Кварценаполненные взрывобезопасные шахтные трансформаторы и подстанции - Основные направления развития

ГЛАВА ВТОРАЯ ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ШАХТНЫХ ПОДСТАНЦИЙ И ТРАНСФОРМАТОРОВ

ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Шахтные взрывобезопасные трансформаторы выпускаются многими зарубежными фирмами. В большинстве стран за рубежом выпускаются сухие трансформаторы с кремнийорганической изоляцией. Это вызвано тем, что затрудненный отвод тепла от активной части трансформатора, находящейся во взрывоопасной оболочке, приводит к резкому росту ее температуры.
Требования правил и норм для взрывобезопасного электрооборудования в различных странах имеют значительные расхождения и во многом отличаются от отечественных. Поэтому часто зарубежные трансформаторы не отвечают требованиям норм, принятых в СССР.
Все разновидности выпускаемых шахтных силовых трансформаторов можно разделить на три основных типа.

1. Сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением активной части на кремнийорганической изоляции.
2. Сухие трансформаторы с кварцевым заполнением.
3. Трансформаторы с жидкостным заполнением.

СУХИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЕСТЕСТВЕННЫМ ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ НА КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Сухой шахтный трансформатор с естественным воздушным охлаждением представляет собой обычный трехстержневой трансформатор с концентрическими обмотками, помещенный в прочную замкнутую оболочку. Для лучшего охлаждения у шахтных сухих трансформаторов поверхность оболочек искусственно увеличивается путем приварки охлаждающих ребер как снаружи, так и внутри их или труб, по которым циркулирует воздух и пр.
Взрывонепроницаемость этого типа оболочек трансформаторов обеспечивается посредством щелевой (фланцевой) взрывозащиты, т. е. сочленения оболочки с крышками осуществляется фланцами необходимой ширины при соблюдении допустимой щели между ними. Параметры взрывозащиты определяются соответствующими правилами в зависимости от объема оболочки и исполнения оборудования. Конструкции этого типа трансформаторов заметно отличаются из-за различных требований эксплуатации и норм, а также по патентным соображениям.
На рис. 2-1 показана подстанция фирмы АСЕС (Бельгия). Трансформатор обычный трехстержневой сухого типа с кремнийорганической изоляцией обмоток помещен в оболочку, снабженную трубами и ребрами для охлаждения. Обмотки позволяют производить регулирование коэффициента трансформации в пределах ±5% после отключения трансформатора от сети путем переключения отпаек (через люк на оболочке). В нижней части оболочки имеются специальные клапаны для выпуска конденсата.
Подстанция состоит из сухого трансформатора и распределительных устройств высокого и низкого напряжений, расположенных на торцевых стенках оболочки трансформатора. Распределительное устройство высокого напряжения (РУВН) представляет собой разъединитель тока холостого хода, смонтированный непосредственно в оболочке.

Рис. 2-1. Подстанция фирмы АСЕС (Бельгия).
В РУВП имеется блокировка, исключающая отключение разъединителя тока холостого хода при включенной нагрузке. Распределительное устройство низкого напряжения (РУНН) представляет собой комплект аппаратуры, в который входят: автоматический выключатель выдвижного типа с электрической блокировкой цепи высокого напряжения и измерительные приборы. Механическая блокировка исключает открывание крышки при включенном автомате, при открытой крышке автомат отсоединяется от трансформатора. Распределительные устройства снабжены кабельными муфтами. Подстанция и трансформатор помещены на раму с ходовой частью для передвижения по железнодорожному пути.
Технические характеристики трансформаторов серии TBGS фирмы АСЕС приведены в табл. 2-1. В табл. 2-2 даны габариты и вес трансформаторов и подстанций.

Все трансформаторы имеют ВН 6 000 или 3 000 в; НН 230, 400 или 525 в. Трансформаторы имеют шифр TBGS-3, подстанции — TBGS-12- Фирма Siemens-Schuckert (ФРГ) выпускает шахтные передвижные трансформаторы на кремнийорганической изоляции мощностью 20, 100, 200, 315, 400 и 500 кВА с напряжением на стороне ВН до 6 000 в и на стороне НН до 550 в (рис. 2-2).
Таблица 2-2

Примечание. Схема соединения обмоток „звезда—звезда".
Обмотка ВН допускает  регулирование коэффициента трансформации в пределах ±4%. Трансформатор помещен в оболочку, испытанную избыточным давлением 10 ат и установлен на салазках. Для подключения трансформатора имеются одна муфта ВН и три кабельные муфты НИ. Технические характеристики трансформаторов приведены в табл. 2-3.

