Содержание материала

Особенности схем преобразовательных установок, режимов работы преобразователей существенно влияют на условия, в которых работает изоляция трансформаторно-реакторного оборудования (ТРО).

Вид испытательного напряжения

Испытательное напряжение СО, кВ, класса напряжения. кВ

6

10

15

20

24

35

110

220

Промышленной частоты внутренней изоляции, одноминутное действующее:

  1. линейных выводов
  2. выводов нейтрали

25

35

45

55

65

85

200
100

325/400*
200

Промышленной частоты внешней изоляции в сухом состоянии, при плавном подъеме, действующее:

  1. линейных выводов
  2. вывода нейтрали

34

45

60

70

80

105

280
135

465/600*
280

Полного грозового импульса внутренней изоляции, максимальное:
•каждого линейного вывода (поочередно)
•трех линейных выводов, соединен. вместе
•вывода нейтрали

60
57

80
75

108
100

130
105

150

200
140

550
200

750
400

Полного грозового импульса внешней изоляции, максимальное:

  1. каждого линейного вывода
  2. вывода нейтрали

57

75

115

120

140

185

550
200

750
400

Срезанного грозового импульса внутренней изоляции, максимальное, каждого линейного вывода (поочередно)

70

90

120

150

170

225

550

835

Срезанного грозового импульса внешней изоляции, максимальное, каждого линейного вывода (поочередно)

70

90

120

150

175

230

570

860

* Между фазами.
Примечание. Наибольшие рабочие напряжения, действующие значения, равны 7,2; 12;.17,5; 24; 26,5; 40,5; 126; 252 кВ соответственно классам напряжений.

Изоляция сетевых обмоток ПТ прежде всего должна быть рассчитана на воздействия, связанные с обычными режимами работы электрических сетей, т. е. на такие же воздействия, которые определяют требование к изоляции силовых трансформаторов общего назначения [1.7]. В соответствии с ГОСТ 1516.1-76 [1.8] сетевые обмотки ПТ рассчитаны на  длительную работу при наибольшем для данного класса напряжения рабочем напряжении, а также при кратковременных повышениях напряжения длительностью до 20 мин при оперативных коммутациях и кратковременных повышениях напряжения длительностью до 20 с в аварийных случаях [1.8]. Кроме того, изоляция СО должна выдерживать коммутационные перенапряжения длительностью порядка нескольких минут или секунд, которые возникают при включениях и отключениях высоковольтными включателями (масляными, воздушными, элегазовыми или вакуумными), а также грозовые перенапряжения длительностью порядка десятков микросекунд, связанные с разрядами молнии. Для проверки соответствия изоляции СО этим требованиям стандартом нормируются виды и значения испытательных напряжений, приведенные в табл. 1.9 для масляных трансформаторов с ПБВ.
При проектировании масляных трансформаторов с РПН учитываются специфика условий их работы и схемы регулирования. Эти трансформаторы выполняются, как правило, с большой глубиной встроенного регулирования (40% и более) и предназначены для изменения выпрямленного напряжения (тока) в технологических целях в установках электролиза, электропривода, а также различных электропечных установках на постоянном токе. Они присоединяются к кабельной сети либо через кабель, или закрытый шинопровод достаточной длины (не менее 80—100 м) к понижающей подстанции или электростанции предприятия. Такое присоединение трансформаторов исключает воздействие на них атмосферных перенапряжений. В то же время, как показали расчеты и импульсные обмеры, в трансформаторах с глубоким встроенным регулированием -быстро растут потенциалы на свободных концах регулировочной обмотки. Поэтому стандартом не предусмотрено испытание импульсной прочности ПТ с РПН глубиной регулирования более 20%. Однако для ответственных установок с повышенными требованиями к надежности целесообразно проводить испытания грозовыми импульсами соответственно табл. T9 и для ПТ с РПН при глубине регулирования до 40 — 45%. Целесообразно также устанавливать в непосредственной близости к трансформатору вентильные разрядники, ограничивающие амплитуду возможных перенапряжений.
Следует иметь в виду, что все ПТ классов напряжений СО до 35 кВ включительно имеют нейтраль с полной изоляцией (класс напряжения нейтрального и линейных выводов СО одинаков), и поэтому вывод нейтрали проверяется испытанием полного грозового импульса, подаваемого на три линейных вывода, соединенных вместе.

Таблица 1.10


Вид испытания

Испытательное напряжение СО, кВ, для класса напряжения, кВ

6

10

15

20

24

35

Напряжением промышленной частоты одноминутное (действующее значение)

16

24

37

50

55

75

Коммутационной волной 100/1000 мксек (амплитудное значение)

35

50

65

80

90

135

Полным грозовым импульсом
1,2x50 мксек (амплитудное значение)

40

60

75

95

110

170

Сетевые обмотки безмасляных трансформаторов, сухих или с заполнением негорючей жидкостью выполняются с облегченной изоляцией и предназначаются для работы в установках, не подверженных атмосферным перенапряжениям. Испытательные напряжения промышленной частоты, коммутационной и импульсной волнами приведены в табл. 1.10.
Испытание приложенным напряжением нормировано стандартом, испытания коммутационным импульсом и полным грозовым импульсом являются факультативными. Они гарантируют достаточный уровень надежной работы ПТ. особенно работающих в условиях частых коммутационных перенапряжений при значительном числе коммутаций, когда нужно считаться с коммутационным эффектом, например в установках тиристорного электропривода экскаваторов, в системах тиристорного возбуждения генераторов и др. Изоляция ВО определяется процессами, возникающими непосредственно в преобразователях (коммутацией вентилей, пробоем вентилей, обрывами в цепях), коммутационными перенапряжениями при включении и отключении трансформаторов или преобразователей, а также перенапряжениями, трансформирующимися с СО.
Как показали исследования и опыт эксплуатации, наиболее опасными можно считать перенапряжения, возникающие при отключении вакуумными выключателями нарастающего тока XX ПТ. Эти перенапряжения могут достигать восьмикратного номинального фазного напряжения.
Испытательные напряжения вентильных обмоток ПТ нормированы ГОСТ 16772-77 и приведены в табл. 1.11. В этой таблице указаны и испытательные напряжения для трансформаторов, работающих в преобразователях с ртутными вентилями, которые в настоящее время уже не изготовляются, но значительное их количество еще эксплуатируется.

Таблица 1.11

Taблица 1.12

По соображениям унификации и с учетом особенностей режимов работы трансформаторов для отдельных потребителей приняты следующие отступления от норм, приведенных в табл. 1.11:
испытательные напряжения ВО, предназначенных для электрифицированного железнодорожного транспорта, принимаются для преобразователей с полупроводниковыми вентилями такими же, как и для ртутных вентилей;
испытательное напряжение ВО трансформаторов для преобразователей, предназначенных для электролиза цветных металлов и химической промышленности, составляет не менее 6500 В.
Изоляция витков обмоток, междуслойная и между катушечная изоляция, а также междуфазная изоляция должны быть рассчитаны на двойное номинальное напряжение, а все обмотки испытываются в течение 1 мин индуктированным напряжением частотой 100 Гц, равным двойному номинальному. Трансформаторы с повышенными требованиями к надежности или трансформаторы для установок, в которых технологические процессы требуют частых включений и отключений, сопровождаемых коммутационными перенапряжениями, выполняются с изоляцией, рассчитанной на индуцированное напряжение, равное 2,5 — 3-кратному номинальному.
Испытательные напряжения реакторов приведены в табл. 1.12.