а) Условное обозначение типа и маркировка вводов трансформатора
Условное обозначение типа состоит из букв и цифр. Буквенные обозначения в указанной ниже последовательности характеризуют число фаз, вид охлаждения, число обмоток, способ регулирования напряжения и другие особенности трансформатора. Цифры в обозначении тина в виде дроби указывают в числителе номинальную мощность (кВА), а в знаменателе — класс напряжения обмотки ВН и две последние цифры — год начала выпуска трансформаторов данной конструкции.
По ГОСТ 11677-65 приняты следующие буквенные обозначения для силовых трансформаторов общего назначения.
Число фаз
О — однофазный;
Т — трехфазный.
Виды охлаждения
М — естественное масляное;
Д — масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла;
ДЦ — масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла;
МВ — масляно-водяное с естественной циркуляцией масла;
Ц — масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла и воды;
С — естественное воздушное при открытом исполнении;
СЗ — естественное воздушное при защищенном исполнении;
СГ — естественное воздушное при герметизированном исполнении;
СД — воздушное с дутьем;
Н — естественное охлаждение негорючей жидкостью;
НД — охлаждение негорючей жидкостью с дутьем.
Виды исполнения
Т — трехобмоточный (когда эта буква стоит после обозначения вида охлаждения);
Н — одна из обмоток с устройством РПН;
А — автотрансформатор (указывается в начале- буквенного обозначения типа).
Кроме перечисленных буквенных обозначений, для трансформаторов специальных исполнений применяют дополнительные буквенные обозначения, которые согласно ГОСТ 11677-65 должны указываться после букв, перечисленных выше.
Примеры обозначения типа трансформатора:
- ТМН-1600/35-63—трехфазный с естественным масляным охлаждением с РПН, номинальной мощностью 1 600 кВА, класса 35 кВ, конструкции 1963 г.
- АОДЦТН-250000/500/220-64 — однофазный, с охлаждением ДЦ, трехобмоточный, с РПН, номинальной мощностью 250 МВА, с обмоткой ВН класса 500 кВ и обмоткой СН класса 220 кВ, конструкции 1964 г.
Маркировка вводов. По ГОСТ 11677-65 у однофазных трансформаторов начала обмоток ВН, СН и НН обозначают буквами А, Ат и а, а концы этих обмоток X, Хт и х. Трехфазные трансформаторы имеют обозначения начала обмоток ВН, СН и НН соответственно: А—В—С, Ат—Вт—Ст и а—в—с, а концы этих обмоток X—У—Z, Хт—Ут—Zm и х—у—z. При соединении этих обмоток в звезду вводы нейтрали обозначают соответственно: О, От и о.
Расположение вводов масляных (зажимов сухих) однофазных и трехфазных трансформаторов (согласно ГОСТ 11677-65) показано на рис. 1-3. При подключений испытуемых трансформаторов необходимо знать точное размещение вводов на крышке трансформатора.
Шкала мощностей трехфазных трансформаторов, кВА
Таблица 1-4
* Трансформаторы и автотрансформаторы мощностью 32 000 кВА допускается изготовлять только прн наличии технико- экономических обоснований.
Таблица 1-5
Шкала мощностей трехфазных специальных трансформаторов, кВА
Рис. 1-3. Расположение вводов на крышке трансформатора.
а — трансформатор однофазный двухобмоточный; б — то же, но трехобмоточный; в — трансформатор трехфазный двухобмоточный; г — то же, но трехобмоточный.
Шкала мощностей и габариты трансформаторов
Трансформаторы изготовляют по обязательной шкале номинальных мощностей, которая увязана с мощностями генераторов или двигателей и токами пусковой и включающей аппаратуры. Эти мощности соразмерны с потребностями промышленности. Согласно ГОСТ 9680-61 [Л. 8] номинальные мощности (кВА) трехфазных трансформаторов и автотрансформаторов должны соответствовать ряду, приведенному в табл. 1-4.
