Высоковольтного трансформатора

дуги осуществляется сжатым воздухом, выдувающим дугу из промежутка между контактами. Разъединители служат для снятия напряжения с отдельных участков линии передачи или с отдельных элементов высоковольтного оборудования и создания видимого разрыва. Это необходимо для обеспечения полной безопасности при ремонте высоковольтного оборудования. Разъединители не имеют устройств для гашения электрической дуги, поэтому снятие и последующая подача напряжения с их помощью может быть осуществлена только при отсутствии тока в линии. Исключением являются цепи силовых трансформаторов до определенной мощности.

Электровооруженность всех отраслей промышленности, строительства и сельского хозяйства из года в год повышается. Предприятия получат большое количество новых электродвигателей, пускорегулирующей аппаратуры, трансформаторов и высоковольтного оборудования. Строительство новых предприятий и цехов требует сооружения кабельных, воздушных и внутрицеховых сетей. Но наряду с этим сохранится и будет эксплуатироваться большой парк электротехнического оборудования, аппаратов и сетей. Для продления срока их эксплуатации необходим четко организованный ремонт.

Ремонтной базой на крупных предприятиях, как это было сказано, является ЭРЦ, состоящий из следующих основных подразделений: ремонта электрических машин, пускорегулирующей аппаратуры, осветительных приборов, трансформаторов, высоковольтного оборудования, участка по ремонту сетей, лаборатории и склада.

Поверочные испытания проводятся при смене изделия или материала, перед включением напряжения высоковольтного оборудования, после длительной консервации, хранения на складе, перед возобновлением эксплуатации после перерыва и т. п. Поверочные испытания выполняются по рабочим инструкциям.

Пожарная опасность от ламповых генераторов, питающих индукционные печи, связана с высоковольтными маслонаполненными трансформаторами и выключателями. При всякой аварии, связанной с горением трансформаторного масла, высоковольтное устройство лампового генератора может выйти из строя. Поэтому маслонаполненные трансформаторы и выключатели необходимо устанавливать в отдельных помещениях, изолированных от помещения, в котором находятся ламповые генераторы. Установку маслонаполненного высоковольтного оборудования производят в соответствии с ПУЭ (разд. «Распределительные устройства и подстанции напряжением выше 1000 В»).

Токоведущие части (шины, кабели) и все виды аппаратов (выключатели, разъединители, предохранители, измерительные трансформаторы для электроустановок) должны выбираться в соответствии с вычисленными максимальными расчетными величинами (токами, напряжениями, мощностями отключения) для нормального режима и к. з. Для их выбора сравнивают указанные расчетные значения с допускаемыми для токоведущих частей и высоковольтного оборудования; составляют таблицу сравнения указанных расчетных и допустимых значений. Для обеспечения надежной безаварийной работы расчетные значения должны быть меньше допустимых.

Заводские подстанции, которые выполняются как: а) главные понизительные подстанции и подстанции глубокого ввода с открытым РУ для приема электроэнергии от энергетических систем напряжением ПО—35 кВ и преобразования ее в напряжение заводской сети 6—10 кВ для питания цеховых и межцеховых подстанций и мощных потребителей; б) подстанции и распределительные пункты с закрытыми РУ, с установкой на них высоковольтного оборудования на 6—ЮкВ типа КСО или КРУ и трансформаторов на 6—10/0,4 кВ.

Установки БЗП кремния принадлежат к высоковольтному (свыше 1000 В) оборудованию. Опасность эксплуатации сложного высоковольтного оборудования и трудность управления тепловыми условиями роста монокристаллов сдерживают расширение использования метода БЗП в производстве монокристаллического кремния. Однако возможность получения высококачественной продукции и отсутствие расхода дорогостоящих кварцевых тиглей и деталей теплового узла из высокочистого графита могут в ближайшем будущем сделать метод БЗП конкурентоспособным методу Чохральского.

Основную опасность при эксплуатации ДСП представляет, как и у Еюякого высоковольтного оборудования, возможность поражения персонала электрическим током. Поэтому необходимо, чтобы при проектировании установки были выполнены все требования Правил устройства электроустановок, а в эксплуатации удовлетворялись требования Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей. Помимо высоковольтного оборудования, расположенного в отдельном помещении, снабженного блокировкой, электрооборудование на стороне НН также является опасным, так как у наиболее мощных современных печей фазное напряжение относительно земли может достигать 500, а в случае заземления одной из фаз — 850 В. Между тем короткая сеть печи имеет неогражденные участки, в первую очередь электроды, электрододержатели и трубы токоподвода на стойках. С этими участками возможно соприкосновение персонала при перепуске электродов и уплотнении электродных отверстий.

