7-2. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ И ТИПОВЫХ ИСПЫТАНИЙ
а) Общие сведения
Номинальные напряжения двухобмоточных трансформаторов разных габаритов
Напряжения короткого замыкания двухобмоточных трансформаторов разных габаритов
* Трехфазный.
** Однофазный.
При контрольных и типовых испытаниях трансформаторов для проведения опытов холостого хода и короткого замыкания, а также для испытания на нагрев требуются испытательные напряжения и токи в весьма широком диапазоне. Кроме того, при опыте холостого хода и при испытании главной и продольной изоляции трансформаторов напряжение питающего генератора должно быть по возможности близким к номинальному, чтобы избежать искажения формы кривой испытательного напряжения.
В табл. 7-12 приведены номинальные напряжения обмоток ВН и НН двухобмоточных трансформаторов 1—6-го габаритов.
Из табл. 7-12 видно, что для проведения опыта холостого хода трансформаторов 1—6-го габаритов при питании со стороны обмотки НН требуются испытательные напряжения от 0,23 до 38,5 кВ.
В табл. 7-13 и 7-14 приведены напряжения короткого замыкания двух- и трехобмоточных силовых трансформаторов и автотрансформаторов, отнесенные к номинальному току испытываемой пары обмоток.
Таблица 7-13 составлена исходя из того, что опыт короткого замыкания производится при питании обмотки ВН. У трехобмоточных трансформаторов (табл. 7-14) опыт короткого замыкания производится по парам обмоток:
Напряжения короткого замыкания при токах меньше номинального (контрольные испытания) определяются из отношения
Таблица 7-14
Напряжения короткого замыкания трехобмоточных трансформаторов (автотрансформаторов) разных габаритов
* Трехфазный.
** Однофазный.
*** Отнесено к номинальной мощности обмотки НН (50% проходной мощности).
работы в блоке с испытательным генератором. На испытательных станциях обычно применяют двух- или трехобмоточные силовые трансформаторы с секционированными обмотками ВН и НН.
б) Выбор промежуточного трансформатора
Типовая мощность промежуточного трансформатора принимается равной или несколько больше номинальной мощности испытательного генератора, предназначенного для работы в блоке с промежуточным трансформатором.
Номинальная мощность понижающей обмотки трехобмоточного трансформатора обычно принимается равной 2/3 номинальной мощности генераторной обмотки (СН), так как в подавляющем большинстве случаев для питания испытываемого трансформатора от понижающей обмотки требуется не более половины номинальной мощности генератора.
Исключение составляют трехобмоточные трансформаторы, одна из обмоток которых предназначена для подключения конденсаторной батареи. В этом случае эта обмотка должна быть рассчитана на номинальную (реактивную) мощность конденсаторной батареи, а повышающая обмотка рассчитывается на арифметическую сумму номинальных мощностей генератора и конденсаторной батареи.
Для испытания трансформаторов 3-го габарита и частично 4-го габарита иногда выбирают двухобмоточные трансформаторы с целью упрощения схемы коммутации распределительных устройств с напряжением до 15 кВ. Эти трансформаторы используются для работы как в повышающем, так и в понижающем режимах.
Трехобмоточные же трансформаторы используются для испытания трансформаторов 1—6-го габаритов. Практическое применение двух- и трехобмоточных трансформаторов рассмотрено в гл. 3 и 4.
Для получения различных напряжений на выходе промежуточного трансформатора без значительного снижения напряжения генератора повышающую и понижающую обмотки промежуточного трансформатора секционируют. Схемы распределительных устройств испытательных стендов предусматривают разные варианты соединения секций и фаз обмоток, а также подключения питания от генератора к промежуточному трансформатору (см. гл. 3 и 4).
В зависимости от габаритов и серий испытываемых трансформаторов выбирают тип промежуточного трансформатора, число секций повышающей и понижающей обмоток и напряжение секции, руководствуясь требуемыми испытательными напряжениями, например по данным табл. 7-12—7-14.
Рассмотрим выбор номинальных напряжений обмоток промежуточного трансформатора на конкретном примере.
Пример. Для контрольных и типовых испытаний трансформаторов 3-го габарита предусмотрены трехфазный синхронный генератор 1 000 кВА, 6,3 кВ, 50 Гц и трехфазный генератор повышенной частоты 750 кВА, 6 кВ, 150 Гц.
