Трансформатори тягових підстанцій - система тягового електропостачання 2x25 кв

Сторінка 10 з 19

СПЕЦІАЛЬНА СИЛОВЕ ОБЛАДНАННЯ
Особливість системи електропостачання 2 х 25 кВ полягає в тому, що хоча передача електроенергії в ній здійснюється на підвищеній напрузі 55 кВ, але використовуються електрорухомий склад (е.п.с.), комутаційна апаратура та пристрої ізоляції на напругу 27,5 кВ, що застосовуються в звичайній системі змінного струму. Принципово новим обладнанням, розробленим спеціально для системи електропостачання 2x25 кВ, є підстанційні знижувальні трансформатори та лінійні автотрансформатори (АТ).
Для харчування по системі електропостачання 2 x25 кВ в СРСР на тягових підстанціях застосовують однофазні трансформатори з розщепленої обмоткою НН і пристроєм регулювання напруги під навантаженням (РПН). На відміну від тягових підстанцій змінного струму з трифазними трансформаторами використання однофазних трансформаторів з РПН дає можливість підтримувати задану напругу на шинах будь-якого плеча харчування підстанції незалежно від падіння напруги до шин суміжного плеча, що живиться від іншої фази.
Кожна із секцій обмотки НН виконана на напругу 25 кВ і має потужність, рівну половині номінальної потужності трансформатора. При послідовному включенні секцій між їх крайніми висновками а1 і х2 діє напруга 55 кВ. Загальний висновок # 967; # 943; # 945; 2 обох секцій заземляють, тому ізоляція обмотки НН має клас напруги 27,5 кВ.

Секції розщепленої обмотки мають окремі вводи на кришці бака. У такому виконанні трансформатор є уніфікованим. При паралельному з'єднанні секцій його можна застосовувати також на тягових підстанціях системи електропостачання змінного струму 27,5 кВ.
Промисловість випускає трансформатори описаної конструкції чотирьох типів: двохобмотувальні, трьохобмотувальні, з напругою обмотки ВН 230 і 115 кВ.

При відсутності районних споживачів на тяговій підстанції або наявності для їх харчування окремих джерел застосовують двохобмотувальні трансформатори типу ОРДНЖ-16000 / 220-76У1 або ОРДНЖ-16000 / 110-76У1. Позначення типу трансформатора розшифровується так: однофазний, з розщепленої обмоткою НН, охолодження з примусовою циркуляцією повітря і природною циркуляцією масла, з регулюванням напруги під навантаженням, для харчування змінним струмом електрифікованих залізниць, номінальна потужність 16 000 кВ-A, клас напруги обмотки ВН 220 або 110 кВ, рік випуску робочих креслень 1976, виконання для районів з помірним кліматом при розміщенні на відкритому повітрі.
Основні технічні дані трансформаторів наведені в табл. 2.1.
Магнітна система трансформатора - шіхтованного двухстержневая, Однорамна з комбінованим стиком, її набирають з листів електротехнічної сталі товщиною 0,35 мм. Пресування стрижнів виконують бандажами з стеклоленти, ярем - металевими полубандажамі, які ізольовані від ярмових балок і електротехнічної сталі. Для охолодження магнітної системи в ній є поздовжні канали.
Таблиця 2.1
Значення параметрів трансформаторів типу

ОРДНЖ- 16000/110 76У 1

ОРДНЖ-
16000 / 220-
76У1

Обмотка ВН складається з двох однакових частин, які розташовані на різних стрижнях муздрамтеатру і приєднані до вводів А, X паралельно (рис. 2.1). Кожна секція розщепленої обмотки НН знаходиться на окремому стрижні і має наступні частини: основну НН, обмотки «тонкого» РОТ і «грубого» РІГ регулювання напруги. Числа витків РІГ і РОТ рівні.

Мал. 2.1. Схема з'єднання обмоток трансформатора ОРДНЖ-16000/110 (220)

Зміна коефіцієнта трансформації # 954; # 964; здійснюється на стороні НН в діапазоні ± 10% (± 6x1, 67%) номінального значення (табл. 2.2) синхронно в обох секціях двома фазами трифазного перемикача РНТА-35/320. При положеннях перемикача з 1-го по 7-е предизбіратель ПІ підключений до відведення 0 обмотки РІГ, а виборець І - до відповідного відведення РОТ. У положеннях 3-14 перемикача, при яких обмотка РІГ відключена, ПІ приєднаний до її відведення +7, а виборець І займає одну зі своїх позицій відповідно 1-7. Номінальній напрузі Uном = - 27,5 кВ обмотки НН відповідають 7- і 8-е положення перемикача, максимальному Uном max = 30,26 кВ - 1-е, а мінімального min - 25,20 кВ - 14-е. Частини обмоток ВН, НН, РІГ, РОТ трансформатора розташовані на стрижні муздрамтеатру концентрично і виконані з мідних ізольованих проводів прямокутного перетину.
Головна ізоляція трансформатора - Маслобарьерний типу. Висновок відводів ВН здійснений через трансформатори струму. Трансформатор забезпечується герметичними вводами ВН з нормальною або посиленою ізоляцією класу напруги 110 (220) кВ та уведеннями НН класу напруги 35 кВ.
Бак трансформатора овальної форми, дзвонового типу з нижнім роз'ємом. На ньому є апаратура для заливки, взяття проб і зливу масла. Трансформатор комплектується приладами контролю рівня і температури масла і захисною апаратурою: манометричним сигнальним термометром, реле для газового захисту, стрілочним мастиловказівника, які мають сигналізатор мінімального рівня масла, трансформаторами струму ТВТ-110 або ТВТ-220 по два на кожен введення ВН.
Для спільного харчування тягової і районної навантажень, а також на ділянках доріг із зверненням великовагових поїздів використовують трансформатори потужністю 25 000 кВ-А типів ОРДТНЖ-25000 / 110-81У1, ОРДТНЖ-25000 / 220-79У1 (рис. 2.2). Буква «Т» (триобмотковий) в позначенні типу відображає його конструктивну особливість: поряд з обмотками ВН і НН трансформатор має третю обмотку СН з номінальною напругою 38,5 або 11 кВ. Ця обмотка розрахована на половину номінальної потужності трансформатора, т. Е. 12 500 кВ-А. Обмотки СН трьох трансформаторів (з урахуванням резервного) з'єднують в трикутник і підключають до трифазного розподільного пристрою 35 або 10 кВ тягової підстанції в якості основного або резервного джерела живлення районних споживачів.
Трансформатори цього типу мають більш широкий діапазон регулювання напруги під навантаженням (РПН) в секціях розщепленої обмотки НН, який становить ± 16% (± 8x2%) номінального значення. Кожна секція містить одну регулювальну обмотку РО (рис. 2.3), перемикання відводів якої здійснюється фазою загального трифазного перемикача типу SDV3-630-41 / 41- W19 (виробництва НДР).
Таблиця 2.2