Рис. 2-2. Трансформатор фирмы Siemens-Schuckert (ФРГ).
Фирма Siemens-Schuckert (Англия) выпускает шахтные сухие трансформаторы и подстанции мощностью 200 и 300 кВА (рис. 2-3) с напряжением на стороне ВН 6600 и 3 300 в и на стороне НН 570 а. Подстанция состоит из сухого трансформатора, заключенного в оболочку, и РУВН и РУИН, расположенных со стороны торцевых стенок оболочки.

Рис. 2-3. Подстанция фирмы Siemens-Schuckert (Англия).
В РУВН имеется разъединитель тока холостого хода, сблокированный с РУНН. Отключение его возможно только при отключенной нагрузке. В РУНН расположен разъединитель НН, автоматический выключатель с максимальными и тепловыми расцепителями, аппаратура контроля и измерительные приборы. Автомат снабжен реле времени, которое исключает срабатывание его от пусковых токов. Блокировка исключает доступ к аппаратуре РУНН, а также делает невозможным отключение разъединителя при включенном автомате. Кабельные муфты штепсельного типа устанавливаются на обоих РУ.
Фирма Brush в Англии выпускает шахтные трансформаторы типа GET (рис. 2-4) также комплектно с РУ. Кожух такого трансформатора прямоугольный с волнистой боковой поверхностью. Данные этих трансформаторов приведены в табл. 2-4.
Таблица 2-4

Фирма Associated Elecrical Industries (AEI) (Англия) выпускает сухие трансформаторы для шахт на кремнийорганической изоляции (рис. 2-5) мощностью 150, 200. 250, 300 кВА напряжением на стороне ВН до 15 кВ и НИ — 570 в.

Рис. 2-4. Подстанция фирмы Brush (Англия).
Эти же трансформаторы применяются  и в других отраслях промышленности, где требуется электрооборудование для взрывоопасных или пожароопасных объектов.

Рис. 2-5. Трансформатор фирмы AEI (Англия).
Характерной особенностью их конструкции является прямоугольная оребренная  оболочка. Ввод осуществляется посредством кабельных муфт штепсельного типа.
Австрия выпускает сухие трансформаторы типа dQD на кремнийорганической изоляции, по своей конструкции мало отличающиеся от трансформаторов фирмы Siemens-Schuckert. Технические характеристики их приведены в табл. 2-5.

Рис. 2-6. Подстанция завода MEFTA (Польша).

Таблица 2-5

Завод MEFTA (ПНР) выпускает шахтные трансформаторы и подстанции на изоляции из кремнийорганических материалов (рис. 2-6). Трансформатор помещен в цилиндрическую оболочку с ребрами и трубами для улучшения охлаждения. Напряжение ВН до 6000 я, а НН — 400 или 525 в. Технические данные подстанций приведены в табл. 2-6.

Рис. 2-7. Трансформатор завода Rade Koncar (Югославия).
В Югославии на заводе Rade Koncar (в Загребе) выпускаются трансформаторы на кремнийорганической изоляции (рис. 2-7) и подстанции. Напряжение ВН до 6000 в, НН до 525 в. Характеристики этих трансформаторов приведены в табл. 2-7,

В ГДР на трансформаторном заводе в Рейхенбахе освоен выпуск сухих трансформаторов с кремнийорганической изоляцией (рис. 2-8). Трансформаторы имеют слоевые цилиндрические обмотки как НН, так и ВН.

Рис. 2-8. Трансформатор завода в Рейхсьбахе (ГДР).
Оболочка трансформатора сварная из листовой стали. Боковые стенки оболочек имеют U-образные гофры. Напряжение ВН 6 000 в; IIH —400 и 525 в. Характеристики трансформаторов типа DTK приведены в табл. 2-8.

Рис. 2-9. Подстанция завода в г. Хмельницкий
Отечественной промышленностью освоен выпуск шахтных взрывобезопасных подстанций (рис. 2-9) с трансформаторами на кремнийорганической изоляции мощностью 180 и 250 кВА (Хмельницкий завод  трансформаторных подстанций). Трансформатор помещен в цилиндрическую оболочку с охлаждающими ребрами (внутренними и наружными). Подстанция оборудована РУ ВН и НН. Первое представляет собой разъединитель тока холостого хода, сблокированный с автоматическим выключателем в РУНН. Отключение разъединителя ВН возможно только при отключенном автомате. В РУНН имеется автоматический выключатель типа АВ-4У, устройство автоматического контроля изоляции типа 18

УAК2, измерительные приборы (амперметр, вольтметр) и осветительный трансформатор для местного освещения типа ОСО-0,25. Ввод осуществляется через кабельные муфты под гибкий или бронированный кабель. Передвижение осуществляется по рельсам с шириной колеи 600 или 900 мм. Напряжение BН 6 000 в, НН — 400 и 690 в. Характеристики подстанции приведены в табл. 2-9.
Таблица 2-9

Примечание. В оболочке имеются специальные взрывобезопасные клапаны для выпуска, конденсата.