Схемы включения трансформаторов напряжения

В зависимости от назначения могут применяться разные схемы включения трансформаторов напряжения. Два однофазных трансформатора напряжения, соединенные в неполный треугольник, позволяют измерять два линейных напряжения. Целесообразна такая схема для подключения счетчиков и ваттметров. Для измерения линейных и фазных напряжений могут быть использованы три однофазных трансформатора (ЗНОМ, ЗНОЛ), соединенные по схеме «звезда — звезда», или трехфазный типа НТМИ. Так же соединяются в трехфазную группу однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и НКФ.

Присоединение расчетных счетчиков к трехфазным трансформаторам напряжения не рекомендуется, т.к. они имеют, обычно, несимметричную магнитную систему и увеличенную погрешность. Для этой цели желательно устанавливать группу из двух однофазных трансформаторов соединенных в неполный треугольник.

Трансформаторы напряжения выбирают по условиям Uуст ≤U1ном, S2≤ S2ном в намечаемом классе точности. За S2ном принимают мощность всех трех фаз однофазных трансформаторов напряжения, соединенных по схеме звезды, и удвоенную мощность однофазного трансформатора, включенного по, схеме неполного треугольника.

Трансформаторы тока для электроустановок напряжением до 1000 В показаны на рисунке 2, а, б, в (катушечный, шинный ТШ-0,5 и шинный с литой изоляцией ТШЛ-0,5). В шинных трансформаторах тока в качестве первичной обмотки используют шину, пропускаемую через окно 5 сердечника трансформатора тока, на который намотана вторичная обмотка.

Рисунок 2 – Трансформаторы тока на напряжение до 1000 В:
а — катушечный, б, в — шинные ТШ-0,5 и ТШЛ-0,5; 1 — каркас, 2, 4 — зажимы вторичной и первичной обмоток, 3 — защитный кожух, 5 — окно



Рисунок 3 – Трансформаторы тока на напряжение 10 кВ с литой изоляцией:
а — многовитковый ТПЛ-10, б — одновитковый ТПОЛ-10, в —шинный ТПШЛ-10; 1, 2 — зажимы первичной и вторичной обмоток, 3 — литая изоляция, 4 — установочный угольник, 5 — сердечник

Рисунок 4 – Опорный трансформатор тока ТФНД-220 наружной установки
Проходные трансформаторы тока для внутренней установки на напряжение 10 кВ выполняют многовитковыми, одновитковыми и шинными с фарфоровой и пластмассовой (литой) изоляцией (Рисунок 3, а—в).

Рисунок 5 – Трансформаторы тока:
а — проходной ТПФМ-10 на 10 кВ, б — опорный ТФН-35М на 35 кВ; 1 и 3 — первичная и вторичная обмотки, 2 — фарфоровый изолятор, 4 — сердечник вторичной обмотки, 5 — контактный угольник, 6 — крышка, 7 — кожух, 8 — верхний фланец, 9 — зажимы выводов вторичной обмотки, 10 — якореобразный болт, 11 — крышка, 12 — фарфоровая покрышка, 13 — изоляционное масло, 14 — кольцевые обмотки («восьмеркой»), 15 — полухомут, 16 — масловыпускатель, 17 — цоколь, 18 — коробка вторичных выводов, 19 — кабельная муфта, 20 — маслоуказатель
Опорный трансформатор тока ТФНД-220 для наружной установки на напряжение 220 кВ (Рисунок 4) имеет обмотки, помещенные в фарфоровый корпус 3, залитый маслом и укрепленный на основании 4. На верхнем торце фарфорового корпуса укреплен чугунный расширитель 1 для масла с маслоуказателем и зажимами 2 первичной обмотки. Сердечник с вторичной обмоткой охватывается первичной обмоткой, имеющей в этом месте форму кольца. Выводы вторичной обмотки размещены в коробке 5 на основании трансформатора.
В высоковольтных распределительных устройствах подстанций применяют проходные (Рисунок 5, а) и опорные (Рисунок 5, б) трансформаторы тока.
1.4 Электрическая принципиальная схема
Для питания вторичных устройств используют различные схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока. Соединение в звезду (Рисунок 6, а) применяют при необходимости контроля тока во всех трех фазах электрической сети, соединение треугольником (Рисунок 6, б) — при получении большей силы тока во вторичной цепи или сдвига по фазе вторичного тока относительно первичного на 30 или 330°.
В сетях с изолированной нейтралью используют соединение вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока в неполную звезду (Рисунок 6, в) и на разность токов двух фаз (Рисунок 6, г), а для питания защит от замыкания на землю — схему соединения на сумму токов трех фаз (схема фильтра токов нулевой последовательности). Токовое реле, включенное на выходе цепей, собранных по такой схеме (Рисунок 6, д), не реагирует на междуфазовые короткие замыкания, но приходит в действие при всех видах повреждений, связанных с замыканием элементов электрической сети на землю.

