книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

Рис. 46-1. Бетонный реак­ тор РБ-10/600 для внутрен­ ней установки на 10 кв, 600 а

в цепи уменьшается настолько, что после очередного прохожде­ ния через нуль он прекращается.

Для улучшения гашения дуги применяется несколько после­ довательно соединенных искровых промежутков. Чтобы участие всех промежутков при пробое было одинаковым, они шунтиру­ ются большими омическими сопротивлениями.

Общий вид вентильных разрядников изображен на рис. 45-3. Для защиты от атмосферных перенапряжений электрических сетей, например линий связи напряжением до 250 в, выпуска­ ются вентильные разрядники типа

		РВН-250. Принцип работы их
		аналогичен высоковольтным раз­
		рядникам, но вместо вилита при­
	■ЧГ}	меняется тервит, который получа­
		ют путем обжига вилита в водо­
	та Н ш	родной среде. Тервит не гигроско­
		пичен и по отношению к		вилиту
		обладает	большей пропускной
		способностью импульсных		токов.
		§ 46. Реакторы
		Реактор	представляет	собой
		индуктивную катушку без железа

ислужит для ограничения .тока

к.з. в цепях 6—10 кв и для под­ держания напряжения на шинах (до реактора) при к. з.

Снижение токов к. з. реакто­ рами в ряде случаев позволяет

уменьшить сечение жил кабелей и выбрать более легкую и деше­ вую аппаратуру распределитель­ ных устройств.

Современные бетонные реак­ торы имеют обмотку из медного или алюминиевого провода сече­ нием 70 -г-185 мм2. Реакторы изготавливаются однофазными на номинальные токи до 4000 а с реактивным относительным сопро­ тивлением от 3 до 12% (рис. 46-1).

В распределительных устройствах три фазы реакторов могут быть установлены горизонтально (рядом) или вертикально одна фаза над другой. Чаще применяется вертикальное расположе­ ние реакторов.

Г л а в а X I I

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

§47. Общие сведения

Кизмерительным трансформаторам относятся трансформато­ ры тока и трансформаторы напряжения. Они служат для вклю­ чения измерительных приборов, реле и различных автоматиче­ ских устройств.

Применение измерительных трансформаторов обеспечивает: 1) безопасность обслуживания приборов и реле, для чего один конец вторичных обмоток трансформаторов заземля­

ется;

2)удобство обслуживания приборов и реле, так как они устанавливаются на щитах вне ячейки высокого напряжения;

3)удешевление и упрощение приборов вследствие стандар­ тизации токов и напряжений на вторичной стороне трансфор­ маторов;

4)защиту обмоток, включаемых в цепь последовательно, от воздействия больших токов короткого замыкания.

Трансформаторы напряжения применяются только в установ­ ках высокого напряжения, а трансформаторы тока как в уста­ новках до 1000 в, так и в установках более 1000 в.

Основным требованием, предъявляемым к измерительным трансформаторам, является неизменность соотношения между первичными измеряемыми величинами и величинами во вторич­ ных обмотках трансформатора, а также сохранения фазных углов трансформируемых величин.

§ 48. Устройство и работа трансформаторов тока

Первичная обмотка трансформатора тока включается после­

довательно	с нагрузкой, а вторичная обмотка — на неизменное
сопротивление z2 (рис. 48-1).		/i = / ( / 2), то
Если в	обычном силовом трансформаторе
в трансформаторе тока / 2=ф (Л ). Если в силовом		трансформа­

торе при разомкнутой вторичной обмотке в цепи первичной будет протекать ток холостого хода, то в трансформаторе тока размы­ кание цепи вторичной обмотки не влияет на первичный ток, В этом случае из-за отсутствия размагничивающего потока вто­

ричной обмотки	магнитная	индукция в сердечнике от
800—1000 гс для	нормального	режима достигает насыщения,

а э. д. с. вторичной обмотки может достигнуть нескольких сотен

вольт (рис. 48-2). Кроме того, работа	трансформатора тока
с разомкнутой вторичной обмоткой	вызывает значительное

[увеличение потерь в стали сердечника, что приводит к его разо­ греву.

