Файл: Техника высоких напряжений учеб. пособие.pdf

Чтобы импульс напряжения не передавался с ОВН на обмотку НН (ОНН) за счет емкостных связей, между этими обмотками обычно располагают разрезной проводящий защитный слой (экран), который соединяется с землей и сердечником. Этот экран состоит из листового металла и располагается в изолирующем цилиндре.

Изоляция испытательного трансформатора существенно упро­ щается, если для вывода высокого напряжения из бака использовать два проходных изолятора. При этом напряжение распределяется меж-

8

Рис. 16.3. Конструктивная схема испытательного трансформатора:

I*— ОВН', 2 — ОНН 3 — обмотка связи; 4 — бак; 5 — проходной изолятор; 6 — экран вывода; 7 — опорныя изолятор; 8 — магнн'топротзод

ду изоляторами. ОНН располагается на одном стержне и изолируется от него на половину номинального напряжения трансформатора. ОВН состоит из двух частей, расположенных на обоих стержнях, при этом средняя точка обмотки соединяется с магнитопроводом и ба­ ком трансформатора; который оказывается относительно земли под напряжением, равным половине напряжения трансформатора.

Такое расположение первичной обмотки создает большое рассея­ ние магнитного потока и уменьшает связь этой обмотки со второй поло­ виной ОВН, расположенной на втором стержне. Для увеличения электромагнитной связи между отдельными обмотками применяются специальные обмотки связи или уравнительные обмотки. Они распо­ лагаются на обоих стержнях, имеют одинаковое число витков и соеди­ няются одна с другой так, чтобы э. д. с., индуктируемые в них от основного магнитного потока, взаимно компенсировались. На рис. 16.3 приведена схема включения обмоток.б.

б. Каскад трансформаторов

Для получения очень высоких испытательных напряжений приме­ няется каскадное включение трансформаторов, при котором ОВН тран­ сформаторов включаются последовательно и питание каждого после­ дующего трансформатора осуществляется через предыдущий. Для этой цели каждый трансформатор, за исключением выходного, имеет специ-

464

альную обмотку для питания следующего трансформатора. Первичная ■обмотка и обмотка питания следующего трансформатора должны быть изолированы относительно друг друга на полное напряжение транс­ форматора и поэтому располагаются на различных стержнях магнито­ провода. Уравнительная обмотка существенно улучшает связь между ними и тем самым снижает индуктивность рассеяния трансформатора. На рис. 16.4 приведена схема соединений обмоток трансформаторов при их каскадном включении.

2250кб

Рис. 16.4. Схема соединений обмоток каскада трансформаторов на номинальное напряжение 2250 кв:

I — ОВН; 2 — ОНН-. 3 — обмотка связи; 4 — обмотка питания следующего трансформатора

В испытательных установках на очень высокое напряжение из-за большой емкости испытуемых объектов потребляемая реактивная мощ­ ность существенно возрастает. При этом первый трансформатор в каскадном включении, т. е. трансформатор с заземленным концом высоковольтной обмотки, становится чрезмерно большим и тяжелым. В таких случаях приходится применять схему с параллельным пита­ нием повышающих трансформаторов через изолирующие трансформа­ торы. Схема включения обмоток при таком соединении трансформато­ ров приведена на рис. 16.5.

Каскадное включение повышающих трансформаторов имеет ряд недостатков: 1) сравнительно большую площадь, занимаемую уста­ новкой; 2) значительную реактивность; 3) суммарную мощность тран­ сформаторов, значительно превышающую номинальную мощность установки. Указанные недостатки каскадного включения трансформа­ торов ограничивают число единичных трансформаторов в нем. Обычно изготовляются каскадные установки из двух или трех единиц. Н а­ личие трех единичных испытательных трансформаторов в каскаде позволяет также проводить испытания в трехфазной схеме, например при измерении потерь на корону на опытной линии электропередачи.

Необходимая длительная мощность (в ква) испытательного тран­ сформатора или каскада трансформаторов при' испытаниях изоляции в сухом состоянии определяется в основном емкостью испытываемого объекта и величиной испытательного напряжения и может быть оце­ нена как

Р = ^ H c n t ö C І О " 3 ,

где UHCU— испытательное напряжение, кв; С— емкость ошиновки и испытываемого объекта, мкф; со — угловая частота.