Рисунок 6 – Схемы соединений вторичных обмоток трансформаторов тока:
а — звездой, б — треугольником, в — неполной звездой, г – на разность токов двух фаз, д — на сумму токов трех фаз, е — последовательное, ж— параллельное
Последовательное соединение вторичных обмоток трансформаторов тока одной фазы (Рисунок 6, е) позволяет получить от них суммарную мощность, а параллельное (Рисунок 6, ж) — уменьшить коэффициент трансформации, суммируя ток вторичных обмоток при данном токе в линии.

9) Конструкция масляного малообъемного выключателя на 10кВ

Малообъемные (маломасляные) выключатели получили широкое применение на напряжения от 6 до 220 кВ для внутренней и наружной установок. В выключателях этого вида масло служит только газогенерирующей средой в процессе гашения дуги при отключении. Для изоляции токоведущих частей используется фарфор, стеклопластик, текстолит и другие изоляционные материалы. Выключатели имеют меньшие габариты и массу по сравнению с многообъемными выключателями. Небольшая масса трансформаторного масла (4,5 кг —ВМП-10; 12кг— ВК-10; 100 кг — ВМК- 35; 120 кг — ВМУЭ-35; 250 кг — ВМТ-1 10; 730 кг — ВМТ-220) облегчает ремонт выключателя и его обслуживания.
Выключатель ВМП-10 (выключатель масляный подвесной) на напряжение 10 кВ для внутренней установки показан на рис. 1.
На стальной раме 1 установлены шесть опорных изоляторов 7, на которых смонтированы три полюса (фазы) 8 выключателя (на рис. 1, а показано два изолятора и один полюс). В подшипниках рамы свободно вращается вал 4, на котором закреплены три двуплечных рычага 3 напротив каждого полюса. Рычаги одним плечом соединяются с изоляционной тягой 11, а другим — с отключающей пружиной 2. Для амортизации при включении и отключении выключатель снабжён масляным 9 и пружинным 5 демпферами. Болт 6 служит для заземления рамы выключателя. Изоляционная тяга 11 связывает рычаг вала выключателя с рычагом 12 вала полюса. Уровень масла в выключателе контролируется маслоуказателем.

Рис. 1:
а — конструкция выключателя типа ВПМ-10; б — разрез полюса; в — разрез дугогасительной камеры