Таким образом, работа трансформатора тока с разомкнутой вторичной обмоткой недопустима. При снятии приборов из цепи вторичной обмотки трансформатора тока последняя должна быть закорочена.

Рнс. 48-1. Схе­			Рис. 48-2. Изменение напряжения
ма		включе­	на разомкнутой	обмотке транс­
ния	трансфор­		форматора тока:
матора		тока	ф0 — магнитный	поток а сердечнике
			при нормальном режиме работы;		—
			магнитный поток в сердечнике при ра­
			зомкнутой вторичной обмотке
Н о м и н а л ь н ы м к о э ф ф и ц и е н т о м т р а н с ф о р м а ­
ц и и	т р а н с ф о р м а т о р а тока,		который обозначается		на
щитке, является отношение
		ATT = A ÜOM = 2L		(48-1)
		•*2 НОМ	W 1

где w2 и W\ — число витков обмоток.

Погрешность в отступлении от коэффициента трансформации носит название токовой погрешности. Она выражается в процен­ тах и определяется из выражения

_ /о 1

А/ = - Î —JJ— - 100%.

(48-2)

По величине погрешности судят о классе точности трансфор­ матора тока, который определяется для номинального значения первичного тока. Всего существуют пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3 и 10.

Трансформаторы класса 0,2 употребляют для точных изме­ рений при исследованиях; класс 0,5 —для питания измеритель­ ных приборов и счетчиков учета энергии при денежном расчете; класс 1— для счетчиков технического учета энергии и для раз­ личного рода контрольных приборов; классы 3 и 10—для уст­ ройств, не требующих точности измерений, и для релейной за­ щиты.

Угловой погрешностью трансформатора тока называют угол между вектором первичного тока и повернутым на 180° векто­ ром вторичного тока. Угловая погрешность выражается в мину­

тах угла	и считается положительной, когда вектор первичного
тока отстает от повернутого вектора вторичного тока.
С увеличением сопротивления во вторичной цепи трансфор­
матора	z2= Y rl + х\	при прочих неизменных условиях

(cp2=const, 7i = const) возрастает э. д. с. Е2. Это вызовет увели­ чение намагничивающей силы (н. с.), что приведет к увеличению токовой и угловой погрешностей.

Например, трансформатор тока типа ТПФ с коэффициентом трансформации 400/5 работает в классе 0,5 при сопротивлении z2=0,6 ом. Если сопротивление увеличить до 1,2 ом, то транс­ форматор переходит в класс 1-й, а при 3 ом — в класс 3-й.

Поскольку внешнее сопротивление во вторичной обмотке трансформатора оказывает решающее влияние на токовую по­ грешность, то выбор трансформатора производят по мощности вторичной обмотки:

S2= /2 z2	ва.	(48—3)
На погрешность влияет также	и величина	первичного то­

ка 1\. Это связано с кривыми намагничивания стального сердеч­ ника трансформатора. При изменении первичного тока в преде­ лах от 0 до / пом индукция в сердечнике меняется от 0 до 1000 гг. Уменьшение погрешности трансформаторов тока в этом случае может быть достигнуто увеличением сечения сердечника, приме­ нением для сердечников лучших магнитных материалов либо увеличением числа витков первичной и вторичной обмоток.

Однако эти способы не нашли применения вследствие того, что в первом случае увеличиваются затраты на сталь, а во вто­ ром случае — стоимость меди. Практически уменьшение погреш­ ности в трансформаторах тока достигается при помощи подгонки витков и компенсации.

Подгонка витков трансформатора тока в сущности заключа­ ется в том, что число витков вторичной обмотки несколько

уменьшают против расчетной величины [см. (48-1)]. Это приво­ дит к тому, что при прежнем токе 1\ ток /2 увеличивается и, та­ ким образом, погрешность несколько уменьшается [см. (48-2)].