466

При влагоразрядных испытаниях мощность испытательного транс­ форматора выбирается так, чтобы ограничить посадку испытательного, •напряжения при протекании больших предразрядных токов до вели­ чины 5-^ 10% от испытательного напряжения; для этого номинальный ток короткого замыкания должен быть не менее 5 а. Для ограничения посадки напряжения на испытуемом объекте может быть применена продольная емкостная компенсация индуктивного сопротивления испытательной установки.

Основные технические данные ряда испытательных трансформато­ ров и каскадов трансформаторов, выпускаемых в СССР и заводом TuR (ГДР), приведены в табл. 16.1

в. Регуляторы напряжения

Регулятор напряжения — устройство для регулирования напря­ жения, подводимого к первичной обмотке испытательного трансфор­ матора,— должен удовлетворять следующим основным требованиям: 1) обладать достаточной мощностью; 2) при всех возможных режимах работы испытательного трансформатора давать неискаженную форму •кривой напряжения; 3) плавно изменять напряжение, так как резкие ■скачки напряжения сопровождаются неустановившимися режимами, приводящими к снижению точности измерений; 4) иметь малую реак­ тивность.

Регулятор напряжения должен быть снабжен устройством, до­ пускающим включать толчком напряжение, равное примерно 30-f-50% от испытательного напряжения, и затем плавно повышать его со ско­ ростью 2-^3% в секунду от испытательного напряжения.

При регуляторах малой мощности изменение напряжения обычно ■осуществляют вручную, а при регуляторах большой мощности при­ меняется автоматическое дистанционное регулирование.

В качестве регуляторов напряжения можно использовать авто­ трансформатор, потенциал-регулятор, специальный регулирующий трансформатор с подвижной обмоткой, двигатель-генератор. Измене­ ние напряжения на выходе автотрансформатора осуществляется пере­ мещением контактных роликов по очищенным от изоляции частям обмотки. У трансформаторов с подвижной обмоткой регулирование напряжения производится с помощью изменения индуктивной связи между обмотками. Подвижный элемент магнитопровода обычно несет ■на себе первичную обмотку, а неподвижный — вторичную обмотку.

Регулирование напряжения на выходе генератора производится путем изменения тока его возбуждения.

Поэтому преимущество питания трансформатора от двигательгенератора заключается в полной независимости напряжения испыта­ тельной цепи от напряжения питающей сети. Это обстоятельство имеет особо важное значение при производстве точных измерений. Однако вследствие сложности обслуживания двигатель-генераторной уста­ новки наибольшее распространение в настоящее время получили регулирующие трансформаторы с подвижным сердечником.

§ 16.3. УСТАНОВКИ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Для получения выпрямленного напряжения применяются различ­ ные схемы, которые можно подразделить на зарядные устройства и каскадные генераторы.

Зарядные схемы выполняются на сравнительно невысокое напря­

каскадные генераторы. Простейшая схема каскадного генератора при­ ведена на рис. 16.7. Как видно из рисунка, каскадный генератор состоит из ряда схем рис. 16.6, в и, следовательно, напряжение хо­ лостого хода на выходе такого генератора равняется произведению амплитуды напряжения трансформатора на число вентильных групп. Основным недостатком этой схемы является большая чувствительность к сопротивлению нагрузки, которая вызывает заметные пульсации напряжения. Для уменьшения пульсаций применяются сдвоенные каскадные схемы с параллельным питанием.

Более удачной в этом отношении является схема выпрямления с параллельным питанием ступеней на основе каскада трансформаторов (рис. 16.8), предложенная А. А. Горевым (ЛПИ). Как видно из схемы, конденсаторы С заряжаются через вентили от соответствующих сту­ пеней каскада трансформаторов по схеме удвоения напряжения.

В качестве вентилей в зарядных схемах и каскадных генераторах применяются кенотроны и полупроводниковые вентили. Высоковольт-

468