Номинальные мощности однофазных трансформаторов и автотрансформаторов, как предназначенных, так и не предназначенных для включений в трехфазную группу, должны составлять 1/3 номинальных мощностей, указанных в табл. 1-4.
Номинальные мощности трансформаторов специального назначения (для питания электропечей, преобразовательных установок, электровозов и др.) должны соответствовать ряду, приведенному в табл. 1-5.
Для удобства оперирования при составлении программ и планировании трансформаторы распределяют по габаритам в зависимости от мощности и напряжения обмотки ВН.
В табл. 1-6 приведено такое распределение по габаритам в зависимости от номинальной -мощности трансформаторов и класса напряжения обмотки ВН.
Таблица 1-6 Номинальные напряжения и серия трансформаторов
Таблица 1-7 Номинальные междуфазные напряжения трехфазного тока, кВ
Номинальные напряжения электрических сетей общего назначения постоянного и переменного тока 50 Гц и присоединяемых к ним источников и приемников электрической энергии нормированы ГОСТ 721-62 [Л. 9]. Этими нормами следует пользоваться при выборе испытательного оборудования.
В табл. 1-7 приведены согласно ГОСТ 721-62 номинальные междуфазные напряжения трехфазного тока свыше 100 в электрических сетей, генераторов, трансформаторов и приемников электрической энергии.
* Допускается для турбогенераторов 100 МВт и более, для гидрогенераторов 50 МВт и более, для первичных обмоток трансформаторов, присоединяемых непосредственно к этим генераторам, а также для соответствующих электрических аппаратов.
Новые серии однофазных и трехфазных трансформаторов общего назначения частотой 50 Гц, связанных с сетями 0,22—500 кВ, начиная с 1963 г., разрабатываются и выпускаются заводами по типажу, утвержденному Госкомитетом по электротехнике.
Типаж разработан ВЭИ с учетом ГОСТ 9680-61 и ГОСТ 721-62 и рассчитан на возможно более полное удовлетворение нужд различных отраслей народного хозяйства. Этот типаж (см. приложение 1 в конце книги) является обязательным документом для всех организаций и предприятий, разрабатывающих и изготовляющих трансформаторы общего назначения, а также для организаций, проектирующих, монтирующих и эксплуатирующих электроустановки.
г) Испытательные напряжения
В табл. 1-8—1-10 приведены согласно ГОСТ 1516-60 испытательные напряжения импульсные н промышленной частоты для трансформаторов, аппаратов и изоляторов всех классов напряжения до 220 кВ включительно с нормальной изоляцией, т. е. электрооборудования, предназначенного для установок, подверженных действию атмосферных перенапряжений при обычных мерах грозозащиты.
Испытательные напряжения для классов 330, 500 и 750 не нормированы и определяются специальными техническими условиями.
- Государственный комитет по электротехнике при Госплане СССР, Серия силовых трансформаторов общего назначения на 1963—1967 гг., ЦИНТИ стандартизации п нормализации Электропрома, Москва, 1963.
В графе 1 таблиц класс напряжения означает номинальное напряжение системы, для работы в которой предназначено испытуемое электрооборудование.
Наибольшее напряжение по графе 2 табл. 1-8 и 1-9 означает напряжение, длительное приложение которого допускает изоляция данного электрооборудования. Испытательное напряжение по графам 3—10 табл. 1-8 и графе 6 табл. 1-10 означает амплитуду полной волны 1,5/40 мксек или срезанной с временем 2 мксек.
Испытательное напряжение по графам 3—7 табл. 1-9 и графам 2 и 3 табл. 1-10 означает величину переменного напряжения, которую должна выдержать в течение определенного промежутка времени (1 мин при 50 Гц) внутренняя и внешняя изоляция испытуемого электрооборудования.
Выдерживаемое напряжение по графам 8—11 табл. 1-9 и графам 4 и 5 табл. 1-10 означает величину переменного напряжения 50 Гц, которую должна выдерживать при плавном подъеме внешняя изоляция трансформаторов, аппаратов и изоляторов, испытываемых отдельно при определенных условиях испытания.
