Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов

Сопротивление изоляции обмоток силовых трансформаторов, имеющих параллельные ветки, делается меж ветвями, если при всем этом параллельные ветки могут быть выделены в электрически несвязанные цепи без распайки концов. Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформаторов делается мегомметром меж каждой обмоткой и корпусом (землей) и меж обмотками при отсоединенных и заземленных на корпус других обмотках.

Состояние изоляции силовых трансформаторов характеризуется не только лишь абсолютным значением сопротивления изоляции, которое находится в зависимости от габаритов трансформаторов и используемых в нем материалов, и коэффициентом абсорбции (отношением сопротивления изоляции, измеренного два раза — через 15 и 60 с после приложения напряжения на испытуемом объекте. За начало отсчета допускается принимать начало вращения ручки мегаомметра.

Рис. 1. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора: a – относительно корпуса; б – меж обмотками трансформатора

2. Хранение и подготовка кабелей для прокладки в траншеях и тоннелях.

Кабельные прокладки требуют меньших площадей по сравне­нию с воздушными и могут применяться при любых природных и атмосферных условиях.

Кабельные прокладки напряжением 6... 10 кВ применяются на предприятиях небольшой и средней мощности и в городских сетях.

Трасса кабельных линий выбирается кратчайшая с учетом наи­более дешевого обеспечения их защиты от механических повреждений, коррозии, вибрации, перегрева и от поврежде­ний при возникновении электрической дуги в сосед­нем кабеле.

Прокладка кабелем мо­жет осуществляться не­сколькими способами: в траншеях, каналах, тунне­лях, блоках, эстакадах. Внутри кабельных сооруже­ний и производственных по­мещений предусматривают прокладку кабелей на сталь­ных конструкциях различ­ного исполнения: на настенных конструкциях, лотках, в коробах, укреп­ленных на стенах.

Способ и конструктивное выполнение прокладки выбираются в зависимости от числа кабелей, условий трассы, наличия или отсут­ствия взрывоопасных газов тяжелее воздуха, степени загрязненно­сти почвы, требований эксплуатации, экономических факторов и т.п.

Прокладка кабелей в траншеях.Наиболее простой является про­кладка кабелей в траншеях. Она экономична и по расходу цветного металла, так как допустимые токи на кабели больше (при­мерно в 1,3 раза) при

прокладке в земле, чем в воздухе. Однако по ряду причин этот способ не получил широкого применения на про­мышленных предприятиях. Прокладка в траншеях не при­меняется:

на участках с большим чис­лом кабелей;

при большой насыщенности территории подземными и на­земными технологическими и транспортными коммуникаци­ями и другими сооружениями; на участках, где возможно разлитие горячего металла или жидкостей, разрушающе дей­ствующих на оболочку кабелей; в местах, где возможны блуж­дающие токи опасных значений, большие механические нагруз­ки, размытие почвы и т.п.

Опыт эксплуатации кабелей, про­ложенных в земляных траншеях, по­казал, что при всяких разрытиях ка­бели часто повреждаются. При прокладке в одной траншее шести кабелей и более вводится очень боль­шой снижающий коэффициент на допустимую токовую нагрузку. По­этому не следует прокладывать в одной траншее более шести кабелей. При большом числе кабелей предус­матриваются две рядом расположен­ные траншеи с расстоянием между ними 1,2 м.

Земляная траншея для укладки кабелей должна иметь глубину не менее 800 мм. На дне траншеи со­здают мягкую подушку толщиной

100 мм из просеянной земли. Глубина заложения кабеля должна быть не менее 700 мм. Ширина траншеи зависит от числа кабелей, прокладываемых в ней. Расстояние между несколькими кабелями напряжением до 10 кВ должно быть не менее 100 мм. Кабели укла­дывают на дне траншеи в один ряд. Сверху кабели засыпают слоем мягкого грунта. Для защиты кабельной линии напряжением выше 1 кВ от механических повреждений ее по всей длине поверх верхней подсыпки покрывают бетонными плитами или кирпичом, а линии напряжением до 1 кВ - только в местах вероятных разрытии.

Трассы кабельных линий прокладываются по непроезжей части на расстоянии не менее: 600 мм от фундаментов зданий, 500 мм дотрубопроводов, 2000 мм до теплопроводов.

Прокладка кабелей в каналах.Прокладка кабелей в железобе­тонных каналах может быть наружной и внутренней. Этот способ прокладки более дорогостоящий, чем в траншеях. При вне-цеховой канализации на неохраняемой территории каналы прокла­дываются под землей на глубине 300 мм и более. Глубина канала не более 900 мм. На участках, где возможно разлитие расплавленного металла, жидкостей или других веществ, разрушительно действую­щих на оболочки кабелей, кабельные каналы применять нельзя.