Конструктивное устройство одного полюса выключателя показано на рис. 1, б. К цилиндру 22, выполненному из стеклоэпоксида, прикреплены нижний 30 и верхний 34 фланцы. Фланец 30 имеет буферную полость 31, снизу закрыт крышкой 26, на которой расположен неподвижный розеточный контакт 29 и маслоспускная пробка 27. Токоотводящая шина 28 крепится к крышке с помощью болтов. Над розеточным контактом 29 находится камера поперечного дутья 25. Внутри корпуса 19 смонтирован подвижной контакт со съемным наконечников 33, имеющий облицовку из металлокерамики. Подвижный контакт приводится в движение рычагом 20 на валу полюса, которые связаны между собой через выпрямляющий механизм 13, преобразующий вращательное движение вала в поступательное — стержня. Токосъем с подвижного контактного стержня на неподвижные 21 осуществляется с помощью роликов З6. Подвод тока от подводящей шины 35 к стержням 21 осуществляется через фланец 34, к которому она крепится болтами. Корпус полюса сверху закрыт пластмассовой крышкой 16 с маслоналивным отверстием, в которое завинчивается пробка 7.
Дугогасительная камера поперечного масляного дутья (рис. 1, в) состоит из пакета текстолитовых пластин. Пластины верхней части камеры круглые и имеют центральное отверстие 23 для прохода контактного стержня. Часть пластин имеют отверстия удлиненной формы. Это позволяет при сборке камеры создать специальные масляные карманы 32 (рис. 1, б). Помимо центрального отверстия верхние пластины имеют еще три (в некоторых камерах — два) отверстия, благодаря которым в собранной камере создаются вертикальные дутьевые каналы 24, переходящие в нижней части в горизонтальные.
Процесс гашения электрической дуги в выключателе показан на рис. 5,33. Во включенном положении подвижный контактный стержень 6 находится в розеточном контакте 3. При отключении стержень выходит из розеточного контакта и возникает электрическая дуга. Под действием высокой температуры масло генерирует газы, вокруг дуги возникает газовый пузырь, давление в камере повышается и воздух в буферной полости А сжимается.

Когда при движении стержня вверх открываются дутьевые горизонтальные каналы, сжатый воздух выталкивает в них масло и газы, осуществляя поперечное дутье, растягивая дугу и производя ее интенсивную деионизацию. Масло и газы по вертикальным дутьевым каналам выбрасываются из дугогасительной камеры в верхнюю часть полюса. Газы через отверстия 18 в маслоотделителе 14 (рис. 1, б) и далее по каналу 15 в верхней пластмассовой крышке уходят из выключателя. Масло через маслоотделитель не проходит, оно стекает по стенкам цилиндра вниз и через отверстия 23 и 24 камеры возвращается в нижнюю часть полюса.

Рис. 2. Процесс гашения дуги в выключателе ВМП-10
Если отключаются небольшие токи, то давление в камере может быть недостаточным для быстрого гашения дуги. Она тянется за стержнем и в верхней части камеры испаряет масло в масляных карманах 5 (рис. 2), создавая встречно-радиальное дутье, которое гасит дугу. Масло в процессе гашения практически не расходуется, однако, насыщается частичками металла электродов, взвешенным углеродом — продуктом разложения масла, твердыми механическими примесями и водой. Поэтому масло после определенного числа отключений меняют, для чего имеется пробка в крышке 1 нижнего фланца 2. После отключения подвижный контакт выходит из масла, изоляцию между контактами осуществляет цилиндр 4 из стеклоэпоксида.
ВМП-10 относится к выключателям ускоренного действия: собственное время отключения выключателя с приводом составляет 0,09 с, а полное — 0,11с.

Выключатель ВК-10 (выключатель колонковый) на напряжение 10 кВ маломасляный со встроенным пружинным приводом относится к быстродействующим: собственное время отключения выключателя с приводом — 0,05 с; полное — 0,07 с. Колонковый выключатель ВКЭ-10 комплектуется встроенным электромагнитным приводом. Выключатель ВКЭ-М-10 является модернизированной разновидностью выключателя ВКЭ-10.
На рис. 3 показан выключатель ВК-10 (ВКЭ-М-10) на выкатной тележке 2. Полюса 4 выключателя (на рис. 3 виден один полюс) снабжены контактами главной цепи 1 розеточного типа (на виде/показаны увеличено) для включения выключателя в высоковольтную цепь при вкатывании его в высоковольтный шкаф. управление выключателем осуществляется приводом 3. На фасадной перегородке 5 находятся ручки для выкатывания и два низковольтный штепсельных разъема 6 для цепей управления и сигнализации.

