Click here to load reader

CAP 7_Exploatarea , Intretinerea,Si Repararea Echipamentelor Din Instalatiile Energetice

  • View
    1.641

  • Download
    12

Embed Size (px)

Text of CAP 7_Exploatarea , Intretinerea,Si Repararea Echipamentelor Din Instalatiile Energetice

CAP.7 EXPLOATAREA, INTRETINEREA SI REPARAREA ECHIPAMENTELOR DIN INSTALATIILE ENERGETICECap.7.1 Echipamentele electrice de distributie primare utilizate in statiile de transformare si posturile de transformare.

Pentru statiile si posturile de transformare in care se afla in functiune echipamente de distributie primara , societatile de exploatare vor intocmi instructiuni tehnice interne (I.T.I.) prin care se vor detalia si concretiza regulile de exploatare adoptate la conditiile concrete.

7.1.1 TRANSFORMATOARE SI AUTOTRANSFORMATOARE DE PUTERE7.1.1.1. Rolul transformatoarelor, autotransformatoarelor de putere. GeneralitatiIn statiile si posturile electrice de transformare se folosesc transformatoare si autotransformatoare de putere pentru transformarea statica a parametrilor principali ai energiei electrice de curent alternativ, pentru a face posibil transportul si distributia acesteia in conditii tehnice si economice optime.

In general, transformatorul are doua infasurari - figura 7.1 - una primara care primeste energie electrica si una secundara care transmite energia primita, cu alte caracteristici, unei retele sau unui receptor. Marimile care se refera la infasurarea primara se numesc primare (tensiune primara, curent primar, putere primara, etc.) iar cele care se refera la infasurarea secundara se numesc secundare (tensiune secundara, etc.).

Figura 7.1. Schema de principiu a unui transformator cu doua infasurari: 1 - infasurare primara, 2 - circuit magnetic, 3 - infasurare secundaraDupa cum se poate vedea din prezentarea de mai sus, intr-un transformator se poate transforma numai curentul alternativ; in mod obisnuit, curentul alternativ se transforma la aceeasi frecventa.Transformatorul care are un bobinaj primar si unul secundar poarta numele de transformator cu doua infasurari. De multe ori in sistemele energetice se folosesc transformatoare care au un bobinaj de inalta tensiune si doua bobinaje de medie tensiune, de tensiuni diferite; acestea poarta numele de transformatoare cu trei infasurari. Exista si transformatoare pe al caror miez este infasurat un singur bobinaj, iar in diferite puncte al acestuia sunt legate simultan atat circuitul primar cat si cel secundar - figura 7.2. Acestea poarta numele de autotransformatoare; bobinajul lor de inalta tensiune contine intregul numar de spire ale infasurarii iar cel de joasa tensiune numai o parte din aceasta. Infasurarile primare si secundare sunt legate galvanic iar puterea transmisa este transferata partial prin conductie galvanica si partial prin inductie

Figura 7.2. Schema de principiu a unui autotransformator: 1 - bobinaj primar; 2 - circuit magnetic; 3 - bobinaj secundarTransformatoarele de reglaj (booster) - figura 7.3 - sunt formate dintr-o infasurare serie si una paralel separate intre ele. Infasurarea paralel este in paralel cu un sistem, iar infasurarea serie este legata in serie cu un alt sistem. In acest transformator puterea este transmisa prin inductie.

Figura 7.3. Schema de principiu a unui transformator de reglaj (boosterTransformatoarele se utilizeaza in cele mai diferite domenii ale electrotehnicii. Transformatoarele si autotransformatoarele de putere (de forta) se folosesc pentru transportul si distributia energiei electrice. Ele pot fi utilizate ca ridicatoare de tensiune (tensiunea secundara mai mare decat cea primara) sau coboratoare de tensiune (tensiunea secundara mai mica decat cea primara).Transportul economic la distanta al energiei electrice se poate realiza numai la tensiuni inalte, adica sectiunea conductoarelor liniei mica, respectiv costuri de investitii mai scazute. Deoarece generatoarele din centralele electrice nu se pot construi decat pentru tensiuni relativ joase, energia electrica produsa de ele este transformata cu ajutorul transformatoarelor la tensiune inalta dupa care este transportata pe liniile de inalta tensiune. La locul de utilizare, energia este din nou transformata, in transformatoare coboratoare, la o tensiune joasa, cu care sunt alimentate receptoarele.7.1.1.2. Principiul de functionare al transformatoarelorTransformatorul functioneaza pe baza principiului inductiei electromagnetice intre doua circuite fixe, dintre care unul este alimentat de la o sursa de curent alternativ; sub influenta fluxului magnetic alternativ produs de curentul in circuitul primar, in circuitul secundar se induce o tensiune electromotoare alternativa care produce, in acest circuit, in cazul in care este legat la un receptor un curent alternativ.Pentru marirea actiunii electromagnetice dintre infasurari, acestea se plaseaza, de obicei, pe un miez comun inchis, din tole de otel, care, prezentand o reluctanta mica, permite trecerea mai usoara a fluxului magnetic.In figura 7.4 este reprezentat schematic un transformator monofazat.

Figura 7.4. Principiul de functionare al transformatoruluiI - mfasurarea primara; 2 - miez de otel;3 - infasurarea secundara; 4 - receptorAlimentand infasurarea primara la o tensiune alternativa U1 prin ea va trece un curent alternativ. In cazul in care circuitul secundar este deschis, acest curent, denumit curent de mers in gol Io, are o valoare mica. Curentul Io produce un flux magnetic care se inchide prin miezul de otel. Fluxul induce in infasurarea primara o forta electromotoare E1 (proportional cu numarul de spire al infasurarii primare si care in cazul neglijarii pierderilor este egala in valoare absoluta cu tensiunea U1) si in infasurarea secundara o forja electromotoare E2 a carei valoare depinde de raportul numerelor spirelor celor doua infasurari.Daca la bornele infasurarii secundare se conecteaza un receptor, prin aceasta infasurare va circula un curent secundar I2.Curentul I2 produce, la randul sau, un flux 2 , care tinde sa micsoreze fluxul . Deoarece tensiunea U1 ramane constanta, forta electromotoare E1, care trebuie sa echilibreze tensiunea aplicata (se neglijeaza pierderile) ramane constanta. Rezulta ca infasurarea primara va absorbi un curent mai mare decat Io , care corespunde mentinerii fluxului constant la valoarea initiala care induce forta electromotoare E1. Deci, la incarcarea transformatorului (la aparitia curentului I2), bobinajul primar absoarbe din retea un curent mai mare I1Se poate considera ca prin compunerea fluxului 1 produs de curentul I1 si a fluxului 2, in miezul transformatorului se mentine fluxul .Din urmarirea principiului de functionare a transformatorului in cazul in care se neglijeaza caderile de tensiune si pierderile se pot trage urmatoarele concluzii: tensiunea U1 aplicata este o constanta independenta de tipultransformatorului, fiind o caracteristica a retelei de alimentare; fluxul care produce fortele electromotoare E1 si E2 depinde camarime de E1 si deci de U1 si ramane constant ca valoaremaxima la orice sarcina; forta electromotoare E2 depinde de raportul dintre numerele despire ale infasurarilor si de valoarea tensiunii U1; curentul I2 depinde de marimea receptorului conectat lasecundar; curentul absorbit I1 depinde de curentul I2 si de raportul dintrenumerele de spire ale celor doua Infasurari.In realitate, curentul de mers in gol I0 are doua componente: o componenta inductiva sau de magnetizare Ior care produce fluxul magnetic in faza cu curentul si o componenta activa Ioa in faza cu forta electromotoare E1 corespunzatoare pierderilor in fier ale transformatorului, valoarea ei calculandu-se cu relatia:

Ioa = PFe / U1

Unde PFe reprezinta pierderile in fier (prin histerezis si prin curenti turbionari) ale transformatorului.Cunoscand componentele sale, valoarea curentului Io se obtine din expresia:

Componenta Ioa are o influenta mica asupra valorii curentului de mers in gol I0 (reprezentand cel mult 0,5% din valoarea acestuia), in schimb influenteaza forma si faza acestui curent.

Deoarece curentul de mers in gol este mic, pierderile in cupru sunt mici si de aceea, la mersul in gol, ele se neglijeaza; practic se poate spune ca pierderile de mers in gol sunt pierderi in fier.

Valoarea pierderilor in fier este cu atat mai mare cu cat inductia in miezul transformatorului este mai mare; ele se calculeaza practic cu formula

PFe = GFe * pFein care- GFe reprezinta greutatea totala a miezului, in kg,

- pFe - pierderile specifice, in W/kg, la inductia existenta in miez. In functie de tensiunea primara, curentul de mers in gol si unghiul de defazaj 0 intre U1 si I0 pierderile in gol se pot scrie sub forma:

P0 = U1 * I0 cos

Regimul normal de functionare a transformatorului este functionarea in sarcina. In acest caz, infasurarea primara este conectata la reteaua de alimentare iar infasurarea secundara este conectata la reteaua de alimentare a receptoarelor. Prin infasurarea secundara, sub actiunea fortei electromotoare E2, va circula un curent I2, a carui valoare depinde de puterea si felul receptorului conectat.

La trecerea curentilor I1 si I2 prin infasurarile repective se produc caderi de tensiune active

r1 * I1 si r2 *I2

de asemenea datorita efectului Joule Lenz apar pierderile in infasurari, numite si pierderi in cupru;

PCu = r1* + r2*

Puterea furnizata de transformator retelei conectate la secundar fiind P2 pierderile in fier PFe si pierderile in cupru PCu rezulta ca puterea P1 absorbita de transformator din reteaua la care este conectat primarul este :

P1 = P2 + PFe + PCu

Randamentul transformatorului este raportul dintre puterea furnizata de secundar P2 si puterea primita de primar P1 exprimate in acelas unitati de masura.7.1.1.3. Transformatoare si autotransformatoare trifazate. Caracteristicile principaleTransformatorul trifazat este alimentat in infasurarile primare cu un sistem de curenti trifazati. El poate fi realizat prin utilizarea a trei transformatoare monofazate, unul pentru fiecare faza, si legarea infasurarilor primare, respectiv secundare, in stea sau triunghi, sau prin asezarea infisurarilor celor trei faze pe un miez comun, cu mai multe coloane.

Utilizarea a trei transformatoare monofazate nu se aplica decat in cazuri speciale, pentru puteri foarte mari, cand volumul transformatorului rezultat prin infasurarea pe un singur miez ar fi prea mare iar transportarea sa ar fi legata de greutati deosebite, sau pentru transformatoarele de masura care impun conditii speciale. In general, transformatoarele trifazate se construiesc cu un singur miez, cele mai utilizate fiind cele cu coloane asimetrice - figura 7.5.

Fenomenele care se petrec in fiecare dintre fazele transformatorului trifazat sunt identice cu cele descrise la transformatorul monofazat. Apar totusi cateva particularitati ale acestor transformatoare datorita asimetriei circuitului magnetic etc.

Figura 7.5. Schema transformatorului trifazat asimetricDe obicei, legaturile in primar intre cele trei faze ale transformatorului trifazat se face in stea sau triunghi, iar in secundar se pot realiza in stea, triunghi sau zigzag - figura 7.6

Figura 7.6. Schema conexiunilor unui bobinaj al transformatorului trifazat: a - triunghi; b - stea; c - zigzagIn cazul conexiunii in stea, tensiunea intre fazele de alimentare UAB este de ori mai mare decat tensiunea de faza UA, adica:UAB =* UA In cazul conexiunii in triunghi, tensiunea intre fazele de alimentare UAB este egala cu tensiunea de faza UA.In cazul legarii in zig zag, fiecare faza se imparte in doua jumatati, care se aseaza pe coloane diferite si se leaga asa cum este prezentat in figura 7.6.c. In cazul conexiunii zig - zag, pentru a obtine o tensiune pe faza egala cu cea a conexiunii in stea, trebuie utilizate pe fiecare faza un numar de spire de 1.155 ori mai mare decat la conexiunea in stea, fapt care mareste costul transformatorului. In schimb, conexiunea in zig - zag are avantajul uniformizarii incarcarii celor trei faze, in cazul unei sarcini dezechilibrate.Conexiunea in zig - zag se utilizeaza numai pentru infasurarile secundare si se aplica, in special, la distributia cu conductor neutru in retelele de iluminat.Caracteristicile nominale, principale ale transformatoarelor sunt:

- Puterea nominate este valoarea puterii aparente la bornele circuitului secundar, exprimata in kVA (sau MVA), pentra care nu sunt depasite limitele de incalzire admisibile ale transformatorului.Gama puterilor nominale cele mai frecvent utilizate sunt prezentate in tabelul 7.8:Tabelul 7.8.Puteri nominale ale transformatoarelorTensiunea inalta, kVPuterea nominala, MVA

6 si 100.063; 0.1; 0.16; 0.25; 0.4; 0.63; 1; 1.6

20 (15)0.063; 0.1; 0.16; 0.25; 0.4; 0.63; 1; 1.6; 4; 6.3; 10; 16

350.25; 0.4; 0.53; 1; 1.6; 4; 6.3; 10; 16; 25

11010; 16; 25; 40; 63; 80; 125; 150; 190

22063; 100; 125; 250; 400

400400; 630 to urn'taji trifazate 3x133.3; 3x210 in grupuri de trei imitatf monofazate

Pentru autotransformatoarele retelelor de foarte inalta tensiune gama puterilor este data in tabelul 7.9Tabelul 7.9.Puteri nominale la autotransformatoareTensiunea, kVPuterea nominala, MVA

220100; 200

400200; 400; 630 in unitati trifazate 3x133.3; 3x210 ni grupuri de trei unit&ti monofazate

- Tensiunea primara nominala este tensiunea aplicata la bornele de alimentare, in regim normal de functionare.