И соответствии с решениями XXV съезда КПСС по основным направлениям развития народного хозяйства на 1976—1980 гг, должно быть освоено производство: турбогенераторов мощностью 1000—1200 тыс. кВт для атомных и тепловых электростанций, генераторов мощностью 640 тыс. кВт для гидроэлектростанций, комплексов высоковольтного оборудования для линий электропередачи постоянного тока напряжением до 1500 кВ и переменного тока до 1150 кВ, что потребует производства трансформаторов соответствующих мощностей до 1250—1500 тыс. кВ-А и классов напряжения до 1150 и 1500 кВ. Рост единичных мощностей и номинальных напряжений советских трансформаторов по годам показан в табл. 1-1.

Воздушные линии и РУ имеют и внутреннюю изоляцию. На линиях ее составляет внутренняя изоляция линейных изоляторов, а в РУ — внутренняя изоляция различных изоляторов и высоковольтного оборудования: силовых и измерительных трансформаторов, коммутационных аппаратов и т. д.

Измерять Unp образцов жидких и твердых материалов можно с помощью установок, выпускаемых серийно. Одна из таких уста новок, АИИ-70 (аппарат для испытания изоляции), может быть использована как для определения (/пр материалов, так и для испытания изоляции кабелей. Наибольшее напряжение при испытаниях на переменном токе составляет 50 кВ, на постоянном токе — 70 кВ, мощность высоковольтного трансформатора 2 кВ-А.

Производить какие-либо переключения в схеме, менять или поправлять образцы после подачи напряжения категорически запрещается. Для замены образца необходимо выключить напряжение и тщательно заземлить выводы высоковольтного трансформатора, а также конденсаторов высокого напряжения, если они имеются в схеме; для этой цели на выводы следует накинуть крюки, соединенные гибкими проводами с заземлением установки; такой крюк снабжается изолированной рукояткой для -безопасности лица, выполняющего заземление. После замены образца или выполнения необходимых переключений с выводов снимают заземляющие крюки (штанги).

При электровзрывной обработке механическое воздействие на материалы и заготовки осуществляется ударными волнами, возникающими при высоковольтных импульсных разрядах в жидкости. При приложении к двум электродам, находящимся в жидкости, например в технологической воде, высокого напряжения (десятки киловольт) между ними проскакивает искра, сопровождаемая сильным выделением пара и газа, образующим вокруг нее парогазовый пузырь. Если к межэлектродному промежутку приложить весьма кратковременный импульс тока, то выделение газа и пара сводится к минимуму, а в жидкости появляется ударная волна давления большой силы, распространяющейся во все стороны в плоскости, перпендикулярной оси разряда. В качестве генератора импульсов обычно используют схему, как на 9.12 — с конденсатором-накопителем, заряжаемым от высоковольтного трансформатора через выпрямитель. Разряд происходит при достижении на конденсаторе рабочего напряжения: сначала пробивается формировочный промежуток, а за НИМ рабочий промежуток. При этом разряд в жидкости получается очень кратковременным (импульсным) с крутым фронтом тока; чем менее продолжителен разряд и чем круче передний фронт его тока, тем больше амплитуда распространяющейся в жидкости ударной волны. Регулируя длину формировочного промежутка, можно изменять амплитуду и длительность импульсного разряда.

Практически такие схемы дают эффективное умножение напряжения только при нагрузочных токах не более 10 — 20 мА. Для получения больших токов необходимо увеличивать емкость конденсаторов. Достоинством схемы выпрямления с умножением напряжения является возможность получения высоких напряжений без высоковольтного трансформатора. При этом конденсаторы должны иметь рабочее напряжение лишь 2?/2макс- При таком же обратном напряжении работают все вентили схемы, независимо от того, во сколько раз увеличивается напряжение.

Измерения электрической емкости на частоте 50 Гц обычно производят по стандартизированной методике с помощью четырех-плечего моста, принципиальная схема которого изображена на 5.11. Для измерения может быть использован плоский или цилиндрический конденсатор с электродами, применяемыми для измерения удельных объемных сопротивлений (см. 5.2, а, 5.3, а). Испытуемый образец ИО включают в одно из высоковольтных пле-чей моста по трехэлектродной схеме (охранный электрод заземляют). В другое высоковольтное плечо моста включен высоковольтный образцовый конденсатор С0. Постоянный резистор /?4, шунтированный переменной емкостью С4, и безындукционный переменный резистор /?3 включены в низковольтные плечи моста. В схеме моста сопротивление переменному теку 1/(ыС) емкостных высоковольтных плечей намного больше сопротивлений, включенных в низковольтные плечи. Следовательно, практически все падение напряжения, подаваемого с высоковольтного трансформатора ВТ, приходится на емкостные, высоковольтные плечи моста. Поэтому можно безопасно производить уравновешивание моста путем изменения сопротивления R3 и емкости С4. В случае пробоя образца С или образцо-

