи масла.
3. Подъем отдельных элементов трансформатора производится
за кольца пли крюки в строго вертикальном положении.
4. При понижении уровня масла в расширителе электромагнит¬
ного устройства масло следует долить. Электрическая прочность
доливаемого масла должна быть ие ниже 45 кВ/2,5 мм.
5. Указания по монтажу, упаковке, хранению, консервации и
транспортированию конденсаторов, разрядника, разъединителя н
привода содержатся в эксплуатационных документах заводов — изго¬
товителей этих элементов, поставляемых вместе с трансформатором.
6. Перед введением в эксплуатацию электромагнитного устройст¬
ва необходимо:
а) измерить сопротивление изоляции обмоток мегомметром с ра¬
бочим напряжением не менее 1000 В. Сопротивление изоляции между
обмотками и между ними и заземленными частями должно быть
не менее ЗОЭ іМОм при 20с'С;
б) произвести испытание пробы масла;
в) убедиться, что масло в расширителе находится на должном
уровне;
г) убедиться, что положения переключателей и заземление ней¬
трали обмотки ВН (Хі, Хг или Хз) соответствуют указаниям завод¬
ского паспорта на данный трансформатор;
д) заземлить бак устройства.
7. Перед установкой высокочастотного заградителя необходимо:
а) проверить мегомметром отсутствие обрыва в катушке индук¬
тивности;
б) убедиться в отсутствии механических повреждений фарфоро¬
вого кожуха.
8. Установка емкостного делителя, разрядника и разъедини.-еля
с приводом производится в соответствии с инструкциями заводов —
изготовителей этих элементов.
9. По окончании монтажа трансформатора необходимо прове¬
рить вертикальность установленного оборудования, восстановить по¬
врежденные лакокрасочные покрытия, убедиться в надежности
заземления и всех электрических соединений.
10. Включение трансформатора в сеть допускается сразу на пол¬
ное напряжение, но не ранее чем через 24 ч после доливки масла,
если она производилась.
11. Обслуживание трансформатора производится с соблюдением
«Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок,
электрических станций и подстанций».

12. Возможные неисправности и методы йх устранения.
Неисправность
Вероятная причина
Определение причин
и методы устранения
Усиление шума в
Перегрузка пони-
Снизить нагрузку до
номинальной
электромагнитном ус¬
тройстве
жающего транс¬
форматора
Исчезло напряжение
Обрыв в отводах
Установить наличие об-
на вторичной стороне
понижающего транс¬
форматора
или обмотках
рыва мегомметром, под¬
ключая его к выводам
обмоток после полного
отключения трансформа¬
тора от сети
Течь масла в кон-
Поврежден кон-
Допускается замена од-
денсаторе
денсатор в емкост¬
ном делителе
ного или нескольких кон¬
денсаторов в делителе
напряжения. При этом
положения переключате¬
лей и заземляемый ввод
(A"i, Л2 или А'3) долж¬
ны быть выбраны в зави¬
симости от расчетного
коэффициента деления
в соответствии с указа¬
ниями в паспорте. Расчет
коэффициента деления
должен быть произведен
для значений емкости
конденсаторов, измерен¬
ных приборами класса
точности 0,2. При отсут¬
ствии измерительных при¬
боров указанного класса
точности допускается оп¬
ределять новый коэффи¬
циент деления по значе¬
ниям емкости, указанным
на их щитках. При заме¬
не конденсаторов, если
не производилась поверка
погрешностей, последние
могут выйти из класса
точности 0,5 до значения
погрешности по напряже¬
нию + (14-1,5) «/о
198

Список литературы
1. Трансформаторы напряжения. ГОСТ 1983-67. Введен
1/IJ1968. М„ 1968. 44 с.
2. Трансформаторы напряжения. Каталог № 02.14.01-67. М.,
Информотандартэлектро, 1967., 20 с.
3. Трансформаторы напряжения. Каталог № 0468. М., Внешторг-
издат, 19711., 27 с.
4. Дымков А. М. Трансформаторы напряжения М., Госэнерго-
издат, серия «Трансформаторы»., 1963, выл. 10. 192 с.
5. Дымков А. М. Расчет и конструирование трансформаторов.
М., «Высшая школа»,, 197>1. 264 с.
6. Белицкая М. С., Лиманов Е. А. Трансформаторы постоянно¬
го тока и напряжения. М., «Энергия», 1964. 236 с.
7. Изделия электротехнические. Исполнения для различных кли¬
матических районов. Условия эксплуатации в части воздействия кли¬
матических факторов внешней среды. ГОСТ 15543-70. Введен
1/L.1971. М.„ 19'711. 6 с.
8. Бачурии Н. И. Литая изоляция высокого напряжения. М.,
Госэиертоиздат, 1963. 137 с.
9. Ежикевич А., Кучалек Б. Измерительные трансформаторы
с эпоксидной изоляцией. В кн.: Технический справочник для заказ¬
чиков завода им. Г. Димитрова. Варшава, «Польское общество
внешней торговли по электротехнике», 1965, с. 11—39.
'10 . Weigel L. Füllstoffe für Epoxidharze.— «Kunststoff — Plas-
tiks», 1962, № 4, s. 498—501.
■11 1. Weigel L. FüHstoffe îür Epoxidharze.— «Kunststoff—Plastiks»,
1'96'3, № 4, s. 3191—39'4.
IIS. Кварц молотый пылевидный. ГОСТ 9077-59. Введен Ч/ѴП 1959.
М., 1959, 4 с.
'13. Schwarzer К- Langzei'tverhaken von Epoxidharzen—13 Int.
Wiss. Kolloq, Techn. Hochschule Ilmenau. Ilmenau. 1968, Ht. 5.
'14. Golinski J. Meh-rphasiger Mechanismus des lonisationsdur-
chschlages.— «Wiss. Zeitschrift für Etektrotechnik», 1968, Bd 10, № 4,
s. ,1'97—204.
15. Алексеев T. A., Миронов A. A., Наумова С. Ф., Тише-
иии Ю. В. Выбор толщины литой эпоксидной изоляции в конструк¬
циях аппаратов высокого напряжения. В кн.: VI научно-техническое
совещание по высоковольтному аппаратостроению. М., Информ-
электро, 1970, с. 127—131.
16. Гельман М. В., Мурович В. И., Попов Ю. В. Электрическая
прочность эпоксидного компаунда на постоянном напряжении.—
«Электротехника», 1968, № 11, с. 11 —14.
'17. Artbauer I. Elektrische Dauerfestigkeit und Kurzzeitfestig-
keit —«ETZ-A», 1970, № 6, s. 326—331.
18. Cox G., Balk L. Materials Equipment and Processing Cycles
for Vacuum Impregnating Applications. — «Insulation», 1963, № 3,
19. Черняк К. И. Эпоксидные компаунды и их применение. Л
«Судостроение», 1967. 399 с.
20. Tzscheutschler R., Georgi А. Ermittlung der optimalent Hârtun-
gszeit von Giesslingen für Messwandler.—«Plaste und Kautschuk»,
1969, № 12, s. 899—900, ' ~ '

