Высоковольтные вводы

Для присоединения трансформаторов к элементам электрической сети служат вводы. Их виды и конструкции зависят от класса напряжения сети и обмотки, от номинальных рабочих токов, от вида сети (воздушная или кабельная), а также от климатических условий, в которых работают трансформаторы наружной установки [6, 18].

По электрическим параметрам, заполнению и назначению вводы делятся на группы:

составные вводы классов напряжения 0,5—1 кВ, применяемые для силовых трансформаторов I—III габаритов на стороне НН;

съемные (разборные) вводы классов напряжения 10—35 кВ, применяемые для всех трансформаторов на сторонах ВН, СН и НН;

маслонаполненные вводы классов напряжения 110 кВ и выше, применяемые на всех трансформаторах с напряжением одной или более обмоток выше 35 кВ независимо от мощности;

маслонаполненные вводы классов напряжения 35 и 110 кВ;

маслоподпорные вводы;

вводы с твердой изоляцией.

Вводы изготавливают на напряжение: 0,5; 1; 3; 6—10; 20; 35; 66; 110; 220; 330; 500 и 750 кВ, рассчитанные на токи 200, 320, 400, 630, 800, 1000, 1600,2000 и 2500 А.

Подробно номенклатура высоковольтных вводов, выпускаемых в настоящее время, а также находящихся в эксплуатации, приведена в [18].

На силовых масляных трансформаторах напряжением 35 кВ и ниже устанавливают вводы съемной конструкции, комплектуемые из фарфоровых изоляторов, токоведущих, крепежных и уплотнительных деталей.

Съемные вводы имеют единую маркировку, содержащую буквенные и цифровые обозначения. Например, ввод типа ПНТУ-10/250 расшифровывается так: П — проходной изолятор; Н — наружной установки; Т — для трансформаторов; У — климатическое исполнение для загрязненных и увлажненных районов и категорий размещения; 10 — класс напряжения, кВ; 250 — номинальный ток, А.

Устройство съемного ввода на напряжение 6—10 кВ и ток 3000 А показано на рис. 1.27, а. Токоведущую шпильку ввода в верхней части уплотняют резиновым кольцом специальной формы и резиновой шайбой, завинчивая гайкой, при этом шпилька имеющимся на ней бортиком опирается через электронную шайбу на уступ фарфорового изолятора. Двумя выступами шпилька входит в вертикальные пазы изолятора, что предохраняет ее от проворачивания при завинчивании гаек.

Для подсоединения к сети шпилька имеет в верхней части контактный наконечник с болтами (с гайками и шайбами), который навинчивают на

Рис. 1.27. Съемные вводы (разборные):

а— на напряжение 6—10 кВ и ток 3000 А; б — на напряжение 35 кВ и ток 600 А; / — контактный наконечник; 2 — болт с гайками и шайбами; 3 — болт наконечника; 4 — специальная гайка; 5 — латунная втулка; б — резиновое кольцо; 7 — латунный колпак; 8 — винт для спуска воздуха; 9 — резиновая шайба; 10 — выступ шпильки; 11 —электрокартонная шайба; 12 — бортик шпильки; 13 — фарфоровый изолятор; 14 — медная шпилька; 15 — стальная шпилька; 16 — стальная гайка; 17— штампованный фланец; 18 — прижимный кулачок; 19 — резиновая прокладка; 20 — крышка; 21 — гетинаксовая втулка; 22 — медная шайба; 23 — латунная гайка; 24 —стальной болт; 25 — установочный фланец, приваренный к крышке; 26 — бумажно-бакелитовая трубка

шпильку и затем стягивающими болтами закрепляют разрезную резьбовую часть наконечника. При токах менее 800 А для подсоединения ввода к внешней сети токоведущая шпилька снабжена вместо съемного наконечника гайками и шайбами.

Гетинаксовая втулка, расположенная в нижней части токоведущей шпильки, служит для установки шпильки по оси, а шайбы и гайки — для подсоединения демпферов от обмотки НН к токоведущей шпильке внутри бака. Для выпуска воздуха из ввода при заполнении его маслом предусмотрен винт, находящийся в латунном колпаке. К крышке бака трансформатора вводы крепят прижимными кулачками.

На рис. 1.27, 6 показан съемный ввод на напряжение 35 кВ и ток 600 А. Токоведущая шпилька ввода имеет дополнительную изоляцию в виде бумажно-бакелитовой трубки 26. У фарфоровых изоляторов на 35 кВ по сравнению с изоляторами на 6—10 кВ более развитая изоляционная поверхность за счет более высокой степени оребрения. Масло во ввод свободно поступает из бака трансформатора при заполнении его маслом, при этом воздухоспускной винт предварительно вывинчивают.

Основным достоинством съемных вводов является простота их замены на полностью собранном и залитом маслом трансформаторе в случае их повреждения в процессе монтажа, транспортировки или ремонта.