Рис. 3. Выключатель типа ВК-10
Из-за малого расстояния между фазами (200 мм) металлические части полюсов имеют изоляционный кожух 7,
На номинальный ток отключения до 20 кА полюс выключателя состоит из изоляционного цилиндра 16 (рис. 4), внутри которого находится дугогасительная камера 15, неподвижный розеточный контакт 19, с которым электрически связан внешний контакт главной цепи 18, закрепляемый гайкой 17 на втулке 12 (см. нижний контакт главной цепи). Прокладка 11 защищает изоляционный цилиндр от деформации и течи масла. Аналогичные прокладки 13 и 21 ставятся в местах крепления деталей к цилиндру. Цилиндр крепится на корпус механизма 6 фланцем 8 с кольцевой прокладкой 7. Механизм полюса имеет вал с двумя рычагами внешним и внутренним. Внутренний рычаг через изолирующую тягу 9 шарнирно связан с подвижным контактным стержнем 4, который через токоотвод 3 (роликовое токосъемное устройство) связан с направляющими стержнями 2. Ток со стержнем 2 передается на токоведущий стержень 5 с обоймой 10 и далее на нижний главный контакт выключателя розеточного типа. Над токоотводом установлен распорный цилиндр 14. Винт 20 с шайбой 22 и прокладкой 21 обеспечивает крепление розеточного контакта к цилиндру 16. Сверху на полюсе расположено смотровое стекло 1 маслоуказателя поплавкового типа.

Дугогасительная камера выключателя ВК-10 аналогична камере выключателя ВМП-10. В верхней ее части находятся три поперечные дутьевые щели для гашения больших токов, расположенные одна под другой и связанные вертикальным каналом, проходящим через всю камеру. В нижней части камеры имеются два глухих масляных кармана для гашения малых токов.

Рис. 4. Разрез полюса выключателя ВК-10
Выключатель ВМК-35 (выключатель маломасляный колонковый) на напряжение 35 кВ предназначен для наружной установки. На рис. 5, а показаны три фарфоровые колонки (фазы), установленные на тележке 8. Каждая колонка состоит из двух аппаратных полых изоляторов, в верхнем 3 находится дугогасительная камера 9, в нижнем 5 — изоляционная тяга 7, к которой крепится подвижный контактный стержень 6. Неподвижный розеточный контакт 2 смонтирован в верхней части дугогасительной камеры Р, которая набрана из изоляционных дисков 10. Чтобы разгрузить изоляторы от ударного действия высокого давления, возникающего в камере при отключении выключателя, ее помещают в толстостенный бакелитовый цилиндр 11. Масло находится в верхней части выключателя, его уровень контролируется маслоуказателем 1. Роликовая контактная система 4 обеспечивает токосъем с подвижного стержня на неподвижные, которые связаны с нижним внешним выводом на среднем фланце. Верхний вывод делается от колпака 13, на котором имеется маслоналивное отверстие 12 закрытое пробкой.

Рис. 5:
а — выключатель типа ВМК-35; б — разрез дугогасительной камеры
Разрез дугогасительной камеры встречно-поперечного дутья приведен на рис. 5, б. В верхней части камеры на стержне 20 смонтирован контактный вывод 21 и неподвижный розеточный контакт. Его сегменты 14 имеют металлокерамическое покрытие и пружинами 18 поджимаются к контактному стержню при включенном выключателе. Розеточный контакт сверху закрыт металлическим стаканом 19 с отверстием 22 для постепенного выхода газов после гашения дуги. Цилиндрический корпус 16 камеры навинчивается на стакан. Внутри корпуса пластины 17 и вкладыши 15 образуют комбинированную дугогасительную камеру. Каналы 24 й 25 служат для поперечного дутья при гашении дуги с большими токами. В нижней части камеры при отключении малых токов осуществляется интенсивное продольное дутье при разложении масла в карманах, образованных полостями р в фигурных вкладышах 15 из изоляционного газогенерирующего материала. После отключения тока карманы и полость камеры вновь заполняются маслом, поступающим через отверстие 26 для прохода подвижного контакта, а также через каналы 24 и 25.
Выключатель ВМК-27,5, применяемый в тяговых сетях однофазного переменного тока, имеет аналогичную конструкцию и принцип гашения дуги, но состоит из одной колонки. Основанием выключателя служит шкаф привода.
Большинство выключателей типа ВМК относится к числу быстродействующих, хотя некоторые имеют полное время отключения 0,1-0,11 с.

Дата добавления: 2015-11-03