Основная идея защиты трансформаторов напряжением 110 кв и выше заключается в том, что с наружной стороны обмотки располагают дополнительную цепочку емкостей, присоединяемую к линейному вводу. Если эту цепочку продлить до конца обмотки, то получится симметричная схема, в которой добавочные емкости Сд компенсируют (нейтрализуют) вредные емкости С3 (рис. 13.8). Распределение токов по емкостям получается таким, что первоначальное распределение будет (в идеальном случае) равномерным. Однако эта схема практически неприменима, так как нижний конденсатор Сд оказывается под полным импульсным напряжением и это потребовало бы больших его размеров. Тем не менее этот принцип положен в основу большинства схем емкостной защиты.
Ввиду трудности применения полной компенсации применяют частичную компенсацию, при которой кривая первоначального распределения может быть достаточно приближена к кривой конечного распределения (рис. 13.9).
Получение совершенно равномерного первоначального распределения практически даже и не требуется. Важно, чтобы градиент наиболее напряженных точек обмотки не превышал бы намного средних значений градиентов, которыеимели бы место при равномерном распределении.
Принцип конструкции частичной защиты экранирующими витками заключается в следующем: поверх шести (для ПОч-220 кв) концевых катушек обмотки накладывают экранирующие витки с переменным расстоянием от катушек. Эти витки изготовляют из хорошо изолированного провода, соединяют между собой и присоединяют к линейному вводу (рис. 13.10).
Рис. 13.8. Принцип емкостной компенсации
Сверху обмотки ставится емкостное кольцо 1, служащее для выравнивания напряжения по виткам входной катушки (рис. 13.11).
Емкостное кольцо представляет собой кольцо (шайбу) из злектрокартона, обмотанное медной или алюминиевой фольгой и затем хорошо изолированное. Емкостное кольцо присоединено к линейному вводу обмотки.
Экранирующие витки не заходят в промежуток между фазами А, В, С, т.е. они не полностью охватывают катушки обмотки (рис. 13.12).
Преимущества частичной защиты экранирующими витками;
Рис. 13.9. Кривая первоначального распределения при частичной компенсации
Рис. 13.10. Частичная защита экранирующими витками:
1 — емкостное кольцо; 2 — экранирующие (емкостные) витки; 3 — катушки с усиленной изоляцией
простота конструкции и технологии изготовления;
возможность углубления (до некоторого предела) защиты путем добавления экранирующих витков без изменения конструкции обмотки; возможность предварительного емкостного расчета.
Рис. 13.11. Емкостное кольцо:
а — конструктивная схема; б — емкостная схема замещения: 1 — емкостное кольцо;
2 — крайняя (входная) катушка обмотки
Рис. 13.12. Схема расположения экранирующих витков на обмотках ВН трехфазного трансформатора. Неполный охват витками входных катушек
Недостатки этого вида защиты:
- ограниченная возможность компенсации;
- высокое напряжение между последним экранирующим виткоми обмоткой. Это напряжение (линеал) может достигать, например,до 40% от амплитуды волны импульса;
- невозможность применения этого вида защиты для внутреннихобмоток;
- неполный угол охвата катушек и связанная с этим более слабаязащита средней фазы трехфазного трансформатора.