Коефіцієнт трансформації кт трансформаторів

Коефіцієнт трансформації кА автотрансформатора АОМНЖ · 10000 (16000) / 55

ОРДНЖ- 16000/110 76У 1

ОРДНЖ- 16000/220 76У 1

ОРДТНЖ- 25000/110 81У 1

ОРДТНЖ- 25000/220 79У1

Мал. 2.2. Габаритний креслення трансформатора ОРДТНЖ-25000 / 220-79У1:
1 - введення СН; 2 - введення НН; 3 - введення ВН; 4 - розширювач; 5 - привід регулятора напруги; 6 - радіатор; 7 - фільтр термосифонний

Номінального значення коефіцієнта трансформації відповідають 9-, 10- і 11-е положення перемикача (див. Табл. 2.2), коли обмотка РВ відключена. При положеннях з 1 по 8-е обмотка РВ включена згідно з основною частиною ПН, і напруга секції має значення вище номінального; при 1-му положенні Uном max 31,9 кВ.

Мал. 2.3. Схема з'єднання обмоток трансформатора ОРДТНЖ-25000/110 (220)

У положеннях з 12 по 19-е регулювальна обмотка РВ включена зустрічно: е. д. з. її витоків віднімаються з е. д. з. витків основної частини ПН, а результуюча напруга секції стає менше номінального, при 19-м положенні Uномmin = 23,05 кВ.
Регулювання напруги в обмотці СН 38,5 кВ здійснюється на відключеному трансформаторі вручну пристроєм ПБЗ в межах ± 2x2,5% номінального значення. Обмотка СН 11 кВ виконується без регулювання.
Магнитопровод триобмоткових трансформаторів має таку ж конструкцію, як і двообмоткових. Частини обмоток розташовані на стрижнях муздрамтеатру концентрично в послідовності (від стрижня) СН - НН - ВН - РВ. Таким розташуванням обумовлено поєднання параметрів дослідів к.з. між парами обмоток, приведених до номінальної потужності трансформатора (див. табл. 2.1), за умови, що секції обмотки НН з'єднані паралельно, а перемикач РПН займає номінальне 10-е положення. За цими параметрами визначають комплексні опору ZB_і, ZB_C, ZC_H в ланцюгах передачі енергії між відповідними обмотками. Формули розрахунку складових опору Zp-q = Rp-q + jXp-q між будь-якими двома обмотками р- q і мають вигляд, Ом:

де uk # 961; -g - напруга к.з. між обмотками р і q,%;
Up - номінальна напруга обмотки р, до якої наводиться розраховується опір, кВ;
Spq, min - мінімальне зі значень номінальних потужностей обмоток р і q, кВ-А;
Рк p_q - втрати к.з. між цими обмотками, кВт.
З даних табл. 2.1 видно, що в номінальному режимі роботи трансформатора найбільші відносні втрати напруги 17-20,7% мають місце між обмотками ВН і СН. Однак реальне навантаження районних трифазних споживачів підстанції не перевищує 10 000 кВ-А (т. Е. 3330 кВ-А на один трансформатор) і фактичні втрати напруги на стороні СН складають не більше 5-6%.
Для розрахунків режимів системи електропостачання 2x25 кВ, пов'язаних з передачею енергії через обмотку ВН і секції розщепленої обмотки НН, необхідно визначити, які опору і носить трансформатор в ланцюзі контактної мережі і живильний кабель і яке взаємний вплив цих ланцюгів через його обмотки.
У трансформаторах описаної конструкції потоки розсіювання частин обмоток, розташованих на різних стрижнях муздрамтеатру. слабо пов'язані між собою. Струм в одній із секцій практично не впливає на напругу в інший. В таких умовах кожен стрижень можна розглядати як незалежний трансформатор полоbіной потужності, що має опір короткого замикання між обмотками НН і ВН вдвічі більше номінального (табл. 2.3):
(2.1)
Таблиця 2.3

Значення розрахункових опорів, Він