Обмоткой низкого напряжения.

<9 10 11 121314 15 >

Трансформаторы с расщепленными обмотками – трансформаторы, у которых одна из обмоток разделяется на две или большее число гальванически не связанных частей, суммарная номинальная мощность которых равна номинальной мощности трансформатора, а напряжения КЗ которых относительно другой обмотки практически равны, так что эти части допускают независимую нагрузку или питание. Такие обмотки, обычно обмотки НН, называются расщепленными. При КЗ в цепи одной из частей расщепленной обмотки в обмотках трансформатора возникают токи и напряжения существенно меньшие, чем в таком же трансформаторе с нерасщепленной обмоткой НН.

Разновидностью трехобмоточного трансформатора является трехфазный трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения. В таком трансформаторе обмотка низшего напряжения каждой фазы выполняется из двух частей (ветвей), расположенных симметрично по отношению к обмотке высшего напряжения. Номинальные напряжения ветвей обмотки одинаковы.

Мощность каждой обмотки низшего напряжения составляет 0,5 от общей мощности.

Каждая ветвь расщепленной обмотки имеет самостоятельные выводы, рис.63.

Рисунок 74. Схема соединения обмоток трансформатора с расщепленной

обмоткой.

Рисунок 75. Схема замещения трансформатора с расщепленной

обмоткой.

Допускается любое распределение нагрузки между ветвями расщепленной обмотки, например при двух ветвях одна ветвь может быть полностью нагружена, а вторая отключена, или обе ветви нагружены полностью.

Достоинством трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения является большое сопротивление короткого замыкания между ветвями, что дает возможность ограничить ток КЗ на стороне низшего напряжения, например на подстанциях.

Одной из характеристик трансформатора с расщепленной обмоткой является коэффициент расщепления К_Р, который для случая двух ветвей равен отношению сопротивления короткого замыкания между ветвями расщепленной обмотки к сопротивлению короткого замыкания между обмоткой высшего напряжения и параллельно соединенными ветвями расщепленной обмотки,

для однофазных трансформаторов коэффициент расщепления К_Р=4, а для трехфазных трансформаторов К_Р=3,5. сопротивления лучей в схеме замещения трансформатора с обмоткой низшего напряжения, расщепленной на две ветви , могут быть определены из следующих выражений:

; ;

после подстановки, в которые соответствующих значений К_Р получим:

для однофазных трансформаторов Z₁=0, Z₂=Z₃=2Z_(1-2и3)

Для трехфазных трансформаторов Z₁=0,125Z_(1-2и3), Z₂=Z₃=1,75Z_(1-2и3)

видим, что сопротивления Z₂ и Z₃ увеличены на 1,75 раза, что приводит к ограничению токов короткого замыкания, за трансформатором на стороне низшего напряжения.

14.3 Коррекция однофазных замыканий на землю в сети 110-220 кВ

Нейтралью принято называть общую точку обмоток оборудования, соединенных в звезду. Режим работы нейтрали определяет выбранный способ соединения нейтрали с землей. Нейтраль может быть изолированная от земли, а может быть с ней соединенная через дугогасящую катушку. Нейтраль может иметь глухое соединение с землей, а в некоторых сетях есть возможность и заземления, и разземления нейтрали, т.е. в цепь нейтрали включены разъединитель и ОПН.
По режиму работы нейтрали электрические сети можно разделить на сети с эффективно заземленной нейтралью, глухозаземленной нейтралью, с компенсированной нейтралью и с изолированной нейтралью. Режим работы нейтрали, в сети до 1000 В, в основном, определяется безопасностью работ. В сети выше 1000 В режим работы определяется исходя из двух условий:
• экономичность оборудования (стоимость изоляции оборудования);