В указанных таблицах под внешней изоляцией понимается часть изолирующего устройства (конструкция), где изолирующей средой является атмосферный воздух и электрическая прочность которой определяется пробоем воздушных промежутков или перекрытием по воздуху по изолирующим элементам. Основным признаком внешней изоляции является зависимость ее электрической прочности от атмосферных условий.
Таблица 1-8
Импульсные испытательные напряжения электрооборудования с нормальной изоляцией по ГОСТ 1516-60
Примечание. Величины испытательных напряжений (графы 6—10) указаны для нормальных атмосферных условий (давление 760 мм pm. cm., температура 20° С, абсолютная влажность воздуха 11 г/м3). Если при испытании атмосферные условия отличаются от нормальных, то к величине испытательного напряжения внешней изоляции вводят поправку на условия испытания.
Таблица 1-9
Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц) для электрооборудования с нормальной изоляцией (по ГОСТ 1516-60)
Примечания: 1. Величины выдерживаемого напряжения (графы 8—11) указаны для нормальных атмосферных условий (давление 760 мм. рт. ст., температура 20° С, абсолютная влажность воздуха 11 г/м3). Если при испытании атмосферные условия отличаются от нормальных, то к величине выдерживаемого напряжения вводят поправку на условия испытания.
- . В графе 5 величины 253/200, 321/275 и 470/400—для аппаратов с внутренней изоляцией в масле, у которых внешняя изоляция испытана отдельно.
Под внутренней изоляцией понимается часть изолирующего устройства, где изолирующей средой является жидкий, полужидкий или твердый диэлектрик и электрическая прочность которой определяется пробоем промежутков в этой среде или перекрытием в жидком или полужидком диэлектрике по изолирующим поверхностям. Основным признаком внутренней изоляции является практическая независимость ее электрической прочности от внешних атмосферных условий.
Для электрооборудования с облегченной изоляцией ГОСТ 1516-60 предусматривает пониженные значения испытательных напряжений согласно табл. 1-11.
Трансформаторы, аппараты и изоляторы с облегченной изоляцией предназначаются для применения лишь в установках, не подверженных действию атмосферных перенапряжений, или при специальных мерах по грозозащите, ограничивающих амплитуду атмосферных перенапряжений значением, не превышающим амплитуду испытательного напряжения промышленной частоты. Выдерживаемое напряжение под дождем по графе 8 табл. 1-11 относится только к электрооборудованию для наружной установки.
Таблица 1-10
Испытательные напряжения изоляции нейтрали силовых трансформаторов классов напряжении 110, 150 и 220 кВ, допускающих ее разземление
Таблица 1-11
Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц) для электрооборудования с облегченной изоляцией
Таблица 1-12
Импульсные испытательные напряжения электрооборудования классов напряжения 330—750 кВ согласно проекту ВЭИ
Таблица 1-13
Испытательные напряжения переменного тока (50—250 Гц) для электрооборудования классов напряжения 330—750 кВ согласно проекту ВЭИ
1 Для трансформаторов тока н аппаратов с внутренней изоляцией и масле, у которых внешняя изоляция испытана отдельно.
Продолжение табл. 1-13
Испытательные напряжения электрооборудования для классов напряжения выше 220 кВ не нормированы. Эти величины по согласованию с заказчиком указывают в технических условиях на заказываемое оборудование.
В табл. 1-12 и 1-13 даны испытательные напряжения электрооборудования для классов напряжения 330, 500 и 750 кВ по проекту изменений ГОСТ 1516-60, разработанному ВЭИ. Указанные в этих таблицах величины испытательных напряжений полностью не согласованы с заинтересованными организациями и могут быть уточнены; однако ими можно пользоваться при выборе испытательного оборудования.