- Tensiunea secundara nominala este tensiunea care corespunde bornelor secundare atunci ciind transformatorul lucreaza in gol iar circuitului primar i se aplica tensiunea nominala.

- Raportul de transformare nominal se numeste raportul dintre tensiunile nominale, primara si secundara, la mersul in gol. - Curentul nominal primar si secundar este curentul corespunzator valorilor puterii nominale si tensiunii nominale primare, respectiv secundare.Cele mai frecvente tensiuni nominale intre faze, la frecvenfa de 50 Hz sunt prezentate in tabelul 7.10.Tabelul 7.10.Tensiuni nominale intre fazeI Un[kV] I 0.4 | 6.6. | 11 | 16.5 | 22 | 38.5 |66 | 121 \ 242 | 400 | 750]-Grupa de conexiuni indica modul de conectare a fazelor a doua infasurari ale unui transformator iar prin indiciile numerice (numarul orar) arata defazajul dintre fazorii celor doua tensiuni. Fiecare grupa. de conexiune a transformatoarelor cu doua infasurari este simbolizata prin doua litere si un numar. In cazul transformatoarelor cu trei infasurari, grupa de conexiuni este simbolizata prin trei litere si doua numere. Prima litera poate fi Y simbolizand conexiunea in stea, sau D simbolizand conexiunea in triunghi a primarului. A doua litera poate fi y, d sau z dupa cum conexiunea secundarului este realizata in stea, triunghi sau zig-zag. La bornele in stea sau in zig-zag al caror neutru este legat la o borna exterioara, litera respectiva este urmata de un zero.La transformatoarele fabricate in Romania se marcheaza: pentru bobinajul cu tensiunea cea mai mare (inalta tensiune), cu litere mari, inceputurile cu A, B, C iar sfarsjitul cu X, Y, Z; pentru bobinajul cu tensiunea intermediara (medie tensiune) (la transformatoarele cu trei infasurari), cu litere mari cu indicele m, adica inceputurile Am, Bm, Cm iar sfarsiturile cu Xm, Zm, Zn,: pentru bobinajul cu tensiunea cea mai mica (joasa tensiune), culitere mici, inceputurile cu a, b, c si sfarsitul bobinajelor cu x, y,z.Bornele se marcheaza ca si inceputurile infasurarilor adica bornele de inalta tensiune cu A, B, C; bomele de joasa tensiune cu a, b, c; bornele de medie tensiune Am, Bm, Cm.Daca transformatorul este prevazut cu borna de nul, aceasta se noteaza cu literele N pentru inalta tensiune, Nm pentru medie tensiune si n pentru joasa tensiune.Bornele se aseaza astfel incat privind transformatorul din partea bornelor cu tensiunea cea mai mare, ele sa fie dispuse de la stanga la dreapta in ordinea NABC, nabc.Numarul urmat de litere ne indica multiplul de 30 al defazajului dintre fazorul tensiunii secundare si fazorul tensiunii primare.

Grupele de conexiuni si domeniile de utilizare cele mai uzuale pentru transformatoarele trifazate sunt indicate in tabelul 7.11in figura 7.12. este aratat modul de determinare al indicilor numerici pentru grupele de conexiuni Dy5 si Yzl 1.

Tensiunea de scurtcircuit este tensiunea de frecventa nominala care trebuie sa fie aplicata pe partea de alimentare pentru a se obtine pe partea de consum, legata in scurtcircuit, curentul nominal. Ea se exprima de obicei ca un procent din tensiunea nominala de mers in gol pe partea alimentarii.

Figura 7.12. Determinarea indicelui numeric (numarul orar); a - grupa de conexiuni Dy5; b - grupa de conexiuni Yzl 1- Domeniul de reglaj al tensiunii. Raportul de transformare se poate regla in trepte, atat cu scoatere de sub tensiune (domeniul de reglaj al prizelor 2.5 %; 4 % sau 5 %) cat si in sarcina, cu ajutorul regulatoarelor sub sarcina (domeniul de reglaj poate sa fie de exemplu: 9 x 1.78 %; 12 x 1.25 % etc.). in cazul transformatoarelor, regulatorul prizelor se leaga, de preferinta, la neutrul infasurarii de inalta tensiune dar exista diverse moduri posibile de legare a regulatorului de prize: de exemplu pe neutru, la extremitatea infasurarilor serie, intre infasurarile serie si paralel sau in montaj ramificat.- Sistemul de racire al transformatoarelor. Transformatoarele se fabrica cu racire naturala cu aer (uscate) sau cu ulei. Caldura degajata in infasurarile si in miezul transformatoarelor uscate este evacuata in mediul inconjurator. De obicei, acestea sunt transformatoarele pana la 1600kVA si tensiunea pana la 20kV. Principalele moduri de racire a transformatoarelor cu ulei sunt: circulatia naturala de ulei, circulatia naturala de ulei si racirea uleiului prin suflare cu aer, circulatia forfata de ulei si racirea uleiului prin suflare cu aer sau racirea uleiului cu apa.

- Alte caracteristici: transformatoarele si autotransformatoarele sunt caracterizate printr-o serie de alti parametri ca de exemplu: curentul de mers in gol, pierderile in gol si sub sarcina,materialul infasurarilor (cupru sau aluminiu), gabaritul transformatorului (lungime, latime, inaltime), masa (masa totala, masa de transport, masa uleiului, masa decuvabila), zgomotul transformatorului, etc.Simbolizarea transformatoarelor si autotransformatoarelor fabricate in Romania se face prin doua grupe de litere (mari) separate (despartite) printr-o linie.Semnificatia primei grupe de litere este:- prima litera: T inseamna transformator; A - autotransformator;-a doua litera: T inseamna trifazat; M - monofazat;

- a treia litera: U inseamna in ulei;- a patra litera: S inseamna cu reglaj al tensiunii in sarcina; R inseamna cu unitate speciala de reglaj.

Semnificatia grupei a doua de litere se refera la modul de racire: prima litera: N inseamna circulatia naturala a uleiului; F inseamna circulatia fortata a uleiului;