Требуется определить технические характеристики подходящего промежуточного трансформатора к указанным генераторам.
Решение. Принимаем для установки двухобмоточный промежуточный трансформатор с секционированными обмотками ВН и НН для работы на испытательной установке как в повышающем, так и понижающем режимах. Типовая мощность трансформатора должна быть не менее номинальной мощности испытательного генератора 50 Гц, т. е. не менее 1 000 кВА.
Согласно табл. 7-12 для проведения опытов холостого хода при питании испытываемых трансформаторов со стороны НН потребуются номинальные напряжения 0,4; 0,69; 3,15; 6,3 и II кВ, а для испытаний изоляции индуктированным напряжением, равным двойному номинальному, соответственно 0,8; 1,38; 6,3;. 12,6 и 22 кВ.
Для испытаний на нагрев по методу короткого замыкания при токе I"к=1,2Iн и питании со стороны обмотки ВН испытываемого трансформатора потребуются согласно табл. 7-13 напряжения от 0,42 до 3,3 кВ.
Так как промежуточный трансформатор будет работать как в повышающем, так и понижающем режимах при питании от генераторов 6,3 и 6 кВ, обмотки ВН и НН трансформатора должны иметь одно из соединений на номинальное напряжение 6,3 кВ. Кроме того, обмотка ВН должна иметь еще соединения на номинальные напряжения 11 и 22 кВ. Поэтому обмотка ВН должна иметь две секции на фазу, каждая на 6,3 кВ, что позволяет при параллельном и последовательном соединении секции иметь соответственно:
6,3—12,6 кВ — при соединении фаз в треугольник;
10,9—21,8 кВ — при соединении фаз в звезду.
Фазное напряжение обмотки НН должно быть: 
Таблица 7-15
Номинальные напряжения обмотки НН промежуточного трансформатора при питании со стороны ВН напряжением 6,3 кВ
Для получения номинальных напряжений менее 3,64 кВ обмотка НН должна быть секционирована. В трансформаторах с масляным охлаждением ввиду технических трудностей размещения большого числа вводов на крышке обмотка НН может быть разделена не более чем на четыре секции. Поэтому примем исполнение обмотки НН промежуточного трансформатора с четырьмя секциями на фазу. Тогда наименьшее напряжение обмотки НН при номинальной мощности трансформатора составит:
а при соединении обмотки ВН на 12,6 кВ и питании ее от генератора 6,3 кВ, т. е. при уменьшении мощности трансформатора вдвое, напряжение обмотки НН составит:
Номинальные напряжения обмотки НН трансформатора, получаемые при различных соединениях секций и фаз обмоток, и питание обмотки ВН напряжением 6,3 приведены в табл. 7-15.
Как видно из табл. 7-15, обмотка НН промежуточного трансформатора позволяет получить практически все требуемые испытательные напряжения при возбуждении питающего генератора, близком к номинальному, т. е. при малом искажении формы кривой напряжения.
На рис. 7-9 показана схема обмоток ВН и НН промежуточного трансформатора типа ТМС-1500/35, номинальной мощностью 1500 кВ и номинальными напряжениями обмоток 2X6/4X0,85 кВ на фазу. Данные этого трансформатора подходят для рассмотренного примера.
Рис. 7-9. Схема обмоток ВН и НН промежуточного трансформатора типа ТМС-1500/35. Схема обмоток ВН и НН.
Рис. 7-10. Схема обмоток ВН и НН промежуточного трансформатора типа ТМС-5600/35.
Напряжения на обмотках ВН и НН при различных соединениях
Двухобмоточный промежуточный трансформатор может иметь обмотку ВН с четырьмя секциями на фазу. На рис. 7-10 показана схема обмоток промежуточного трансформатора типа ТМС-5600/35, 5 600 кВА, с номинальными напряжениями обмоток 4Х3,15/2Х Х3,15 кВ на фазу. Такой промежуточный трансформатор при работе в повышающем и понижающем режимах может быть использован для контрольных и частично типовых испытаний силовых трансформаторов 4-го габарита.
Рис. 7-11. Схема обмоток и расположение вводов на крышке промежуточных трансформаторов типа ТДЦТИ-15000/35 и типа ТДЦТИ-31500/35.