Если для подгонки требуется отмотать часть витка, то это делается так, как показано на рис. 48-3.

Компенсация погрешности трансформатора тока основана на искусственном повышении магнитной проницаемости стали сер­ дечника на участке рабочей характеристики. Повышение маг­ нитной проницаемости уменьшает намагничивающие ампервит- -Ки, создающие магнитный поток Ф0, а это приводит к уменьше­ нию погрешности.

Компенсация осуществляется противонамагничиванием Л1 при помощи магнитного шунта (рис. 48-4).

Рис. 48-3. Схема от-	Рис.	48-4.	Принципиальная
мотки части витков	схема	многовиткового		тран­
	сформатора		тока с	само-
	подмагничиванием

Компенсация противонамагничиванием или самоподмагничиванием осуществляется таким образом, что последовательно с об­ щей вторичной обмоткой, охватывающей оба сердечника, соеди­ няются дополнительные обмотки, охватывающие лишь один сердечник. Первичная обмотка охватывает также оба сердечни­ ка, но в окне сердечника //. Число витков первичной обмотки будет на один меньше (см. рис. 48-4).

Намагничивающие силы обмоток сердечников I и II будут

0 1 = l \ w x— l 2(w2 + w'z)\

(48—4)

0Ц = A (wi — 1) — /2 {w2+ w\).

В сердечнике I будет преобладать н. с. первичной обмотки, а в сердечнике II — н. с. вторичной обмотки. Намагничивающие силы 0j и 0 П и соответствующие магнитные потоки Ф1 и Фп

будут в противофазе, поэтому результирующая н. с. 0 Обудет меньше отдельных составляющих 0j и ©п Таким образом, пред­

шеншо к номинальному току первичной обмотки трансформато­ ра должно быть определено значение сопротивления в цепи вто­

ричной обмотки	(рис. 48-7).
При выборе трансформаторов тока, кроме коэффициента
трансформации	и погрешности, необходимо учитывать и устой­
чивость трансформаторов к токам короткого замыкания.
	Э л е к т р о д и н а м и ч е ­
	с к а я	у с т о й ч и в о с т ь
	т р а н с ф о р м а т о р а			то-
	к а характеризуется			коэф­
	фициентом		динамической
	кратности
	Ад=	- ^	- ,	(48 -5)
		1 £	1 1 ПОМ

1 — трансформатор ТПФМ, класс 0,5; 2 — трансформатор ТПФМУ, класс 0.5

где	*\макс — амплитуда		мак­
	симального		то­
	ка.		у с ­
Т е р м и ч е с к а я
т о й ч и в о с т ь		т р а н с ­
ф о р м а т о р о в		т о к а	ха­
рактеризуется		коэффициен­
том	термической устойчи­

вости

k t = 4IS2L	(48 -6)
Л ном
где I\ Сек — максимальное значение неизменного	тока, который

в течение 1 сек нагревает обмотки трансформатора до предельно допустимой температуры.

§ 49. Конструкции трансформаторов тока

Трансформаторы тока можно классифицировать следующим образом: по роду установки —для внутренних и открытых уста­ новок; по числу витков первичной обмотки — одновитковые и миоговитковые; по конструктивному выполнению — одновитко­ вые трансформаторы (стержневые, шинные и встроенные) и многовитковые (петлевые, восьмерочные и катушечные).

Одновитковые трансформаторы тока имеют первичную обмот­ ку, состоящую из одного витка. Если в качестве такого витка используется стержень, то трансформаторы носят название стержневых. Если токоведущий стержень является частью аппа­ рата (например, выключателя), трансформаторы тока называ­ ются встроенными. Когда в качестве первичной обмотки исполь­ зуется шина распределительного устройства, такие трансформа­ торы тока называются шинными.