Для замены поврежденного фарфорового изолятора не требуется подъема активной части или крышки трансформатора и отсоединения отводов внутри бака. Так, для замены фарфорового изолятора 13 (см. рис. 1.27, а) и его уплотняющей прокладки достаточно ослабить болты 3, отвинтить наконечник 1 и гайку 4, снять втулку 5, кольцо 6 и латунный колпак 7, свинтить гайки 16 со шпилек 15, установленных на крышке бака, снять кулачки 18. Затем снять изолятор, заменить резиновые прокладки на новые и вновь собрать ввод.

Маслоподпорные вводы (рис. 1.28) выполняются без нижних фарфоровых покрышек. Нижняя часть остова закрыта литой твердой изоляцией и находится в масле трансформатора. Пространство между остовом и верхней фарфоровой покрышкой также сообщается с баком трансформатора. Своего расширителя у ввода нет, и для заполнения всего ввода маслом расширитель трансформатора должен быть поднят

Рис. 1.28. Маслоподпорный ввод типа ^ ^ 66/400 (а), расширитель

в разрезе (б):

1 — нижняя часть ввода (литая твердая изоляция); 2 — патрубок для отвода и залива масла; 3 — винт; 4 — защитный кожух выше, чтобы уровень масла в нем был выше ввода. Такие вводы по габаритам еще меньше герметичных, не требуют никакого ухода в эксплуатации, но их надежность зависит от качества литой изоляции остова.

В бумажно-масляных вводах типа БМТ изоляционным остовом служит плотно намотанная кабельная бумага, пропитанная трансформаторным маслом и разделенная на слои уравнительными обкладками из фольги.

Ввод имеет центральную металлическую трубу, предназначенную для соединения основных деталей между собой (рис. 1.29): бумажно-масляного

Рис. 1.29. Негерметичный ввод с бумажно-масляной изоляцией на напряжения 110 и 220 кВ:

1 — контактный зажим; 2 — гайки; 3 — спиральные пружины; 4 — маслоуказатель; 5 — соединительная труба; 6 — верхняя фарфоровая покрышка; 7 — изоляционный остов; 8 — измерительный вывод; 9 — соединительная втулка; 10 — нижняя фарфоровая покрышка; 11 — уравнительные обкладки из алюминиевой фольги; 12 — гетинаксовая шайба; 13 — экран; 14 — рым-болт; 15 — патрубок маслоотборного устройства; 16 — маслорасширитель; 17 — гидравлический затвор; 18 — камера; сообщающаяся с атмосферой; 19 — дыхательная трубка остова, верхней и нижней покрышек, соединительной втулки, контактного наконечника и др. Вводы на напряжение ПО кВ и выше заполнены трансформаторным маслом, не сообщающимся с маслом бака трансформатора. Вводы маслонаполненные негерметичные имеют металлические расширители с гидравлическим затвором. Гидрозатвор защищает масло от увлажнения и загрязнения механическими примесями, содержащимися в атмосферном воздухе, а металлический расширитель — от вредного влияния солнечных лучей.

В отличие от негерметичных бумажно-масляных высоковольтных вводов, в герметичных (рис. 1.30) масло изолировано от атмосферного воздуха, они не имеют расширителя и гидрозатвора. Их внутренняя изоляция вместе с остовом помещена в фарфоровые покрышки, заполненные дегазированным трансформаторным маслом, находящимся под давлением.

Для компенсации температурных изменений объема масла служат выносные баки давления, заполненные трансформаторным маслом и соединенные с вводом гибкими металлическими трубками из отожженной меди. Компенсация температурных изменений объемов масла во вводе и баке давления достигается установкой в баке набора из отдельных компенсирующих элементов (сильфонов).

Компенсаторы имеют форму пустотелых дисков из тонкой белой жести и заполнены инертным газом — азотом или аргоном. При увеличении объема масла в результате повышения температуры диски под давлением окружающего масла несколько сплющиваются; при понижении температуры объем масла в баке уменьшается и диски в объеме увеличиваются за счет разности давлений газа внутри дисков и окружающего масла в баке давления. Давление в системе ввод — бак давления должно соответствовать кривой зависимости давления от температуры окружающей среды; кривая приведена в технической документации на каждый тип ввода.

Давление во вводе контролируется мановакууммегром, установленным на вентиле соединительной втулки ввода. Герметичные вводы на напряжения 110 и 220 кВ не имеют отдельных выносных баков давления, компенсирующее устройство у них вынесено на головку ввода.

Герметичные вводы с твердой изоляцией (рис. 1.31) состоят из твердого изолированного остова, изготовленного намоткой на центральную трубу ввода лакированной электроизоляционной бумаги с последующей термообработкой. Для выравнивания электрического ноля бумажная намотка разделена на слои проводящими обкладками.

На изоляционный остов напрессована соединительная втулка 5, предназначенная для крепления ввода на баке трансформатора. На соединительной втулке ввода расположены вывод для измерения тангенса угла диэлектрический потерь ^ б) и емкости внутренней изоляции, а также вентиль для регулирования давления с присоединенным к нему манометром, предназначенным для контроля давления во вводе.

