Содержание
- 2. СОДЕРЖАНИЕ Причины появления перенапряжений Схема замещения при перенапряжениях Распределение напряжения по обмотке в начале переходного процесса
- 3. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ При нормальных условиях работы трансформатора между отдельными частями его обмоток (витками и катушками),
- 4. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В большинстве случаев грозовые разряды создают в линии перенапряжения в виде кратковременных импульсов
- 5. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ПРИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯХ В полную схему замещения трансформатора кроме активных и индуктивных сопротивлений необходимо вводить
- 6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В НАЧАЛЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА При воздействии на трансформатор набегающей волны перенапряжения с
- 7. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В НАЧАЛЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА Полученные из уравнений (2.103) и (2.104) начальные распределения
- 8. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В ТЕЧЕНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА По окончании переходного процесса в обмотках с заземленным
- 9. ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Для предотвращения воздействия на трансформаторы волн перенапряжений с амплитудой, превышающей допустимую для данного
- 11. Скачать презентацию
СОДЕРЖАНИЕ
Причины появления перенапряжений
Схема замещения при перенапряжениях
Распределение напряжения по обмотке в начале
СОДЕРЖАНИЕ
Причины появления перенапряжений
Схема замещения при перенапряжениях
Распределение напряжения по обмотке в начале
Распределение напряжения по обмотке в течение переходного процесса
Защита от перенапряжений
ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
При нормальных условиях работы трансформатора между отдельными частями его
ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
При нормальных условиях работы трансформатора между отдельными частями его
Однако в процессе эксплуатации трансформатор подвергается также воздействию перенапряжений, превышающих номинальное напряжение по амплитуде и имеющих другую частоту и форму кривой. Перенапряжения в трансформаторах вызывают различные причины: коммутационные (включение и выключение трансформатора или соединенных с ним электрических линий), короткие замыкания и грозовые разряды. Наибольшие перенапряжения (до десятикратных значений номинального напряжения) возникают при прямых ударах молнии в провода и опоры электрических линий и при грозовых разрядах вблизи линий, во время которых в проводах индуцируются электромагнитные волны высокого напряжения. Эти перенапряжения называют атмосферными, они наиболее опасны для продольной изоляций (между катушками, слоями и витками обмотки). Перенапряжения, возникающие вследствие коммутационных причин, воздействуют в основном на главную изоляцию обмоток.
ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
В большинстве случаев грозовые разряды создают в линии перенапряжения
ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
В большинстве случаев грозовые разряды создают в линии перенапряжения
Рис. 2.65. Форма волны перенапряжения и упрощенные схемы замещения первичной обмотки трансформатора при воздействии этой волны: 1— фронт волны; 2 - хвост волны.
СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ПРИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯХ
В полную схему замещения трансформатора кроме активных и индуктивных
СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ПРИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯХ
В полную схему замещения трансформатора кроме активных и индуктивных
На рис. 2.65,6 изображена упрощенная схема замещения входной обмотки трансформатора при перенапряжениях, в которой не учитывается активное сопротивление, а индуктивности L включают в себя как собственную, так и взаимные индуктивности каждого элемента обмоток. При подходе волны напряжения к зажимам трансформатора напряжение на обмотке вследствие большой крутизны фронта волны быстро возрастает. Скорость этого процесса настолько велика, что ток сначала не проходит по виткам обмотки изза большой их индуктивности, а проходит только по ее емкостной цепи (см. рис. 2.65, в). В этот момент обмотка действует как некоторая единая емкость Cвх = √CdрезCqрез, называемая входной. При этом значения продольной и поперечной составляющих входной емкости Сdрез = 1/∑Сd и Cqрез =∑Cq.
Рис. 2.65. Форма волны перенапряжения и упрощенные схемы замещения первичной обмотки трансформатора при воздействии этой волны: 1— фронт волны; 2 - хвост волны.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В НАЧАЛЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
При воздействии на трансформатор
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В НАЧАЛЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
При воздействии на трансформатор
их = A1eαx + A2e-αx, (2.102)
где х — относительное расстояние рассматриваемой точки обмотки от ее конца (принимая длину обмотки l = 1); A1 и А2— постоянные интегрирования, которые находятся из начальных условий.
При заземлении конца обмотки X уравнение (2.102) принимает вид
их = UA(eαx - e-αx)/(2sh α) = UA sh αx/(sh α), (2.103)
а при незаземленном конце
их = UA(eαx + e-αx)/(2ch α) = UA ch αx/(ch α), (2.104)
где UA — амплитуда волны перенапряжения.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В НАЧАЛЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
Полученные из уравнений (2.103)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В НАЧАЛЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
Полученные из уравнений (2.103)
Обычно в трансформаторах Cqрез > Cdрез и α = 5 ÷ 15, поэтому начальное распределение напряжения вдоль обмотки крайне неравномерно и почти одинаково для обмоток с заземленной и изолированной нейтралью. Кривые распределения напряжения показывают, что при перенапряжениях наибольшей опасности подвергается изоляция начальных витков и катушек, так как в начальные моменты на них падает максимальная часть напряжения.
Рис. 2.66. Начальные распределения напряжения вдоль обмотки трансформатора при перенапряжениях для различных значений α.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В ТЕЧЕНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
По окончании переходного процесса
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОБМОТКЕ В ТЕЧЕНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
По окончании переходного процесса
Из рассмотрения кривых, приведенных на рис. 2.67, следует, что во время колебаний большие перепады напряжения возникают в средней и конечной частях обмотки. Кроме того, в отдельных частях обмотки напряжение относительно земли может стать больше амплитуды падающей на обмотку волны перенапряжения UA. В частности, при незаземленной нейтрали наибольшее напряжение падает на изоляцию конечных витков и катушек. Это является существенным недостатком трансформаторов с изолированной нейтралью.
Рис. 2.67. Распределение напряжения вдоль обмотки трансформатора при высокочастотных колебаниях: 1 — начальное распределение; 2 — конечное распределение; 3 — граничные значения максимальных напряжений; 4 — изменение напряжения вдоль обмотки при колебательном процессе
ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
Для предотвращения воздействия на трансформаторы волн перенапряжений с амплитудой,
ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
Для предотвращения воздействия на трансформаторы волн перенапряжений с амплитудой,
В трансформаторах напряжением 35 кВ для защиты от атмосферных перенапряжений в начале и конце обмотки ВН усиливают изоляцию первой и второй катушек, а также увеличивают вентиляционные каналы между ними. Нейтрали обмоток с напряжением 35 кВ и выше заземляют непосредственно либо через сопротивления, которые при высокочастотных колебаниях не оказывают существенного влияния на характер переходного процесса.
Для выравнивания начального распределения напряжения и сближения его с конечным распределением, а также для снижения опасных резонансных электромагнитных колебаний под воздействием волн перенапряжений в трансформаторах напряжением 110 кВ и выше применяют емкостную защиту обмоток. Сущность такой защиты заключается в том, что в конструкцию обмотки включают добавочные емкости Сэ1 и Сэ2 (рис. 2.68, а), выполненные в виде электростатических экранов, которые шунтируют продольные емкости Cd. В этом случае при заземлении конца X обмотки ВН кривая начального распределения напряжения 1 (см. рис. 2.67) приближается к прямой 2 конечного распределения.