Емкостное кольцо; 2 — экранирующие (емкостные) витки; 3 — катушки с усиленной изоляцией

простота конструкции и технологии изготовления;

возможность углубления (до некоторого предела) защиты путем добавления экранирующих витков без изменения конструкции обмотки; возможность предварительного емкостного расчета.

Рис. 13.11. Емкостное кольцо:

а — конструктивная схема; б — емкостная схема замещения: 1 — емкостное кольцо;

Крайняя (входная) катушка обмотки

Рис. 13.12. Схема расположения экранирующих витков на обмотках ВН трехфазного трансформатора. Неполный охват витками входных катушек

Недостатки этого вида защиты:

• ограниченная возможность компенсации;
• высокое напряжение между последним экранирующим виткоми обмоткой. Это напряжение (линеал) может достигать, например,до 40% от амплитуды волны импульса;
• невозможность применения этого вида защиты для внутреннихобмоток;
• неполный угол охвата катушек и связанная с этим более слабаязащита средней фазы трехфазного трансформатора.

ПРОДОЛЬНАЯ ЕМКОСТНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ ВНУТРЕННИХ ОБМОТОК

Принцип этой защиты заключается в том, что путем установки между катушками по два емкостных экрана искусственно увеличивают междукатушечную емкость Ск и тем самым уменьшают коэффициент распределения а. Схема продольной защиты изображена на рис. 13.13.

Если обозначить через α1 коэффициент распределения с применением компенсации, то

где Ск1— добавочная междукатушечная емкость, полученная при помощи емкостных экранов.

Рис. 13.13. Схема частичной емкостной компенсации внутренней непрерывной обмотки при помощи встроенных конденсаторов:

А—конструктивная схема; б — упрощенная схема замещения

Рис. 13.14. Кривая первоначального распределения при продольной защите

Этот вид защиты дает более пологую кривую первоначального распределения (рис. 13.14).

Преимущество продольной защиты заключается в том, что она может быть распространена на всю длину обмотки; недостаток ее — в большой потере места в осевом направлении обмотки.

В настоящее время разработан целый ряд других систем частичной защиты, обладающих теми или иными преимуществами и недостатками.

СЛОЕВЫЕ ОБМОТКИ

Для трансформаторов относительно небольших мощностей с напряжением до 35 кв применяются слоевые обмотки.

Несмотря на некоторые недостатки, слоевая обмотка, кроме простоты изготовления, имеет еще то преимущество, что первоначальное

Рис. 13.15. Схема замещения слоевой обмотки

распределение у этой обмотки получается практически равномерным без дополнительной емкостной компенсации (если не считать емкостного экрана). Иными словами, слоевая обмотка является в принципе грозоупорной, т. е. обладающей самозащитой, так как коэффициент

распределения а у нее близок к нулю. Схема замещения и

график первоначального распределения слоевой обмотки изображены соответственно на рис. 13.15 и 13.16.

Как видно из схемы слоевой обмотки, обкладкой конденсатора в момент падения волны импульса будет служить слой обмотки. Тогда емкость между слоями будет соответствовать емкости Ск в схеме замещения. Так как емкость каждого слоя на землю Сз относительно емкости между слоями Сз будет весьма мала, то коэффициент первоначального распределения а близок к нулю, т.е.

.

Кривая первоначального распределения будет почти совпадать с прямой конечного распределения и на графике представится в виде ломаной линии с числом изгибов, соответствующим числу слоев.

Для выравнивания напряжений по виткам первого (входного) слоя ставят металлический (разрезной) экран, присоединяемый к линейному вводу. Максимальное использование преимуществ слоевой обмотки получается тогда, когда экран ставится внутри (к первому слою). При этом уменьшается общая емкость обмотки на землю.

Ограниченность применения слоевой обмотки зависит в основном от ее недостаточной механической прочности, малой поверхности охлаждения и большого напряжения между слоями. Чтобы избежать последнего недостатка, обмотку разбивают на две и более частей в осевом направлении, т. е. применяют катушечную обмотку.

Рис. 13.16. Распределение напряжения в слоевой обмотке ВН с двумя экранами: