Испытательные установки высокого переменного напряжения

Лекция 8. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОКОГО ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Методы повышения надежности изоляции контактной сети

Методы повышения надежности изоляции контактной сети сводятся к следующему:

- усиление изоляции в местах, где наблюдались перекрытия изоляции, путем увеличения числа изоляторов и применением полимерных изоляторов;

- обмыв изоляторов струей воды передвижными установ­ками; при малой эффективности обмывки – чистка вручную или замена изоляторов;

- временное понижение напряжения в контактной сети в зоне повышенного загрязнения атмосферы с дистанционным контролем изоляции;

- покрытие изоляторов гидрофобными пастами и смазочными материалами, рекомендуется в зонах цементных и химических загрязнений.

Испытательные установки высокого переменного напряжения предназначены для получения высокого регулируемого переменного напряжения, с помощью которого испытывают изоляцию повышенным напряжением.

Основным узлом установки является испытательный трансформатор, отличающийся от силового трансформатора аналогичного класса напряжения малой мощностью, ограниченным временем включения, малым запасом электрической прочности изоляции. Испытательные трансформаторы имеют большой коэффициент трансформации и значительную индуктивность рассеяния. Испытательные трансформаторы большей частью являются однофазными и выполняются в трех модификациях: в изолирующем корпусе, в металлическом корпусе с одним вводом и в металлическом корпусе с двумя вводами.

Рисунок 8.1 - Испытательный трансформатор с двумя вводами

В связи со сложностью изготовления ввода на большое напряжение максимальное напряжение, на которое изготовлен трансформатор с одним вводом, составляет 1200 кВ, его общая высота составляет 15.5 м, из которой наружная часть ввода составляет более 9 м.

Конструкция испытательного трансформатора упрощается, если для вывода высокого напряжения из бака используются два ввода, каждый из которых рассчитан на половину номинального напряжения (рис. 8.1). Обмотка низкого напряжения располагается на одном стержне сердечника и изолируется от него на половину номинального напряжения. Обмотка высокого напряжения состоит из двух частей, расположенных на обоих стержнях магнитопровода. Средняя точка обмотки ВН соединяется с магнитопроводом и баком трансформатора. Один из концов обмотки ВН заземляется, и бак находится под половинным напряжением трансформатора. Между обмотками ВН и НН располагают незамкнутый проводящий защитный экран, препятствующий передаче импульсов напряжения через межобмоточную емкость при перекрытии испытуемой изоляции. Кроме того, в трансформаторе обычно имеется не изображенная на рис. 9.1 обмотка связи, состоящая из двух параллельно соединенных друг с другом частей, расположенных на разных сторонах сердечника. Эта обмотка улучшает связь полуобмоток трансформатора и снижает напряжение короткого замыкания.

Вторая обмотка НН используется при соединении трансформаторов в каскад с последовательным питанием для получения сверхвысоких испытательных напряжений. Обмотки ВН каскада соединяются последовательно, а питание каждого последующего трансформатора осуществляется через предыдущий (рис. 8.2). При этом первый трансформатор оказывается более загруженным; для разгрузки иногда применяют схемы с параллельным питанием повышающих трансформаторов через изолирующие трансформаторы.

Рисунок 8.2 - Схема каскада трансформаторов 3x750 кВ

Изоляторы схемы рис. 8.2 связаны друг с другом металлическими рамами для выравнивания распределения напряжения по колонкам изоляторов. Провода, соединяющие трансформаторы друг с другом, помещены в экраны, имеющие тот же потенциал, что и провода, но с большим радиусом, что препятствует возникновению короны.

Упрощенная схема испытательной установки переменного напряжения показана на рис.8.3. Схема содержит испытательный трансформатор Т2 (или каскад трансформаторов), регулировочный трансформатор Т1, защитный резистор R1, предназначенный для демпфирования колебаний при пробое изоляции и снижения возникающих в обмотке трансформатора перенапряжений, и измерительные приборы. Измерение напряжения на выходе установки может производиться по первичному напряжению испытательного трансформатора, как показано на рис. 8.3, а также вольтметр может присоединяться на отвод высоковольтной обмотки. Другие возможности измерения напряжения рассматриваются далее.

Рисунок 8.3 - Схема испытательной установки переменного напряжения

Для регулирования напряжения применяются регулировочные автотрансформаторы, индукционные регуляторы и двигатель-генераторные установки. Максимальная мощность регулировочных автотрансформаторов обычно не превышает 50-100 кВА. При больших мощностях для плавного регулирования напряжения могут быть использованы индукционные регуляторы, представляющие собой трансформаторы с взаимно перемещающимися обмотками, не имеющие скользящих контактов и обеспечивающие плавное регулирование напряжения. Двигатель-генераторные установки применяют для питания трансформаторов напряжением 500 кВ и выше и трансформаторных каскадов. Эти установки обеспечивают плавное регулирование напряжения, независимость испытательного напряжения от колебаний напряжения сети и синусоидальную форму испытательного напряжения.

Отношение амплитудного значения испытательного напряжения к действующему должно составлять , а частота испытательного напряжения не должна отличаться от 50 Гц более чем на 10%.