a doua litera: L inseamna racire naturala cu aer a elementelor racitoare; S - racire prin suflaj cu aer a elementelor racitoare, A racire cu apa a uleiului.Exemplu de tip de transformator: TTUS-NS inseamna transformator trifazat in ulei cu reglaj al tensiunii in sarcina si cu circulatia naturala a uleiului si racire prin suflaj cu aer.7.1.1.4. Functionarea in paralel a transformatoarelorFunctionarea in paralel a transformatoarelor este necesara in urmatoarele cazuri:- pentru asigurarea continuitatii in alimentarea consumatorilor in timpul manevrelor de scoatere de sub tensiune a unor transformatoare si a instalatiilor aferente pentru executarea lucrarilor de revizie sau reparatii.- pentru asigurarea alimentarii consumatorilor in cazul cresterii consumului in anumite situatii;- modificarea transformatoarelor aflate in functiune in functie de cereri de putere in vederea mentinerii pierderilor in limite optime.Doua sau mai multe transfonnatoare functioneaza in paralel atunci cand sunt alimentate de la aceeasi retea si debiteaza pe o aceeasi retea secundara.Functionarea paralela este optima atunci cand sarcina se repartizeaza proportional cu puterile fiecaruia dintre ele si curentii secundarului sunt in faza.Pentru ca functionarea in paralel sa fie posibila, transformatoarele trebuie sa respecte urmatoarele conditii:-sa aiba aceeasi tensiune nominala primara si secundara; - sa aiba aceeasi grupa de conexiuni sau grupe de conexiuni admise sa funcfioneze in paralel (transformatoarele apartinand grupelor cu indici numerici 5 si 11 pot functiona in paralel cand conexiunile sunt transpuse in mod corespunzator); tensiunea de scurtcircuit sa fie aceeasi sau apropiata, se admite o diferenta de maxim 10 % la transformatoare cu doua infasurari si de maxim 15 % la cele cu trei infasurari; raportul puterilor sa fie sub 3:1; primarul si secundarul sa fie conectate la fazele corespunzatoare ale sistemului.Conditiile optime de functionare in paralel se obtin cand rapoartele de transformare sunt egale si tensiunile de scurtcircuit sunt egale.7.1.1.5. Capacitatea de supraincarcare a transformatoarelorTransformatoarele se pot supraincarca in mod temporar sau permanent, in functie de sarcina initiala, de temperatura agentului de racire si de valorile maxime admisibile ale temperaturilor infasurarilor. In cazul depasirii temperaturilor admisibile ale infasurarilor durata normala de viata a transfonnatorului se scurteaza, in afara de cazul in care supraincarcarea este compensata de o perioada de sarcina mai scazuta.Capacitatea de supraincarcare a transformatoarelor in regim normal de functionare, in cazul in care fabrica constructoare nu face alte precizari, seda in tabelul 7.13.In caz de avarie, cu riscul scurtarii duratei de viata a transfonnatorului, se admite supraincarcarea transformatoarelor in urmatoarele proportii (cu exceptia transformatoarelor cu circulatia fortata a uleiului): 30% timp de 2 ore; 60% timp de 30 minute; 75% timp de 15 minute; 100% in timp de 7.5 minute; 140% timp de 3.5 minute.Tabelul 7.13. Capacitatea de supraincarcare a transformatoarelorSarcina

anterioaraTemperatura initials, a

de durata, %uleiului In ftinc{ie deDurata admisibila a suprasarcinii de

din sarcinamodul de racire, C

nominala

%NL;NSFS;FA10%,ore20%,ore30%,min40%,min50%,min

50554931,5603015

7568601130158

907565I0,515S4

In cazul transformatoarelor cu circulate fortata a uleiului se vor respecta indicatiile fabricii constructoare iar in lipsa acestora, nu se admite supraincarcarea de avarie a acestor transformatoare.7.1.1.6. Partile principale ale transformatoarelorCele mai importante elemente constructive ale transformatoarelor de forta sunt: miezul feromagnetic;

- infasurarile; - schela; - constructia metalica; - accesoriile.Miezul feromagnetic reprezinta calea de inchidere a fluxului magnetic principal al transformatorului. Se confectioneaza din tabla silicioasa si sunt constituite din doua trei sau mai multe coloane verticale, reunite prin juguri orizontale.Infasurarile constituie una dintre partile cele mai importante ale unui transformator. infasurarile trebuie sa asigure transformatorului, pe linga functionarea la parametrii nominali, o rigiditate dielectrica suficienta, precum si stabilitate dinamica si termica mare. Sunt construite din conductoare din cupru sau aluminiu. Infasurarile de inalta si de joasa tensiune ale aceleiasi faze se fixeaza pe aceeasi coloana, fiind dispuse alternat sau concentric; in ultimul caz, bobinajul de joasa tensiune se fixeaza la interior, iar cel de inalta tensiune la exterior.Schela este ansamblul constructiei care indeplineste urmatoarele roluri:- strangerea jugurilor miezului magnetic; - consolidarea axiala a infasurarilor; - consolidarea conexiunilor dintre infasurari, a celor de la comutatorul de reglaj si de la

izolatoarele de trecere; -ridicarea intregii parti decuvabile a transfonnatorului.Constructia metalica se executa numai pentru transfonnatoarele cu racire in ulei si se refera la cuva, capac si conservator.Cuva transformatorului in care se introduc miezul cu bobinajele este confectionata din tabla din otel si are o forma dreptunghiulara sau ovala.In functie de marimea transformatorului, cuvele din tabla din otel pot fi: cu pereti netezi, cu pereti ondulati, cu tevi sudate, cu lire din tevi, cu radiatoare cu tevi eliptice sau cu panouri si cu baterii de racire suflate cu aer sau racite cu apa.Capacul cuvei se executa tot din tabla din o|el si se prinde de rama cuvei cu ajutorul unor suruburi.Conservatorul are rolul de a asigura o suprafata de contact a uleiului cu aerul mai mica decat in cazul lipsei lui micsorand astfel posibilitatea de oxidare a uleiului. De asemenea, conservatorul asigura spatiul necesar dilatarilor si contractarilor uleiului in timpul incalzirii si al racirii transformatorului. Uleiul in conservator nu este supus unor variatii de temperatura asa de mari ca in cuva, absorbtia de umiditate si imbatranirea uleiului sunt, in acest caz, mult mai reduse.Accesoriile transformatoarelor cele mai importante sunt: izolatoarele de trecere, releul de gaze, supapa de siguranta, indicatoare de temperatura, comutatoare de reglare a tensiunii, filtru de aer etc. figura 7.14.O componenta foarte importanta a transformatoarelor si autotransformatoarelor (in afara de cele uscate) este uleiul electroizolant cu care este umpluta cuva. Uleiul patrunde in toate partile interne ale transformatorului si datorita proprietatilor sale contribuie la: izolarea partilor sub tensiune intre ele si fata de masa. Uleiul se imbiba complet in materialele electroizolante protejandu-le astfel impotriva umezelii;

disiparea energiei termice produsa de partea activa a transformatorului. In timpul functionarii, uleiul primeste caldura prin contact direct cu partile active ale transformatorului si o cedeaza mediului inconjurator prin peretii cuvei sau prindispozitivele speciale de racire ale transformatorului.

In afara de avantajele prezentate, uleiul de transformator are dezavantajul ca este inflamabil si, prin descompunere, produce produse explozibile.

