Волновые процессы в обмотках трансформаторов

Схема замещения обмотки трансформатора

Схему замещения обмотки трансформатора можно представить следующим образом.

На схеме DС – емкость главной изоляции витка обмотки трансформатора, DК –емкость межвитковой изоляции, DL – индуктивность витка обмотки. Следует учитывать также и взаимоиндукцию между витками обмотки трансформатора. Для расчета это вид не очень удобен, поэтому можно использовать дифференциальный вид: dC и dL.

Рис. 8.2 Распределение напряжения по обмотке в начальный момент

В момент t=0 заряжаются емкости ближние к вводу трансформатора и в меньшей мере заряжаются дальние емкости. Чем дальше емкость, тем меньше она заряжается. Входная емкость не равняется геометрической емкости, обусловленной размерами изоляционных конструкций. Образуется многочастотный колебательный контур.

Рассмотрим два случая распределения волны по обмотке трансформатора.

1) Нейтраль изолирована (6-35 кВ).

Рис. 8.3. Переходный процесс на обмотке трансформатора с изолированной нейтралью при набегании импульсной волны

2) Нейтраль заземлена. Этот режим нейтрали применяется на трансформаторах 110 кВ и выше.

Рис. 8.4. Переходный процесс на обмотке трансформатора с заземленной нейтралью при набегании импульсной волны

Трансформаторы, работающие в сети с заземленной нейтралью, выпускают с ослабленной изоляцией нейтрали, т.к. это очень экономично. Однако при работе развитой электрической сети для ограничения однофазных токов замыкания на землю нейтрали отдельных трансформаторов напряжением 110 кВ могут быть разземлены по указанию диспетчера энергосистемы (эффективно заземленная нейтраль). В этом случае для защиты изоляции у нейтрали необходимо устанавливать защитный аппарат - РВ или ОПН.

Рис.8.5. Установка защитного аппарата в разземленную нейтраль

ОПН устанавливается в нейтраль, если подразумевается разземление нейтрали и называется ОПНН.