Ниже дается краткое описание конструкций трансформаторных вводов на напряжения 110 кВ и более.
В первых конструкциях вводов 110 кВ, разработанных и выпускавшихся в промышленных масштабах еще в предвоенные годы, использовалась маслобарьерная изоляция, основу которой составляли изоляционные промежутки в трансформаторном масле с барьерами из картона. Такая изоляция имела ряд достоинств, однако, се электрическая прочность была недостаточно высокой для получения требуемых радиальных размеров вводов на напряжения 220 кВ и более.
В настоящее время у нас в стране и за рубежом различные фирмы выпускают вводы для трансформаторного оборудования на напряжения 110 кВ и более со следующими видами внутренней изоляции: Ф с бумажно-масляной (БМИ или OIР — oil-impregnated paper); Ф с бумажной, слои бумаги и покрыты смолой (RBP — resin-bounded paper); • с бумажной, слои бумаги пропитаны смолой (RIP — resin-impregnated paper).
Последние два вида изоляции называют твердой. Долгое время БМИ применялась во всех вводах на напряжения 110 кВ и более. В последние годы вводы 110—220 кВ выполняют преимущественно с твердой изоляцией (RBP и RIP). Во всех случаях для регулирования электрического поля используют системы конденсаторных обкладок, располагаемых в остове ввода. Такие вводы называют конденсаторными.
Вводы с бумажно-масляной изоляцией (БМИ)
Схематично конструкция ввода с БМИ показана на рис. 1. В этой конструкции основу внутренней изоляции составляет бумажный остов, который выполняется путем намотки слоев кабельной бумаги на центральную трубу. При намотке в остов закладывают, как уже отмечалось ранее, конденсаторные обкладки из алюминиевой фольги для регулирования электрического поля в радиальном и осевом направлениях. Используемые системы конденсаторных обкладок обычно обеспечивают электрическое поле у поверхности остова и поверхностей фарфоровых покрышек близкое к однородному (см. рис. 2), что существенно повышает разрядные напряжения соответствующих участков изоляции. От предпоследней обкладки делается специальный измерительный вывод, который используется для измерений характеристик изоляции ввода при контрольных испытаниях (при измерениях сопротивления, тангенса угла диэлектрических потерь, уровня интенсивности частичных разрядов).
Бумажный остов для вводов до 150 кВ наматывается непосредственно на центральную трубу, у вводов 220 кВ и более с высокими значениями номинального тока намотка производится на отдельную намоточную трубу. Между центральной и намоточной трубами оставляют канал для циркуляции масла и охлаждения остова. В некоторых вводах таким каналом является внутренняя полость центральной трубы. У вводов 750 и 1150 кВ остов состоит из двух секций, между которыми образован дополнительный канал для циркуляции масла и охлаждения конструкции.
До сборки всего ввода остов подвергается сушке под вакуумом для удаления из него влаги, адсорбированной на волокнах бумаги, и воздуха. Влага в бумаге (в исходном состоянии около 5 % по весу) значительно ухудшает электрические свойства БМИ.
Рис. 1. Схема конструкции ввода с бумажно-масляной изоляцией: 1 — центральная труба; 2 — бумажный остов; 3 — верхняя фарфоровая покрышка; 4 — нижняя фарфоровая покрышка; 5 — втулка.
Рис. 2. Картина электрического поля (эквипотенциальные линии) у нижней части ввода с БМИ: 1 — центральная труба; 2 — бумажный остов с конденсаторными обкладками; 3 — нижняя фарфоровая покрышка; 4 — нижний экран.
Изоляционный остов располагается в полости, образованной верхней и нижней фарфоровыми покрышками и соединительной втулкой с фланцем для крепления ввода. Верхний и нижний торцы полости закрываются фланцами. Стыки фарфоровых покрышек с соединительной втулкой и с фланцами уплотняются прокладками из маслостойкой резины. Вся конструкция стягивается с помощью центральной трубы. Стабильное сжатие прокладок обеспечивается специальным пружинным стяжным узлом, компенсирующим изменения длин деталей при изменении температуры от —60 до +100 °С.
Чтобы исключить увлажнение БМИ ввода в процессе эксплуатации, ранее на вводах устанавливались силикагелевые осушительные фильтры и масляные затворы. Современные вводы на напряжения 110 кВ и более выполняют герметичными. Контроль герметичности осуществляется с помощью манометра.
Для компенсации температурных изменений объема масла в герметичных вводах 110—500 кВ используют встроенные компенсаторы давления, состоящие из герметичных металлических сильфонов, заполненных газом. В некоторых вводах 110—220 кВ для этих же целей в верхней части верхней покрышки образуют газовую подушку. Вводы 750 и 1150 кВ, а также некоторые вводы 500 кВ, имеют отдельный выносной компенсатор — бак давления, который устанавливают на крышке бака трансформатора.
Токоведущая система ввода состоит из верхнего контактного зажима, центральной (медной) трубы и нижнего контактного узла. У так называемых протяжных вводов на напряжения 220 кВ и более центральная труба не является токоведущей. В таких вводах токоведущим является гибкий отвод обмотки (голый медный кабель), пропускаемый через центральную трубу. Нижний контактный узел закрывается экраном для выравнивания электрического поля в масляном промежутке до стенки бака трансформатора. Поверхность экрана покрыта слоем твердого диэлектрика, что дает повышение электрической прочности масляного промежутка не менее, чем на 50 %. На верхний конец вводов на напряжения 110—750 кВ в последнее время московский завод «Изолятор» экраны не устанавливает, так как специальными испытаниями установлено, что для выпускаемых заводом конструкций и без экранов обеспечивается отсутствие короны при напряжениях, превышающих на 10 % наибольшее рабочее.
Вводы с БМИ имеют устройства для отбора проб масла и указатели уровня масла.
Конструкция ввода с БМИ, содержащая указанные выше узлы, показана на рис. 3.
Присоединение ввода к обмотке трансформатора осуществляется одним из следующих способов:
• протяжкой, как уже отмечалось, гибкого голого кабеля отвода от обмотки с напаянной шпилькой через центральную трубу (рис. 4);
• зажимом кабеля отвода от обмотки на нижнем контактном наконечнике с помощью специальных гаек или болтов (рис. 5);
Рис. 3. Трансформаторный ввод с бумажномасляной изоляцией: а — конструкция ввода, б — общий вид ввода.
С введением штеккера на нижнем конце ввода в розетку на конце отвода от обмотки (рис. 6), показан элемент конструкции ввода с твердой изоляцией).