Установка для измерения Uap при частоте 50 Гц ( 5.30. а) состоит из испытательного трансформатора Т для повышения напряжения. Напряжение на низковольтной обмотке этого трансформатора плавно или ступенями изменяется с помощью автотрансформатора А Т. Образец / подключен с помощью электродов 2 и Л к высоковольтной обмотке испытательного трансформатора. Защитный резистор R служит для ограничения тока, протекающего при пробое по высоковольтной обмотке трансформатора Т. Напряжение на образце измеряется вольтметром V. который градуируют по напряжению высоковольтной обмотки. Мощность испытательной установки должна быть достаточной, чтобы установившийся ток короткого замыкания при пробое со стороны высокого напряжения был не менее 40 мА при испытаниях твердых и 20 мА жидких диэлектриков. Этот ток контролируют по амперметру мА, проградуи-рованному по току короткого замыкания в высоковольтной обмотке. Напряжение на токоведущих частях высоковольтного трансформатора и резисторе Я опасно для жизни. Поэтому трансформатор Т,

Масса и объем измерительных трансформаторов напряжения растут примерно пропорционально квадрату напряжения и на напряжения 60-:-100 кВ масса их исчисляется сотнями килограмм, а затраты на изоляцию резко возрастают. Поэтому целесообразно изготовлять трансформаторы на высокие напряжения с каскадным (многоступенчатым) включением нескольких относительно небольших трансформаторов, являющихся элементами такого высоковольтного трансформатора. Так, например, трансформаторы НКФ-110 на 110 кВ выпускаются трехкаскадными. Первичное напряжение каждого элемента равно 110/3=36,7 кВ; вторичных обмоток берется две — на напряжения 100 В и 1001^3 В. Существуют также трансформаторы с вторичными напряжениями 127 и 150 В. Измерительные трансформаторы изготовляются, как правило, для фиксированной частоты. Однако отдельные типы ла бораторных трансформаторов тока рассчитаны на диапазон частот, например тип И509 для частот 50-1-9600 Гц.

Для пропитки маслом активной части высоковольтного трансформатора шкаф соединяют с маслопроводом. Обычно ввод маслопровода для заливки маслом помещается в верхней части шкафа, а сливной — в дне шкафа.

На 5.28 показана схема электропитания высоковольтного фильтра, в которой тиристоры используются на стороне низшего напряжения, что диктуется экономическими соображениями [5.18]. Устройство питания электрофильтра состоит из следующих основных частей: тирис-торного регулятора переменного напряжения / (см. §3.6), высоковольтного трансформатора 2 и высоковольтного выпрямителя 3 с большим числом последовательно соединенных в каждом плече диодов, напряжение с которого подается на камеру фильтра. Высоковольтный выпрямитель вместе с трансформатором размещен в общем баке с маслом. Тиристоры регулятора напряжения должны пропускать ток от 30 до 800 А, в то время как на стороне высшего напряжения в цепи фильтра протекает ток 100— 4000 мА при напряжениях от 25 до 75 кВ [5.19]. При одинаковых напряжении и токе стоимость силового электрооборудования выше при использовании трехфазного регулятора переменного напряжения и трехфазного трансформатора по сравнению с использованием однофазных регулятора и трансформатора. Поэтому трехфазную систему питания фильтра целесообразно использовать только тогда, когда уже достигнута разумная граница мощности однофазного регулятора и соответствующего ему высоковольтного выпрямителя [5.18].

тание трансформатора прекращается на время, равное одному периоду частоты сети. Это предотвращает срабатывание быстродействующих предохранителей в цепях тиристоров. Затем тиристоры регулятора отпираются и ток фильтра начинает возрастать. На осциллограмме 5.29 показано изменение тока на первичной стороне высоковольтного трансформатора при пробое фильтра в опытном устройстве.

замыкаются его основные контакты 4, подключая к сети автотрансформатор 6. Одновременно с основными контактами замыкается и вспомогательный контакт 15, шунтирующий кнопку 14, а также подключается к сети лампа 5, зажигающая на пульте красный сигнал «Высокое напряжение подано». Это означает, что при нажатии кнопки 10 высокое напряжение может быть подано на испытуемую машину. Для подключения высоковольтного трансформатора к автотрансформатору эту кнопку следует нажать и удерживать рукой.