Figura 7.14. Dispunerea accesoriilor la transformatoarecu putere peste 1600 KVA:1 - conservator; 2 - indicator de nivel ulei; 3 - filtru; 4 - gura pentru umplereaconservatorului; 5 - golirea uleiului din conservator; 6 - releu de gaze; 7 - urechi pentruridicarea conservatorului; 8- instalatie pentru semnalizarea nivelului minim de ulei; 9 -clapeta sau robinet; 10- actionarea comutatorului de ploturi; 11 - loc pentru umplereacuvei cu ulei; 12 - locas pentru termometru; 13 - eclatoare pe izolatoare; 14 - dispozitivpentru ridicarea parfii decuvabile a transformatorului; 15 - supapa de siguranja; 16 -robinet de golire; 17 robinet pentru luarea probelor de ulei; 18 robinete pentruuscarea uleiului prin centrifiigare; 19 - buson de fund pentru golire; 20 - suruburi pentrulegarea la pamtnt; 21 - dispozitiv pentru ridicarea cu cricuri; 22 - dispozitiv de prinderepentru ridicarea transformatorului; 23 - cSrucior cu roji cu distanja variabila7.1.1.7. Amplasarea transformatoarelorTransformatoarele pot fi instalate atat in incaperi inchise cat si in aer liber.Instalarea transformatoarelor in incaperi inchise are avantajul ca fereste echipamentul de intemperiile atmosferice (ploaie, ninsoare, inghet, chiciura, etc.). In schimb, instalarea in aer liber are avantajul unor lucrari ale constructiei mai reduse si al unor conditii de racire mai bune.Instalarea in incaperi inchise se foloseste, de exemplu, in cazul transformatoarelor pentru serviciile proprii ale centralelor si statiilor electrice cu puteri pana la 560 kVA, in cazul posturilor de transformare la consumatori si in cazul posturilor de transformare din retelele urbane, etc.Instalarea in aer liber se foloseste in cazul statiilor in aer liber, in cazul posturilor de transformare pe stalpi cu putere pana la 250kVA si tensiune 6-20 kV. Atat la instalarea in incaperi inchise cat si la instalarea in aer liber se fac amenajari speciale pentru:- asigurarea unei montari degajate a transformatoarelor, astfel incat sa fie permis accesul personalului de exploatare in jurul transformatorului;

- asigurarea racirii transformatoarelor;

- localizarea si stingerea incendiilor produse de aprinderea uleiului in caz de defect.

Sub fiecare transformator, in fundatia de beton, se prevede un bazin de colectare a uleiului sau palnii din beton in legatura cu un bazin central de colectare al statiei.Bazinele sunt acoperite cu un gratar metalic pe care se aseaza un strat de pietris. In cazul unui defect in transformator, care produce aprinderea uleiului si chiar spargerea cuvei, uleiul se scurge prin stratul de pietris, se stinge si se colecteaza in bazin.

7.1.1.8. Exploatarea transformatoarelorIn acest subcapitol se trateaza transformatoarele si autotransformatoarele de putere in ulei, monofazate si trifazate cu doua sau trei infasurari din cupru sau aluminiu, destinate sa functioneze la frecventa de 50 Hz in urmatoarele conditii principale:- temperatura mediului de racire:a) racire cu apa: temperatura maxima de intrare 25C; minima -40C; temperatura medie zilnica maxima +30C;

temperatura medie anuala maxima +20C;

tensiunea de alimentare are forma practic sinusoidala;

in cazul transformatoarelor trifazate, tensiunile sunt practice simetrice.Pentru alte conditii decat cele indicate vor fi respectate prescriptiile fabricii constructoare si ale proiectantului instalatiei.In lipsa indicatiilor fabricii constructoare se vor respecta, in afara de cele prezentate in subcapitolule anterioare, si urmatoarele reguli generale in exploatarea transformatoarelor: - functionarea de lunga durata a transformatorumi, incarcat la puterea nominala, este asigurata pe toate prizele plus, iar pe cele minus pana la priza -5%, la celelalte prize minus curentul putand avea valoarea egala cu a prizei de -5% puterea scazand corespunzator micsorarii tensiunii; la transformatoarele cu racire cu circulatie naturala a uleiului si suflaj de aer (Ns) se admite funcfionarea de lunga durata la 60% din puterea nominala, in cazul absentei suflajului de aer;

in cazul transformatoarelor cu circulatie fortata a uleiului si racire cu suflaj de aer sau cu apa (FS sau FA) se admite functionarea transformatorului in cazul opririi pompelor sau a ventilatoarelor, pe o durata de maxim 10 minute la plina sarcina sau o ora la mersul in gol;

la transformatoarele functionand bloc cu generatorul se admite functionarea de lunga durata la puterea nominala cu o tensiune ce nu depaseste pe cea nominala cu mai mult de 10%. Pentru alte abateri de tensiune, durata de functionare in functie de incarcarese va stabili prin instructiuni interne;

temperaturi de functionare admise (citite la aparate): pentru ulei maxim +95C, iar pentru infasurare maxim +105C. Daca temperatura aerului de racire depaseste +40C cu pana la 5C, temperaturile maxime admise pentru ulei si infasurari se reduc cu 5C; daca depasirea este cuprinsa intre 5C si 10C, temperaturile maxime admise pentru ulei si infasurari se reduc cu 10C. Aceste precizari se completeaza: la transformatoarele racite cu apa, cu prevederile fabricii constructoare;

-nivelul uleiului in transformator in functie de temperature mediului exterior se supravegheaza la sticla de nivel sau alt dispozitiv pe care se marcheaza trei linii de control, corespunzator temperaturilor de : -35C; +35C; +15C.Exploatarea transformatoarelor si autotransformatoarelor de putere se face in functie de regimul de exploatare organizat in instalatia respectiva si se disting doua aspecte diferite: operatiile si manevrele in schema electrica ce se executa prin punerea sau scoaterea din functiune a transformatorului si reglajul tensiunii; supravegherea functionari transformatoarelor si autotransformatoarelor.La executarea manevrei de punere sub tensiune a transformatorului se va indeparta personalul de langa transformator si de langa instalatiile aferente acestuia.Ordinea manevrelor de punere si scoatere din functiune a transformatorului tine seama de particularitatile schemei electrice in care este incadrat transformatorul. In general trebuie respectate urmatoarele indicatii: scoaterea de sub tensiune a unui transformator se face intotdeauna prin deschiderea mai intai a intreruptorului si apoi a separatorului. Punerea sub tensiune se face in ordinea inversa; in cazul cand nu este prevazut intreruptor in circuitul primar, transformatorul se scoate sau pune sub tensiune prin manevrarea separatorului din primar dupa ce s-au scos sigurantele sau s-a deconectat intrerupatorul din secundar; in cazul transformatoarelor avand joasa tensiune de maxim 0,4kV intre faze, partea de joasa tensiune se poate pune sub tensiune sau se poate scoate de sub tensiune prin intermediul sigurantelor; deconectarea transformatoarelor echipate cu intreruptoare automate pe ambele parti se face, de regula, mai intai pe partea sarcinii si dupa aceea pe partea alimentarii. La conectare,operatiile se fac in ordine inversa; comutarea ploturilor (in vederea reglarii tensiunii) se face in raport cu sistemul de comutare cu care este inzestrat transformatorul fara tensiune, sub sarcina (comanda manuala sau automata). Conditiile de lucru ale comutatorului de ploturi trebuie sa fie specificate detaliat in instructiunile interne, luandu-se in consideratie prescriptiile fabricii constructoare. Trebuie insistat asupra pozitiei corecte a comutatorului de ploturi; pentru a evita functionarea protectiei de gaze, transformatorul se va pune in functiune dupa ce s-a facut si controlul comutatorului de ploturi. Daca temperatura uleiului in transformator este sub -15C, este interzisa comutarea cu comutatorul de ploturi. Infasurarile transformatorului cu izolatia degresiva trebuie sa functioneze cu neutrul legat direct la pamant sau cu neutrul protejat printr-un descarcator cu rezistenta variabila, corespunzator.