Прокладка кабелей в туннелях.Прокладка в туннелях удобна и надежна в эксплуатации, но она оправдана лишь при большом чис­ле (более 30...40) кабелей, идущих в одном направлении, например, на главных магистралях, для связей между главной подстанцией и распределительной и других аналогичных случаях.

Туннели бывают проходные высотой 2100 мм и полу­проходные высотой 1500 мм. Пол у проходные туннели допускают­ся на коротких участках (до 10 м) в местах, затрудняющих прохож­дение туннелей нормальной высоты. Глубина заложения туннеля от верха покрытия принимается не менее 0,7 м.

Также существует прокладка кабелей в блоках, галереях и эстакадах.

3.Трансформаторное масло.

Трансформаторные масла — минеральные масла высокой чистоты и низкой вязкости. Применяются для заливкисиловых и измерительных трансформаторов, реакторного оборудования, а также масляных выключателей. Предназначено для изоляции находящихся под напряжением частей и узлов силового трансформатора, отвода тепла от нагревающихся при работе трансформатора частей, а также предохранения изоляции от увлажнения.Трансформаторные масла выполняют функции дугогасящей среды. Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом угла диэлектрических потерь. Диэлектрическая прочность трансформаторных масел, в свою очередь, в основном определяется наличием волокон и воды, поэтому механические примеси и вода в таких маслах должны полностью отсутствовать.Низкая температура застывания масел (-45°С и ниже) нужна для сохранения их подвижности в условиях низких температур. Для обеспечения эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшейвязкостью при температуре вспышки не ниже 95, 125, 135 и 150°С для разных марок.Наиболее важное свойство трансформаторных масел — это их стабильность против окисления, то есть, способность сохранять свои параметры при длительной работе.Обычно все сорта таких отечественных масел содержат эффективную антиокислительную присадку.Эксплуатационные свойства трансформаторного масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от химического состава сырья и применяемых способов его очистки. Применяемые марки трансформаторного масла отличаются химическим составом и эксплуатационными свойствами и имеют различные области применения. В новые масляные трансформаторы следует заливать только свежие трансформаторные масла, не бывшие в эксплуатации. Каждая партия трансформаторного масла, применяемая для заливки и доливки трансформаторов, должна иметь сертификат завода-поставщика масла. Свежее трансформаторное масло, поступающее с нефтеперерабатывающих предприятий, перед заливкой в силовые трансформаторы следует очистить от имеющихся механических примесей, влаги и газов. Влага в трансформаторном масле может находиться в состоянии осадка, в виде эмульсии и в растворенном состоянии. Подготовленное для заливки трансформаторное масло полностью очищается от влаги, находящейся в эмульсионном состоянии и в виде отстоя. В растворенном состоянии влага не оказывает значительного влияния на электрическую прочность и тангенс угла потерь, однако способствует повышению окисляемости трансформаторного масла и снижению его стабильности. Поэтому достижение удовлетворительных значений пробивного напряжения и тангенса угла потерь трансформаторного масла не является окончательным критерием очистки. При атмосферном давлении в трансформаторном масле может быть растворено 10% воздуха. Перед заливкой в силовые трансформаторы, оборудованные азотной и пленочной защитой, трансформаторное масло должно быть дегазировано до остаточного газосодержания не более 0,1% массы. После очистки в масле должны отсутствовать механические примеси.

Марки (маркировка) трансформаторных масел: ТСп, ТКл, ТАп, Т-750, Т-1500, ГК.

Эксплуатационные свойства трансформаторных масел проверяют по электроизоляционным и физико-химическим характеристикам:

- определение электрической прочности масла

- определение тангенса угла потерь масла

- определение влагосодержания масла. Метод основан на выделении водорода при взаимодействии находящейся в масле влаги с гидридом кислорода.

- определения газосодержания масла. Производится с помощью абсорбциометра. Способ определения заключается в измерении изменения остаточного давления в емкости посли заливки в нее пробы испытываемого масла.

- определение механических примесей. Количественное содержание механических примесей заключается в пропускании растворенной в бензине пробы трансформаторного масла через беззольный бумажный фильтр.

4.Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Устройство, их назначение и схемы включения.

Измерительный трансформатор — электрический трансформатор для контроля напряжения, тока или фазы сигнала первичной цепи.

В ячейках распределительного устройства (РУ), через которые подключаются к сборным шинам линия, генератор, силовой трансформатор, устанавливают трансформаторы тока (обозначение на схемах ТА), а на каждой секции сборных шин и на выводах генераторов — трансформаторы напряжения (TV). При соответствующем подборе коэффициентов трансформации этих измерительных устройств ток в любой цепи можно измерить обычным амперметром, рассчитанным на 5 А, а напряжение — вольтметром, рассчитанным на 100 В. Трансформатор тока представляет собой аппарат, первичная обмотка которого включена в цепь последовательно. А вторичная обмотка, будучи замкнута на некоторую цепь (“вторичную цепь”) отдаёт в неё ток, пропорциональный первичному току.
В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (и от земли) на полное рабочее напряжение.
Вторичная обмотка в эксплуатации имеет потенциал, близкий к потенциалу земли, так как один конец этой обмотки обычно заземляется.

Рис. 1. Принципиальная схема (а) и устройство (б) трансформатора тока, предназначенного для внутренней установки:
1.2 — соответственно первичная и вторичная обмотки; 3, 5 — кольцевые сердечники; 4 — фарфоровый изолятор; W — ваттметр; Л — амперметр; КА — реле

В электроустановках трансформаторы тока (ТТ) предназначены для питания токовых катушек измерительных приборов и реле, а трансформаторы напряжения (ТН) — катушек напряжения измерительных приборов и аппаратов защиты, измерения и контроля за напряжением. При этом измерительные приборы надежно изолированы от высокого напряжения, гак как в трансформаторах нет электрической связи между обмотками высокого и низкого напряжения. Вторичные обмотки ТТ и ТН заземляют, чтобы предотвратить появление высокого напряжения на измерительных приборах в случае аварийного пробоя изоляции между обмотками высокого и низкого напряжения измерительного трансформатора. Первичная обмотка 1 трансформатора тока (рис. 1), представляющая собой стержень, шину или катушку, проходит внутри фарфорового изолятора 4, на который надеты кольцевые сердечники 3, 5 (один или два). Сердечники изготовляют из спиральной стальной ленты, свернутой в виде кольца. На каждый сердечник намотана вторичная обмотка 2 из медного изолированного провода. Трансформаторы тока имеют однофазное исполнении. В РУ применяют ТТ классов точности 0,5; 1;3. Конструктивное исполнение ТТ весьма разнообразно. Различают одно- и многовитковые ТТ. Среди одновитковых наибольшее распространение получили стержневые, шинные и встроенные ТТ.
Стержневые ТТ изготавляют на напряжение до 35 кВ и номинальный первичный ток от 400 до 1 500

Рис. 2. Схемы включения трансформатора тока для измерения тока в одной (а), двух (б) и трех (в)

Трансформатор напряженияпредназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/Ö3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Рис. 3. Трансформатор напряжения Рис. 4 Кабельный трансформатор тока нулевой последовательности Трансформаторы напряжения выпускаются на все стандартные напряжения от 0,5 до 500 кВ. Для напряжений до 3 кВ ТН выполняются сухими, для 6 кВ и выше — масляными. Трансформаторы на напряжение 35 кВ и выше изготовляют для наружной установки. Схемы включения ТН приведены на рис. 5. Рис. 5. Схемы включения трансформаторов напряжения: а — трехфазного трехстержневого; б — двух однофазных; в — трех однофазных; г— трехфазного пятистержневого

5. Классификация электроустановок по напряжению.

Условно все электроустановки можно разделить на:

- электроустановки до 1 кВ;

- лектроустановки выше 1 кВ; - электроустановки с малым напряжением (не более 42 В); - электроустановки с малыми токами замыкания на землю (I_з 500А); - электроустановки с большими токами замыкания на землю (I_з>500А).

Билет № 10.

1.Активное сопротивление, индуктивностьи емкость в цепях переменного тока

Активное сопротивление - это сопротивление цепи переменному току безвозвратные потери энергии переменного тока.Причины вызывающие безвозвратные потери переменного тока: -противодействие материала проводника -поверхностный эффект -вихревые токи (они образуются в сердечниках катушек и нагревают их) -потери энергии электрического тока за счет перемагничивания сердечника, т. е. на ликвидацию остаточного магнетизма при перемагничивании сердечника -потери за счет излучения электромагнитной энергии ( любой проводник по которому идет переменный ток излучает электромагнитные волны которые уходят в пространство)

ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
	Это противодействие тока самоиндукции катушки нарастающему току генератора и называется индуктивным сопротивлением. На преодоление этого противодействия затрачивается часть энергии переменного тока генератора. Вся эта часть энергии полностью превращается в энергию магнитного поля катушки. Когда ток генератора будет убывать, магнитное поле катушки также будет убывать, пресекая катушку и индуктируя в цепи ток самоиндукции. Теперь ток самоиндукции будет идти в одном направлении с убывающим током генератора.Таким образом вся энергия затраченная током генератора на преодоление противодействия тока самоиндукции катушки полностью вернулась в цепь в виде энергии электрического тока. Поэтому индуктивное сопротивление является реактивным, т. е. не вызывающим безвозвратных потерь энергии. Единицей измерения индуктивного сопротивления является Ом Индуктивное сопротивление обозначается XL. f- частота Гц, L- индуктивность катушки Гн, XL- индуктивное сопротивление Ом Соотношение между фазами U и I на XL Так как активное сопротивление катушки по условию равно нулю (чисто индуктивное сопротивление), то все напряжение приложенное генератором к катушке идет на преодоление э. д. с. самоиндукции катушки. Это значит что график напряжения приложенного генератором к катушке равен по амплитуде графику э. д. с. самоиндукции катушки и находится с ним в противофазе. Напряжение приложенное генератором к чисто индуктивному сопротивлению и ток идущий от генератора по чисто индуктивному сопротивлению сдвинуты по фазе на 900 ,т. е. напряжение опережает ток на 900. Реальная катушка кроме индуктивного сопротивления имеет еще и активное сопротивление. Эти сопротивления следует считать соединенными последовательно. На активном сопротивлении катушки напряжение приложенное генератором и ток идущий от генератора совпадают по фазе. На чисто индуктивном сопротивлении напряжение приложенное генератором и ток идущий от генератора сдвинуты по фазе на 900. Напряжение опережает ток на 900. Результирующее напряжение приложенное генератором к катушке определяется по правилу параллелограмма. Результирующее напряжение приложенное генератором к катушке всегда опережает ток на на угол меньший 900.Величина угла φ зависит от величин активного и индуктивного сопротивлений катушки. Результирующее сопротивление катушки Z равно
ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
	Противодействие электродвижущей силы заряжаемого конденсатора заряду этого конденсатора называется емкостным сопротивлением. Вся энергия затрачиваемая источником тока на преодоление емкостного сопротивления превращается в энергию электрического поля конденсатора. Когда конденсатор будет разряжаться вся энергия электрического поля вернется обратно в цепь в виде энергии электрического тока. Таким образом емкостное сопротивление является реактивным, т.е. не вызывающим безвозвратных потерь энергии. Емкостное сопротивление конденсатора определяется по формуле   Соотношение между фазами напряжения на генераторе и тока цепи с чисто емкостным сопротивлением. Рассматривая график делаем вывод: ток в цепи с чисто емкостным сопротивлением опережает напряжение на 900. Возникает В цепи идет ток от двух источников тока поочередно, от генератора и от конденсатора. Когда напряжение на генераторе равно нулю ток в цепи максимален. Это ток разряда конденсатора. Реальный конденсатор имеет одновременно два сопротивления: активное и емкостное. Их следует считать включенными последовательно. Напряжение приложенное генератором к активному сопротивлению и ток идущий по активному сопротивлению совпадают по фазе. Напряжение приложенное генератором к емкостному сопротивлению и ток идущий по емкостному сопротивлению сдвинуты по фазе на 900 . Результирующее напряжение приложенное генератором к конденсатору можно определить по правилу параллелограмма. На активном сопротивлении напряжение Uакт и ток I совпадают по фазе. На емкостном сопротивлении напряжение Uc отстает от тока I на 900 . Результирующее напряжение приложенное генератором к конденсатору определяется по правилу параллелограмма. Это результирующее напряжение отстает от тока I на какой то угол φ всегда меньший 900 .Результирующее сопротивление конденсатора нельзя находить суммируя величины его активного и емкостного сопротивлений. Это делается по формуле

2. Назначение блокировочных контактов в магнитном пускателе.

Дополнительный блок контактов нужен для расширения возможностей по коммутации электромагнитного пускателя. Дополнительный блог контактов выполняется в варианте нормально замкнутый контакт + нормально разомкнутый контакт или 2 нормально замкнутых контакта + 2 нормально разомкнутых.

3. Предохранители.Выбор плавких вставок. Ремонт предохранителей.

Плавкие предохранители широко применяют для защиты силовых трансформаторов небольшой мощности, элект­родвигателей, распределительных сетей, трансформаторов на­пряжения.

