§ 49. Испытательная установка НИЦ в Бескудниково для испытаний на термическую и электродинамическую устойчивость
Рис. 156. Схемы установки для расчета токопровода:
а — электрическая; б — замещения.
В гл. VII на рис. 137 была представлена компоновка основных зданий и оборудования научно-исследовательского центра в Бескудниково. Здесь: 5 (обведенное кружком) — является лабораторией больших токов; 6 — три однофазных ударных понижающих трансформатора типа ОМИ- 10000/10, рассмотренные выше. Номинальная мощность фазы — 10 МВА. На рис. 154, в плане, показана камера ударных понижающих трансформаторов. Здесь: 1 — ударные трансформаторы; 2 — токопровод низкого напряжения, состоящий из 16 медных полос; 3 — токопровод, идущий в испытательной камере к местам подсоединения к испытуемым аппаратам; 4 — шинопровод высокого напряжения, для присоединения ОМИ-10.000/10 к питающей сети, или ударному генератору НИЦ; 5 — опорный изолятор типа ОД-10. Токопроводы скреплены специальными клицами из дельта-древесины. На рис. 155 показан вид сбоку на ударный трансформатор и прилегающую, справа, камеру испытаний, с краном 4, для целей монтажа испытуемых установок. Камера испытаний имеет размеры 10х12 м и имеет: наблюдательный пункт в углу испытательной камеры, отграниченный от зала железобетонной стеной, с узкими проемами для наблюдения; площадку для испытания аппаратов 110—220 кВ и осциллографическую.
Электродинамическая устойчивость ударного трансформатора ОМИ- 10000/10 составляет 200 ка максимальных, а термическая устойчивость — 80 ка на протяжении 5 сек. В случае, если сопротивление нагрузки Za = 0, то есть, когда закоротка выполнена непосредственно на выводах трансформатора, от каждой фазы ударного трансформатора можно получить ток 80 ка действующих, а при параллельном соединении трех фаз — 240 ка действующих, или 338 ка максимальных. Следует отметить эффект снижения испытательного тока термической устойчивости, обусловленный влиянием величины полного сопротивления нагрузки Ζн (рис. 156). Например, при величине Ζн=20-30·10-4 ом, по данным эксплуатации установки [112], ток термической устойчивости снижается в 1,5—2 раза. Испытания реакторов, трансформаторов и других аппаратов можно проводить на термическую. и электродинамическую устойчивость на напряжении ударных генераторов, или на высоком напряжении, согласно схеме НИЦ (рис. 137).
Токопровод лаборатории больших токов
Подвод испытательного тока от выводов ударного понижающего трансформатора типа ОМИ-10000/10 до распределительного устройства и испытуемого аппарата осуществляется при помощи токопровода. Основным требованием, предъявляемым к испытательной установке при испытании на термическую и электродинамическую устойчивость, является получение больших токов. В связи с этим токопровод должен обладать наименьшим индуктивным сопротивлением, чтобы получить возможно больший ток в цепи испытания. Необходимо выяснить, какие токи можно получить на вторичной стороне понижающего трансформатора при применении различных конструкций токопровода. В настоящее время имеется два типа токопровода: из пакетов прямоугольных медных шин и токопровод типа «труба в трубе». Расчет производится для начального момента короткого замыкания, по схеме рис. 156, а где УГ — ударный генератора, Тр — ударный понижающий трансформатор, Ζн— сопротивление нагрузки. На рис. 156, б дана схема замещения испытательной цепи для этого случая. Общее реактивное сопротивление испытательной цепи
Как показали расчеты токов в нагрузке в зависимости от сопротивления нагрузки, проведенные отделом дальних передач (ОДП) института «Теплоэлектропроект», при наиболее часто встречающемся сопротивлении нагрузки порядка от 8·10-4 до 15·10-4 ом для токопровода типа «труба в трубе» можно получить ток на 4% больший, чем для токопровода из пакета прямоугольных шин. Конструкция токопровода «труба в трубе» имеет меньшее реактивное сопротивление шин. В этом случае снижаются динамические нагрузки между шинами и почти полностью уничтожается внешнее поле. Однако технология изготовления медных труб с необходимыми допусками (ГОСТ 617-53) является более сложной по сравнению с изготовлением пакетных токопроводов. Кроме того, для токопровода «труба в трубе» расход меди на каждый токопровод составляет 2,15 т, по сравнению с 1,27 т на пакетный токопровод. В связи с большими динамическими и термическими нагрузками основные узлы и детали токопровода, а также пайка или сварка должны быть выполнены весьма тщательно. Пайка производится припоями, выдерживающими температуру не ниже 400° С. Токопровод лаборатории больших токов без искусственного охлаждения допускает проведение трех опытов короткого замыкания, при I=320 ка, при tк.з=5 сек, с интервалами 15 мин. Если необходимо произвести большее количество опытов при тех же значениях тока, то надо применить воздушное охлаждение.
Пример методики расчета токопровода по участкам дан в гл. II.