Sarcina maxima de lunga durata a unui transformator, la o temperatura ambianta de peste 35C, este determinata de temperatura maxima a uleiului. Pentru fiecare transformator, pe baza datelor fabricii constructoare, trebuie stabilita sarcina maxima admisibila in raport cu temperatura maxima din straturile superioare de ulei.In lipsa instructiunilor constructoare, ventilatia fortata va fi pusa in functiune la atingerea unei temperaturi de 55 C a uleiului in straturile superioare, precum si la depasirea curentului nominal, indiferent de temperatura uleiului.La punerea in functiune a sistemului de racire cu apa a uleiului transformatoarelor, se porneste intai pompa de ulei si apoi cea de apa. La scoaterea din functiune a sistemului de mai sus se opreste intai pompa de apa, apoi cea de ulei. Pompa de apa se pune in functiune cand temperatura uleiului depaseste +10 C. iarna, dupa deconectarea transformatoarelor care au racirea uleiul cu apa, la scaderea temperaturii sub +10 C apa trebuie evacuata din conductele principale.In cazul functionarii cu supraincarcare se va face o supraveghere continua a indicatiilor aparatelor de masura.La un transformator caruia i s-a filtrat uleiul este necesara stabilirea unui program de supraveghere speciala pentru releul cu gaze pana la eliminarea gazelor ce se strang.La perioadele de timp stabilite prin instruc|iunile tehnice interne, se vor controla transformatoarele de catre personalul de exploatare stabilit, verificandu-se urmatoarele: curentul primar si curentul secundar; tensiunea primara si tensiunea secundara;

temperatura uleiului (buna functionare a instalatiei de masurare a temperaturii); corespondenta intre pozitia plotului si indicatia aparatului; semnalizarile releelor de protectie, inclusiv ale releului de gaze;

etanseitatea cuvei;

temperatura mediului ambiant la transformatoarele de interior;

nivelul si culoarea uleiului din transformator si izolatoarele de trecere;

starea izolatoarelor (murdarie, fisuri, conturnari);

integritatea membranei tubului de expandare a gazelor;

starea aparatului pentru deshidratat aerul si starea substantei din aparat (ionusil sau silicagel); silicagelul in stare uscata este albastru, iar sub influenza umiditatii capata culoarea rosie; starea descarcatoarelor de supratensiuni;

starea membranei la supapa de siguranta; nivelul de apa in cuva de colectare a uleiului pentrutransformatoarele instalate in exterior;

zgomotul transformatorului (daca nu este cumva anormal);

legatura la priza de pamant;

starea de functionare normala a sistemului de racire; starea barelor si a cablurilor de legatura; starea elementelor constructiei (fundatie, usi, geamuri, iluminare, ventilatie, starea partii de constructie la posturile de transformare aeriene;

starea tuturor legaturilor electrice aferente transformatorului;

starea tuturor accesoriilor si a aparatelor indicatoare;

starea comutatorului de ploturi sub sarcina (a dispozitivului de actionare); starea dispozitivelor de blocare antiseismica;

starea ingradirilor si a inscriptionarilor.

Personalul de exploatare inregistreaza in evidentele operative de exploatare datele de functionare ale transformatoarelor si instalatiilor anexe, rezultatul controlului si tine evidenta evenimentelor de exploatare.7.1.1.9. Defectiuni si remedieri in exploatareOrice functionare anormala constatata (scurgeri de ulei, incalzire mare, zgomot anormal etc.) trebuie anuntata imediat personalului serviciului de dispecerat, notandu-se totodata cele constatate in registrul de exploatare.Tabelul 7.15.Defectiuni caracteristice in functionarea transfonnatoarelor si modul de actionare recomandat personalului de exploatareNr. crt.Fenomenul observatModul de actionare al personalului de exploatare

1Incalzire anormala si cresterea temperaturii in conditii normale de racireSe va deconecta transformatorul in urmatoarele situatii (daca instalatia de racire si instalatia de masurare a temperaturii sunt in buna stare): - temperatura uleiului este cu 10C mai mare decat temperatura admisa; - temperatura creste rapid, cu toate ca sarcina transformatorului nu variaza; - in afara de cresterea temperaturii apar si alte fenomene periculoase; zgomot, semnalizarea releului de gaze, oscilatii ale acului ampermetrului etc.

2Scurgeri de uleiSe va deconecta transformatorul numai daca uleiul a scazut sub limita admisa

3Variatia brusca a culorii uleiului in indicatorul de ulei sau la probaSe va deconecta transformatorul in cazul in care schimbarea culorii uleiului este foarte pronuntata, trecand de la culoarea galben-deschis la culoarea cafeniu-inchis

4Improscarea cu ulei (jet de ulei) din conservator sau explozia diafragmei tubului de expandare a gazelorSe va deconecta transformatorul

5Schimbarea zgomotului in transformatorSe va deconecta transformatorul in urmatoarele cazuri: - in interiorul cuvei se aude zgomot sub forma de galgait, descarcari sau pocnituri; - in afara de cresterea zgomotului se observa si cresterea temperaturii uleiului; - oscilatii la acul ampermetrului sau alte fenomene care indica pericolul defectarii

6Supraincarcarea transformatorului peste sarcina admisa- punerea in functiune a transformatorului de rezerva; - deconectarea unei parti din consumatori in ordinea stabilita prin instructiunea tehnica interna

Daca temperature uleiului creste, personalul de exploatare este obligat sa cerceteze mai intai cauzele cresterii temperaturii, luand masuri de remediere. In acest scop se va cerceta :