Изоляцию обмоток низшего напряжения (до 525 в) силовых трансформаторов испытывают согласно ГОСТ 1516-60 приложенным напряжением 50 Гц:
- в трансформаторах с нормальной изоляцией — 5 кВ;
- в трансформаторах с облегченной изоляцией — 3 кВ.
Изоляцию вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения испытывают напряжением 2 000 в, 50 Гц.
При испытании электрической прочности изоляции для измерения высокого напряжения применяют шаровые разрядники или емкостные делители напряжения с амплитудным вольтметром (см. гл. 7, 8). В табл. 7-10 показаны пределы измеряемых напряжений шаровых разрядников при заземлении одного из шаров и нормальных атмосферных условиях.
д) Расстояния безопасности на испытательных станциях и в лабораториях высокого напряжения
При определении размеров испытательных полей и установке высокого напряжения проверяют достаточность изоляционных расстояний по воздуху от токоведущих частей, имеющих высокий потенциал, до посторонних объектов, стен и ограждений.
Расстояния безопасности от токоведущих частей до заземленных постоянных ограждений
Согласно правилам электробезопасности [Л. 10] расстояния от токоведущих частей до заземленных постоянных ограждений должны быть не менее указанных в табл. 1-14.
Для испытательных напряжений промышленной частоты более 800 кВ. действ требуемые расстояния до заземленных частей можно определить согласно [Л. 11] из кривой а разрядных напряжений для промежутка стержень—плоскость на рис. 1-4. Эта кривая дана для наиболее неблагоприятного случая с предельно несимметричным электрическим полем. Фактические промежутки всегда будут несколько отступать от этого предельного случая в сторону большей симметрии. Поэтому, пользуясь кривой а рис. 1-4, можно принять расчетный запас прочности порядка 1,2 при определении допустимых напряжений для заданного расстояния; фактический запас будет несколько больше ввиду более благоприятной формы промежутков.
Кривой разрядных напряжений б рис. 1-4 пользоваться не следует, так как она относится к симметричным промежуткам. Сильный загиб кривой а рис. 1-4 при напряжениях свыше 1 000 кВ вызван образованием стримеров (частичных разрядов большой интенсивности).
Рис. 1-4. Разрядные напряжения промышленной частоты длинных воздушных промежутков.
а — для несимметричного промежутка «стержень — плоскость»; б — для симметричного промежутка «стержень — стержень»; Uмакс — амплитуда разрядного напряжения; S — разрядный промежуток.
Рис. 1-5. Изоляционные промежутки для импульсных напряжений при стандартной волне (1,5/40 мксек).
1 — при отрицательной волне; 2— при положительной волне; 3 — по «Правилам электробезопасности» [Л. 10].
В случае ограниченных изоляционных расстояний для предотвращения сильного стримерообразования ГОСТ 1516-60 допускает при контрольных испытаниях трансформаторов и аппаратов устанавливать на частях объекта, имеющих высокий потенциал, специальные экраны или коронирующие устройства (диски острия, проволочные спирали и т. п.), если это существенно не влияет на электрическое поле внутренней изоляции.
Рис. 1-6. Изоляционные промежутки для напряжений переменного тока 50 Гц.
1 — обычные условия испытания; 2 — тщательная экранировка всего оборудования и проводки коронирующими экранами для предотвращения стримеров; 3 — минимальные расстояния согласно «Правилам электробезопасности» [Л. 10].
Рис. 1-7. Транспортер на 300 т для перевозки трансформатора в подвешенном состоянии.
А — опорные поверхности; Ш — шарнирные подвески; Тр — трансформатор.
Согласно ГОСТ 1516-60 объекты испытания должны устанавливаться так, чтобы посторонние окружающие предметы, стены и ограждения, а также подводка высокою напряжения к объекту заметно не искажали электрическое поле объекта.
На рис. 1-5 и 1-6 приведены кривые расстояний безопасности для напряжений выше приведенных в причинах электробезопасности [Л. 10]. Они составлены на основании практических данных и исследований. проведенных в лабораториях.