• величина токов однофазного короткого замыкания на землю.
Сети до 1000 кВ работают с глухозаземленной нейтралью, либо с изолированной нейтралью.
В сети с глухозаземленной нейтралью (четырехпроводная сеть) в случае касания фазы на землю приводит к однофазному короткому замыканию. В место повреждения возрастает ток. Поврежденная фаза отключается коммуникационной аппаратурой. Две здоровые фазы могут оставаться в работе под фазным напряжением.
Сети 110 кВ и выше работают с заземленной нейтралью. Считаются сетями с большими токами замыкания на землю, но не более 500 А. В этих сетях касание фазы «земли» приводит к короткому замыканию. В месте замыкания на землю протекают большие токи, и возникает дуга. Поврежденное присоединение требует немедленного отключения.
По статистике большая часть отключений на воздушных линиях устраняются самостоятельно. Чтобы это проверить, на линию необходимо подать напряжение. Для этого на выключателях предусмотрено устройство автоматического повторного включения (АПВ). Если КЗ устранилось, то линия остается в работе, а если нет, то отличается снова и остается отключенной.
В момент повреждений в сети или при коммуникациях возникают перенапряжения. Величина перенапряжения влияет на выбор изоляции оборудования, поэтому величину перенапряжение необходимо ограничивать. Чтобы величина напряжения не превысила значение фазного напряжения, все нейтрали в сети необходимо заземлять. Заземление всех нейтралей влечет за собой увеличение однофазных токов короткого замыкания, даже больше, чем ток короткого замыкания 3-х фазного. В этом случае коммутационную аппаратуру необходимо выбирать по большему току.
В сети 110-220 кВ очень часто поступают следующим образом: определенное количество нейтралей разделяют до того количества, пока ток однофазного КЗ был не больше тока 3-х фазного. При этом величина перенапряжения в установившемся режиме не должно превышать 80% от номинального напряжения.

Все вновь вводимые силовые трансформаторы с уровнем изоляции нейтрали в соответствии с ГОСТ должны предусматривать работу, как с изолированной, так и заземленной нейтралью, для чего в его нейтрали должны быть смонтированы ЗОН – 110-220 и ОПН в соответствии с ПУЭ.

На рисунке 76 приводится схемное решение коррекции однофазных КЗ на землю в сети 110-220 кВ.

а)

б)

Рисунок 76. Схема коррекции однофазных замыканий на землю;

а) суммарныйток однофазного короткого ) замыкания на землю в случае, когда все нейтрали гальванически связанных трансформаторов заземлены; б) суммарныйток однофазного короткого замыкания на землю в случае, когда часть нейтралей трансформаторов отключена ЗОН.

В случае, когда все нейтрали трансформаторов заземлены, сопротивления нулевой последовательности (Z₀₁, Z₀₂, Z₀₃, Z₀_i, Z₀₍_n_-1), Z₀_n) при замыкании на землю складываются параллельно и результирующее сопротивление короткого замыкания нулевой последовательности может оказаться меньше сопротивлений прямой и обратной последовательностей. В этом случае ток однофазного короткого замыкания на землю может оказаться больше токов междуфазных КЗ.

ПУЭ нормирует величину однофазного короткого замыкания на землю по отношению к междуфазным коротким замыканиям.

Для снижения величины однофазного короткого замыкания, в нейтрали трансформаторов устанавливаются коммутационные аппараты (ЗОН), позволяющие разземлить часть нейтралей, для увеличения сопротивления нулевой последовательности и снижении тока однофазного короткого замыкания. Группа режимов электрической сети, расчетами устанавливает, для каждой конкретной схемы, количество заземленных нейтралей трансформаторов так, чтобы ток однофазного короткого замыкания оказался меньше междуфазных КЗ.

В случае, когда заземлены все нейтрали трансформаторов, (рисунок 76, а) суммарный ток однофазного короткого замыкания складывается из всех токов нейтралей трансформаторов + .

В случае, когда количество заземленных нейтралей скорректировано расчетами, ток однофазного короткого замыкания (рисунок 76, б) складывается из части токов протекающих по заземленным нейтралям.

14.4 Ограничение токов короткого замыкания токоограничивающими

Предохранителями

Особенностью современных патронных плавких предохранителей является то, что благодаря быстроте плавления вставки при больших уровнях токов короткого замыкания отключение тока начинается до появления первого большого пика тока, поэтому ток замыкания никогда не достигает своего ожидаемого максимального значения (рисунок 77).

Такое ограничение тока значительно снижает вероятность возникновения термических и динамических напряжений и, тем самым, сводит к минимуму опасность и степень ущерба в том месте, где произошло короткое замыкание.

Поэтому номинальная отключающая способность предохранителя определяется действующим значением переменной составляющей ожидаемого тока короткого замыкания.

Для плавких предохранителей не устанавливается номинальный ток включения на короткое замыкание.