Рис. 1.30. Герметичный ввод -—— - 110/630-У1 :

а — узел верхний; б — узел нижний; 1 — стопорная шайба; 2 — фланец с упором; 3 — фланец; 4 — резиновое уплотнение; 5 — фланец; б — винт; 7 — защитный кожух; 8 — диафрагма; 9 — фланец; 10 — резиновое уплотнение; 11 — корпус компенсатора; 12 — сильфоны; 13 — направляющие устройства; 14 — резиновое уплотнение; 15 — верхняя покрышка; 16 — труба; 17 — пружины; 18 — стальная шпилька; 19 — нажимной диск; 20 — диск; 21 — установочный винт; 22 — втулка резьбовая; 23 — контактная шпилька; 24 и 25— гайки; 26 — болты с гайками; 27 — контактная клемма; 28 — болт; 29 — фланец; 30 — стакан; 31 — нижняя покрышка; 32 — изоляционный остов; 33 — труба; 34 — резиновое уплотнение

Рис. 1.31. Ввод с твердой изоляцией на класс напряжения 110 кВ:

а — общий вид; б — разрез части компенсатора давления масла в обводе; 1 — контактная клемма; 2 — колпак давления; 3 — верхняя фарфоровая покрышка; 4, 12, 17 — резиновые прокладки; 5 — соединительная втулка; 6 — измерительный ввод; 7 — изоляционный сердечник; 8 — медная труба; 9 — газоотводный патрубок; 10 — грузовая косынка; 11 — болты; 13, 20 — гайки; 14 — диафрагма; 15, 16 — фланцы; 18— масло; 19— пружина; 21 — контактная шпилька

Верхняя часть остова (до втулки) закрыта фарфоровой покрышкой 3 и залита трансформаторным маслом для улучшения теплоотвода и предотвращения вредного воздействия конденсированной атмосферной влаги. Конструкция ввода обеспечивает его надежную герметизацию; контроль уровня масла во вводе при эксплуатации не требуется. Для компенсации температурных изменений объема масла во вводе применены специальные компенсаторы.

4

Вводы, в паспорте которых указано испытательное давление 15*10 Па

• (1,5 кгс/см2), имеют компенсаторы в виде тарельчатых диафрагм, а вводы с
• 4 2 1

испытательным давлением 30* 10 Па (3 кгс/см ) имеют сильфонные компенсаторы диаметром 51 мм.

В эксплуатации в настоящее время находятся вводы с сильфонным компенсатором и вводы с газовой подушкой. Для вводов с твердой изоляцией применяется только газовая подушка, а для вводов с бумажно-масляной изоляцией — компенсаторы обоих типов.

Сильфонный компенсатор может быть встроен в верхнюю часть ввода или располагаться в выносном баке давления. Во вводах с газовой подушкой компенсатор температурных изменений масла расположен в корпусе и представляет собой свободный объем газа, герметично изолированный от внешней атмосферы.

У вводов с твердой изоляцией последняя выполняется двух типов:

RBR — разработана в начале 60-х годов XX в. Остов изготавливается намоткой на трубу кабельной бумаги, покрытой смолой, которая склеивает слои бумаги; снаружи остов покрывается эпоксидным компаундом;

R1P — является дальнейшим развитием конструкции и технологии твердой изоляции в целях повышения ее надежности и эксплуатационных характеристик. Остов изготавливается намоткой на трубу кабельной крепированной бумаги, пропитанной смолой (resin-impregnated paper). Вводы изготавливаются с фарфоровыми или полимерными покрышками с учетом материала внешней изоляции (при этом вводы с бумажно-масляной изоляцией — только с фарфоровыми покрышками).

В условном обозначении типов вводов используются буквы и цифры, которые указывают на определенные характеристики ввода: назначение, вид изоляции, напряжение, ток, климатическое исполнение и др.

По назначению различают вводы для силовых трансформаторов (с буквой Т в обозначении) и шунтирующих реакторов специального исполнения (Р).

По конструктивному исполнению: герметичные (Г); негерметичные (обозначения не имеют); маслоподпорные, имеющие общую масляную систему с трансформаторами и реакторами, на которых они установлены (О); с конденсаторным устройством для подключения приспособления для измерения напряжения — ПИН (П).

В зависимости от условий эксплуатации вводы выпускаются для умеренного климата (У) в нормальном исполнении (обозначений не имеют), для районов с холодным климатом (ХЛ); для районов с умеренным и холодным климатом (УХЛ); для районов с тропическим климатом (Т).

Пример обозначения:

где Г — герметичный; БМ — с бумажно-масляной изоляцией; Т — для трансформаторов; П — с выводом для подключения ПИН; 0—45 — с допустимым углом наклона к вертикали; 220 — номинальное напряжение, кВ; У, У1 — климатическое исполнение и категория размещения.