- Incarcarea transformatorului si temperatura corespunzatoare acelei incarcari;

indicatiile termometrelor si buna functionare a acestora; functionarea instalatiei de racire fortata si starea ventilatiei incaperii transformatorului.Semnalizarea releului de gaze poate fi datorata urmatoarelor cauze: bule de aer in ulei, patrunse in timpul tiltrarii sau prin neetanseitati la transformatorul de racire cu apa si ulei; lipsa de ulei datorata schimbarii conditiei de temperatura a mediului exterior sau scurgerilor de ulei; defectiuni mici in transformator care produc arc electric de scurta durata; debitarea transformatorului pe scurtcircuit, producand astfel gaze prin incalzire brusca; defectiuni in circuitul electric al semnalizarii releului de gaze; defectiuni in circuitul magnetic.Daca functioneaza releul de gaze prin sistemul de comutare de semnalizare, personalul de exploatare pune in functiune transformatorul de rezerva si deconecteaza transformatorul la care a semnalizat releul de gaze.Daca nu exista transformator de rezerva, deconectarea transformatorului la care a semnalizat releul de gaze se va face numai in urmatoarele cazuri:a.Se observa, in timpul functionarii releului, cresterea anormala a temperaturii, schimbarea zgomotului in transformator sau oscilatii ale acului indicator al ampermetrului; in aceasta situate, deconectarea se va face imediat, fara sa se mai astepte aprobarea conducatorului tehnic al intreprinderii;b.Nu pot fi respectate normele de protectie a muncii la controlul sub tensiune al releului si al gazelor din releu;c.Se ajunge la concluzia ca functionarea nu s-a produs eronat (intempestiv) sau datorita patrunderi aerului in transformator, gazele nu sunt inflamabile, insa punctul de inflamabilitate al uleiului din transformator a scazut brusc cu mai mult de 5 C;d.Gazele din releu sunt inflamabile.Decizia de scoatere a transformatorului de sub tensiune in cazurile b, c si d va fi luata de conducatorul tehnic al intreprinderii tinand seama si de importanta consumatorilor alimentati, de situatia energetica etc. Este de retinut ca:personalul de exploatare trebuie sa examineze daca in releu sunt gaze si care este culoarea gazelor; daca acestea sunt inflamabile, deconectarea trebuie sa se faca cat mai repede posibil; culoarea gazului poate sa dispara cu timpul datorita descompunerii substantelor colorante;

la aprinderea gazului, flacara trebuie sa nu fie mentinuta direct deasupra orificiului robinetului releului de gaze intrucat ea poate fi stinsa de curentul de gaze. Verificarea inflamabilitatii gazelor din releu se poate face mai bine dupa recoltarea gazelor din releucu ajutorul unei sonde speciale sau cu o camera cu pereti extensibili; o imagine ampla asupra eventualei deteriorari se poate face observand cantitatea de gaze ce se produce si viteza de acumulare a acestora in releu.

In cazul functionarii releului de gaze prin sistemul de comutatie de declansare si eventual prin sistemul de comutatie de semnalizare, se vor presupune urmatoarele: defecte in interiorul transformatorului cu degajarea intensa de gaze; scurgere importanta de ulei; cantitate mare de aer ramasa in ulei sub forma de bule la filtrarea uleiului;defectarea circuitelor electrice ale releului de gaze.In aceste cazuri se va actiona in modul urmator:a.se verifica toate releele, stabilind ce alte protectii au mai lucrat si in ce conditii (timp de lucru);b.se cerceteaza eventualele cauze externe care ar fi putut produce declansarea (scurtcircuit in retea, supraincarcarea transformatorului, curenti de circulatie, defecte in instalatiile deprotectie, lipsa de ulei, comutarea ploturilor etc.);c.se cerceteaza daca nu s-a produs o functionare intempestiva a releului (nu au mai functionat alte protectii, nu exista gaz in releu, masuratorile profilactice nu arata vre-o defectiune in transformator etc.);d.se cerceteaza daca transformatorul nu are semne vizibile de avariere;e.se examineaza daca in releu sunt gaze, care este culoarea gazelor si daca acestea sunt inflamabile;f.se fac masuratori profilactice;g.in cazul in care declansarea se datoreaza unei cauze externe, conducatorul tehnic al intreprinderii poate decide repunerea transformatorului sub tensiune;h. in cazul in care nu s-a putut constata cauza declansarii, cu aprobarea conducatorului tehnic al intreprinderii, transformatorul poate fi pus in functiune daca sunt indeplinite simultan urmatoarele conditii: gazele nu sunt inflamabile;

transformatorul si comutatorul nu prezinta semne vizibile de avariere; declansarea nu a mai fost comandata si de alta protectiecontra defectelor interne (protectia diferentiala, protectiahomopolara etc.);

i. in cazul in care s-a ajuns la concluzia existentei unui defect in interiorul transformatorului, acesta nu se repune sub tensiune pana la depistarea si remedierea defectului.In cursul exploatarii, personalul de exploatare urmareste executarea in termen a tuturor probelor si verificarilor in exploatare prevazute de normativele in vigoare si executa urmatoarele lucrari: masuratori de sarcina si tensiune in fiecare an, in perioada sarcinii maxime si minime; daca sub transformatoarele montate in exterior exista un pat de pietris, este necesara greblarea periodica a acestuia pentru a permite trecerea uleiului si golirea de apa a bazinelor de colectare; verificarea fundatiilor si ingradirilor, punerea la punct adispozitivelor de inchidere si blocare;

completarea cu cerneala a aparatelor de inregistrare;

curatenie in incaperea transformatorului si pe terenul din jurultransformatorului in statia exterioara; lucrari de inventariere a instalatiilor aferente transformatorului in cauza

7.1.2. TRANSFORMATOARE DE MASURA7.1.2.1. Principiul de function areTransformatorul de masura este un aparat electromagnetic static, care transforma parametrii energiei in curent alternativ (tensiunea, respectiv curentul) reducand valoarea acestora de un anumit numar de ori. Principiul de functionare al transformatoarelor de masura este asemanator cu cel al transformatorului de putere, adica se bazeaza pe inductia electromagnetica dintre doua circuite (infasurari) electrice cuplate electromagnetic.Pentru supravegherea functionarii unei instalatii sau unui circuit electric este necesar sa se poata controla oricare dintre parametrii caracteristici: tensiunea, curentul, puterea, energia, rezistenta, frecventa etc. In instalatiile de curent alternativ de inalta tensiune (in multe cazuri si la joasa tensiune) parametrii caracteristici nu mai pot fi masurati direct, ci numai prin intermediul transformatoarelor de masura.Transformatoarele (reductorii) de masura au rolul de a transforma tensiunea, respectiv curentul dintr-o instalatie electrica, in mod obisnuit micsorand valoarea acestora, in scopul: largirii domeniului de masurare al aparatelor de masurat de curent alternativ; alimentari circuitelor secundare (de protectie prin relee, automatizare, control etc.) cu tensiuni, respectiv cu curenti, intr-un anumit raport fata de cele din circuitele primare, in vederea obtinerii unor marimi secundare normate (de exemplu, 1A sau 5A si tensiuni de pana la 100V); protejarii instalatiilor circuitelor secundare ale releelor si aparatelor de masurat Impotriva strapungerii izolatiei acestora de catre tensiunea inalta a instalatiilor primare; protejarii personalului de exploatare impotriva electrocutarii atunci cand vine in contact cu instalatiile de masurare, protectie etc.Protejarea personalului de exploatare si a circuitelor secundare fata de tensiunea inalta a circuitelor primare se realizeaza atat prin izolarea infasurarii secundare a transformatorului de masura fata de infasurarea primara, cat si prin legarea la pamant a uneia dintre bornele infasurarii secundare.Transformatoarele de masura se utilizeaza pentru scopurile aratate, atat in instalatiile electroenergetice de inalta tensiune, cat si in cele de joasa tensiune (in aceasta din urma se folosesc mai ales transformatoare de curent).Transformatoarele de masura utilizate pentru protectie au acelasi principiu de functionare si aceeasi constructie ca si cele utilizate pentru masura. Caracteristic pentru primele este insa regimul de functionare deoarece, in cazul protectiei, domeniul lor de masura este mult mai larg. In cazul unui defect in retea, tensiunile pot varia de la valorile cele mai mici pana la dublul tensiunii nominale (fata de 30-120% din tensiunea nominala cat sunt limitele obisnuite pentru aparatele de masurat). Pentru curenti, domeniul de masurare corespunzator curentilor de scurtcircuit este situat aproape exclusiv deasupra curentului nominal pe care il poate depasi pana la 30-40 ori (fata de 10-20% din curentul nominal cat reprezinta limitele obisnuite pentru masura).In functie de parametrul a carei valoare o reduc, exista transformatoare (reductor) de curent si transformatoare (reductor) de tensiune.