Наиболее распространены газогенерирующие предохранители и использованием твердых газогенерирующих материалов (на­пример, фибры, винипласта) и кварцевые, в которых патрон с плавкой вставкой заполнен кварцевым песком (материалом, не выделяющим газа под действием высокой температуры дуги). Газогенерирующие плавкие пре­дохранители выполняются с выхлопом и без выхлопа газа.

Разрез патрона кварцевого предохранителя показан на рис. Патрон предохранителя вставляется латунными колпачками в неподвижные пружинящие контакты, укрепленные на опорных фарфоровых изоляторах. Патрон представляет собой фарфоровую трубку,

закытую с обоих торцов латунными колпачками и заполненную сухим кварцевым песком.

Рис.. Предохранители:
а — типа ПР2; б — типа ПН2; в — типа ПРС; 1 — присоединительный зажим; 2 - пружина; 3 — контактные стойки; 4 — контактный нож; 5 — патрон; 6 — плавкая вставка; 7 — Т-образный выступ для рукоятки; 8 — съемная рукоятка; 9 — корпус; 10 — головка

Внутри патрона помещена плавкая встав­ка, состоящая из несколь­ких параллельных мед­ных спиралек с на­паянными на них шари­ками из олова. Помимо плавких вставок в пат­роне размещена еще стальная спиралька, со­единенная с якорем ука­зателя срабатывания 8. В момент срабатывания предохранителя стальная спираль также перегорает и освобождает указатель, выталкиваемый вниз спе­циальной пружиной.

В кварцевых предох­ранителях для снижения пика перенапряжений применяют плавкие вставки, составленные из медных посеребренных проволочек разных сечений. Для неко­торых предохранителей используют константановые прово­лочки. Сначала перегорает вставка меньшего сечения, а затем — вставка большего сечения. Этим уменьшается длина пробива­емых промежутков (каналов), а, следовательно, ограничивается возникаемое на предохранителе перенапряжение, которое долж­но быть не более чем в 2,5 раза больше номинального.

При перегорании плавкой вставки вытягивается проводник из патрона: при этом дуга растягивается и приходит в соприкосновение с газогенерирующим материалом. Выделяющиеся газы выбрасывают про­водник с большой скоростью из трубки, что способствует деионизации дугового промежутка.

При выборе плавкой вставки нужно обеспечить:

1.Такую величину тока к.з., чтобы вставка точно сгорела в наиболее короткий срок. ПУЭ обязывают для этой цели: ток к.з. должен быть больше номинального тока плавкой вставки не менее чем в 3 раза.

I_вс ≤ 3I_к.з.

1. Для обеспечения пропуска пускового тока АД_к.з. ток плавкой вставки должен быть:

I_вс. = I_пуск. / 1,6 2,5

I_пуск. = I_ном.•k_п→(5 7)

K_п – коэффициент пуска.

Ремонт предохранителей заключается в замене плавкой вставки и зачистки контактов

4.Освещение призводственных помещений. Расчет электроосвещения.

Типы, виды и системы освещения. Освещение производственных помещений может быть естественное, создаваемое светом неба (прямое и отраженное), искусственное (от электрических ламп) и совмещенное (при использовании естественного и искусственного освещения).

Естественное освещение может быть:

-боковое – через отверстия, прорезы во внешних стенах помещений. Оно бывает одностороннее и двосторонне;

-верхнее – через отверстия, прорезы в крыше здания;

-комбинированное (верхнее плюс боковое).

Естественное освещение нормируется коэффициентом естественного освещения КЕО %,

Евн

КЕО = ----- х 100

Ен

Где КЕО - коэффициент естественной освещенности; Евн – освещенность в помещении; Ен – освещенность наружная.

Естественное освещение может быть следующих видов:

-рабочее – освещение, предназначенное для выполнения работы;

-дежурное – освещение в нерабочее время;

-аварийное – при отключении рабочего освещения для нормального окончания работ;

-эвакуационное – для эвакуации людей;

охранное – для охраны ночью.

Системы искусственного освещения:

-общее – светильники в верхней зоне помещения;

-местное – светильники непосредственно на рабочих местах;

-комбинированное – объединение общего и местного.

Чтобы обеспечить комфортные условия работы и свести к минимуму риск несчастных случаев, необходимо обеспечить нормируемую освещённость (лк) на рабочих местах. Для этого и производится расчёт электрического освещения Существует несколько методов расчета. Оновными методиками этого расчёта: точечный метод, метод коэффициента использования светового потока, а также расчёт электрического освещения методом удельной мощности.