а — схема обмоток ВН, СН и НН; б — расположение вводов иа крышке.
Рис. 7-12. Схема обмоток ВН, СН и НН промежуточного трансформатора типа ТДЦТИ-15000/150.
Для контрольных и типовых испытаний (опыты холостого хода и короткого замыкания, испытание изоляции индуктированным напряжением и испытание на нагрев) трансформаторов 4—6-го габаритов требуются согласно табл. 7-12—7-14 испытательные напряжения в пределах от 0,73 до 75 кВ.
Контрольные и типовые испытания подавляющего большинства этих трансформаторов указанных габаритов могут быть проведены при напряжениях не свыше 40 кВ. Поэтому на испытательных станциях отечественных заводов для испытания трансформаторов 4—6-го габаритов применяются трехобмоточные промежуточные трансформаторы с номинальными напряжениями обмоток:
Напряжения, получаемые от понижающей и повышающей обмоток трансформатора при различных соединениях секций и фаз обмоток и номинальном напряжении генераторной обмотки, приведены в табл. 7-16.
На рис. 7-11 показано расположение вводов на крышке трехобмоточного промежуточного трансформатора типа ТДЦТИ-15000/35, 15000/15000/10 000 кВА, 2X11/6,3/2X1,9 кВ на фазу. Аналогичные обмотки имеет и промежуточный трансформатор типа ТДЦТИ-31500/35.
Если в программе выпуска завода предусматриваются силовые трансформаторы с обмоткой НН на 38,5 кВ и выше, то для испытания изоляции этих трансформаторов индуктированным напряжением следует предусмотреть отдельный промежуточный трансформатор с обмоткой ВН на более высокое напряжение, например на 130 или 150 кВ, с учетом использования его в качестве подпорного трансформатора (§ 7-1,в). В этом случае обмотку НН этого трансформатора следует выбрать секционированной, а обмотку ВН — с переключателем ответвлений на ±15%.
На рис. 7-12 показана схема соединений обмоток промежуточного трансформатора типа ТДЦТИ-15000/150.
Таблица 7-17
Промежуточные трансформаторы специального исполнения
Рис. 7-13. Габаритные размеры промежуточных трансформаторов со снятыми охладителями.
Таблица размеров к рис. 7-13
* Расположение расширителя параллельно длинной оси.
Для типовых испытаний на нагрев трансформаторов 5—6-го габаритов предельных мощностей требуется промежуточный трансформатор весьма большой мощности (более 100 МВА) и напряжением повышающей обмотки до 75 кВ (см. табл. 7-13). Этот трансформатор целесообразно использовать и при типовых испытаниях менее мощных трансформаторов для освобождения от длительных нагрузок испытательных стендов с промежуточными трансформаторами для контрольных испытаний.
На рис. 9-3,а и б показаны установка, общий вид, расположение вводов обмоток и размеры промежуточного трансформатора типа ТДЦТИ-120000/35, 120 000 кВА, с номинальными напряжениями обмоток 4X11/6,3 кВ на фазу. Расщепленная обмотка НН трансформатора предназначена для включения двух или трех испытательных генераторов (типа синхронного компенсатора) для совместной работы в блоке с промежуточным трансформатором.
Если на испытательной станции предусматривается установка силовой конденсаторной батареи (для включения при испытании на нагрев трансформаторов предельной мощности), целесообразно промежуточный трансформатор предельной мощности выбрать в трехобмоточном исполнении с обмоткой СН, рассчитанной на включение конденсаторной батареи.
В табл. 7-17 приведены технические характеристики промежуточных трансформаторов специального исполнения, разработанных отечественными заводами.
Промежуточные трансформаторы для контрольных испытаний работают кратковременно и с большими интервалами. Испытательная нагрузка в большинстве случаев меньше номинальной их мощности.
Перегрузки редки, а также и кратковременны. Такой режим работы позволяет устанавливать трансформаторы без охладительной системы. Вопрос об охладительной системе для проектируемых испытательных установок решается в каждом случае индивидуально. Промежуточные трансформаторы, предназначенные для типовых испытаний, должны иметь свою собственную охладительную систему.
Габаритные размеры промежуточных трансформаторов на рис. 7-13 показаны со снятыми охладителями.