199

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие , 3
Глава первая. Общие сведения о трансформаторах на¬
пряжения 5
1-1. Назначение 5
1-2. Классификация 6
1-3. Типы . ' 8
1-4. Номинальные напряжения 10
1-5. Классы точности 11
1-6. Номинальные мощности 12
1-7. Схемы и группы соединения 13
1-8. Области применения 20
1-9. Контроль изоляции сети 24
Глава вторая. Элементы теории и расчета .... 28
2-1. Холостой ход 28
2-2. Режим нагрузки 31
2-3. Погрешности однофазных трансформаторов напря¬
жения 33
2-4. Коррекция погрешностей 36
Глава третья. Элементы конструкции ...... 40
3-1. Особенности конструкции трансформаторов напряже¬
ния 40
3-2. Магнитопровод 41
3-3. Обмотки . 45
3-4. Изоляция обмоток и защита их от перенапряжений 53
Глава четвертая. Конструкция трансформаторов напря¬
жения .... 56
4-1. Сухие трансформаторы напряжения 56
4-2. Масляные трансформаторы напряжения .... 62
4-3. Каскадные трансформаторы напряжения .... 69
4-4. Емкостные трансформаторы напряжения .... 81
4-5. Приспособления для измерения напряжения ... 90
4-6. Трансформаторы постоянного напряжения ... 91
200

Глава пятая. Трансформаторы напряжения с литой изо¬
ляцией 97
5-1. Преимущества и характерные особенности .... 97
5-2. Эпоксидные компаунды для литой изоляции . . . 107
5-3. Выбор основных размеров изоляции 112
5-4. Конструкции трансформаторов . 115
5-5. Технология изготовления 125
5-6. Испытание изоляции 134
Глава шестая. Технология изготовления обмоток и маг¬
нитопроводов. Сборка 136
6-і. Оборудование, инструмент н вспомогательные мате¬
риалы для намотки обмоток 136
6-2. Намотка обмоток трансформатора напряжения ти¬
па НОМ-35-66 138
6-3. Намотка обмоток каскадного трансформатора напря¬
жения типа НКФ-110-57 141
6-4. Изготовление магнитопроводов трансформатора на¬
пряжения типа НТМИ-10-66 146
6-5. Изготовление магнитопроводов трансформаторов на¬
пряжения типов НОМ-35-66 и ЗНОМ-35-65 . . . 148
6-6. Сборка трансформатора напряжения типа НТМИ-10-66 148
6-7. Сборка трансформатора напряжения типа ЗНОМ-35-65 149
Глава седьмая. Испытания трансформаторов напряжения 150
7-1. Объем испытаний 150
7-2. Определение числа витков обмотки 153
7-3. Предварительные испытания трансформаторов се¬
рии НК.Ф 156
7-4. Измерение напряжения на дополнительной обмотке 156
7-5. Испытание главной изоляции 158
7-6. Измерение погрешностей 163
7-7. Испытание емкостного трансформатора напряжения 168
7-8. Испытание трансформаторов напряжения постоянного
* тока 171
7-9. Типовые испытания 174
Приложение 1. Расчет погрешностей 177
Приложение 2. Перечень вводсв для масляных трансформато¬
ров напряжения 185
Приложение 3. Перечень государственных стандартов и техни¬
ческих условий на электроизоляционные и проводниковые
материалы, применяемые для изготовления трансформато¬
ров напряжения 192
Приложение 4, Краткие указания по монтажу н вводу в экс¬
плуатацию . .193
Список литературы 199

ОПЕЧАТКИ
Страница
Строка
Напечатано
Должно быть
15
1 и 2 снизу
тмк-ю
ТМИ-6-66
НТМК-10
НТМИ-6-66
58
2 последние колонки
11,0 6,0
28,6 9,16
26,5 9,48
33,3 14,32
33,4 19,6
30,5 18,67
33,3 16,0
33,3 17,42
30,5 18,65
18,8 6,96
19,2 8,3
33,3 31,5
26,5 3X7,05
26,5 3X9,47
30,9 66,7
30,5 3X14,3
93,3 96,4
2X96,4
126 136
3X136
93,3 4X130,2
Зак. 863

Цена 62 коп.