7.1.2.2. Transformatoare de curent. Clasificare si caracteristiciTransformatoarele de curent au rolul de a schimba, intr-un raport dat, valoarea curentului care parcurge infasurarea primara. In acest sens, infasurarea primara se conecteaza in serie cu circuitul primar si se compune dintr-un numar redus de spire (uneori o singura spira); infasurarile secundare au un numar mai mare de spire, corespunzator raportului de transformare cerut.Transformatoarele de curent sunt deci coboratoare de curent si ridicatoare de tensiune. Ele functioneaza intr-un regim apropiat de regimul de scurtcircuit al transformatoarelor de forta si nu e recomandat sa functioneze in gol deoarece tensiunea secundara ar putea creste la valori periculoase pentru izolatia de joasa tensiune.Transformatoarele de curent pot avea doua regimuri de functionare si anume: regimul normal de functionare si regimul de supracurent, cand in retea exista un regim de avarie.Clasificarea transformatoarelor de curent se poate face dupa mai multe criterii:1.Dupa numarul infasurarilor primare sau secundare: cu o singura rnfasurare primara sau secundara; cu doua sau mai multe infasurari primare sau secundare.2.Dupa constructia infasurarii primare:transformatoare de curent cu infasurare monospirala; transformatoare de curent cu infasurare multispirala.3.Dupa posibilitatea de comutare a infasurarii primare sau secundare: cu infasurare primara sau secundara necomutabila; cu infasurare primara sau secundara comutabila.4.Dupa felul instalatiei in care sunt destinate a se monta si functiona, exista: transformatoare de curent de tip interior (simbol I); transformatoare de curent de tip exterior (simbol E); transformatoare pentru instalatii complexe (ce se monteaza in transformatoare de putere sau in intreruptoare).5.Dupa modul in care se instaleaza deosebim: transformatoare de trecere (simbol T); transformatoare tip suport (simbol S).6.Dupa felul izolatiei dintre infasurarea primara si cea secundara deosebim: transformatoare cu aer sau uscate; transformatoare cu izolatie cu ulei (simbol U); transformatoare cu izolatie de portelan (simbol P); transformatoare cu izolatie de rasini sintetice de turnare (simbol R); transformatoare avand mediul izolant hexafluorura de sulf(SF6).7.Transformatoarele de curent cu izolatie in ulei se pot clasifica: cu respiratie libera, cand uleiul din transformator este in contact cu aerul (direct sau prin filtru cu silicagel); etanse, cand uleiul din transformator nu este in contact direct cu aerul din atmosfera, etanseitatea este realizata cu o membrana de cauciuc sau cu un burduf carecompenseaza variatia de volum de ulei, in functie de temperatura.8.In functie de tensiunea infasurarii primare deosebim: transformatoare de joasa tensiune; transformatoare de medie tensiune; transformatoare de inalta tensiune.9.Caracteristici tehnice principale ale transformatoarelor de current sunt:curentul primar nominal I1n, curentul pentru care este determinat regimul nominal de functionare. Poate avea una din valorile: 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; (60); 75 Aprecum si multiplii zecimali ai acestor valori;curentul secundar nominal I2n, reprezinta curentul secundar pentru care este determinat regimul nominal de functionare si poate avea una din valorile: 1 sau 5 A; tensiunea maxima de lucru Um, reprezinta valoarea efectiva cea mai mare a tensiunii intre faze la care transformatorul de curent poate functiona in regim de lunga durata, in conditii normale de exploatare; raportul de transformare nominal Kn este raportul dintre curentul primar nominal si curentul secundar nominal

Kn = I1n / I2neroarea de curent este eroarea pe care transformatorul de curent o introduce la masurarea curentului si care se datoreaza faptului ca raportul de transformare real nu este egal cu raportul de transformare nominal.

eroarea de unghi este unghiul de defazaj dintre vectorul curentului primar si vectorul curentului secundar. Eroarea de unghi se considera pozitiva atunci cand vectorul curentului secundar este defazat inainte fata de vectorul curentului primar. Se exprima, de regula, in minute; clasa de precizie reprezinta notarea conventionala a limitelor erorilor pe care transformatorul trebuie sa le respecte in conditiile date; sarcina nominala Z.2 este sarcina pentru care se garanteaza conditiile de precizie si functionare ale transformatorului de curent; puterea nominala secundara S2n este puterea absorbita de sarcina nominala secundara in regim nominal de functionare: Aceasta putere este foarte importanta deoarece limiteaza numarul de aparate care pot fi conectate in secundarul transformatorului de curent. Depasirea puterii nominale are ca efect cresterea erorilor, adica trecerea transformatorului de curent intr-o clasa de precizie inferioara; curentul primar nominal de saturatie I1sn reprezinta valoarea maxima a curentului primar pentru care eroarea de curent a transformatorului la sarcina nominala si lacos = 0.8 este 5% sau 10%; curentul secundar nominal de saturate I2sn, este curentul secundar corespunzator curentului primar nominal de saturate. Se defineste coeficientul de saturate, n, prin raportuln = I1sn / I2sn Aceasta se inscrie pe placuta indicatoare a transformatorului; stabilitatea termica defineste capacitatea transformatorului de curent de a suporta actiunea termica a curentilor de scurtcircuit in decursul unui interval de timp. Se exprima prin curentul limita termic It, reprezentand curentul garantat pentru care este asigurata stabilitatea termica timp de 1s, infasurarile secundare fiind scurtcircuitate. Se exprima in kA;

stabilitatea dinamica defineste capacitatea transformatorului de curent de a rezista la actiunea mecanica a curentilor de scurtcircuit care trece prin infasurarile sale. Se exprima prin curentul limita dinamic Id, care este valoarea de varf a primei alternante a curentului primar de scurtcircuit pentru care se asigura stabilitatea dinamica, infasurarile secundare fiind scurtcircuitate. Se exprima in kAmax, valorile standardizate ale curentilor limita termici si dinamici sunt indicate in tabelul 7.16.Tabelul 7.16. Valorile admisibile ale curentilor de limita termica si dinamica

Domeniul tensiunilor nominale [kV]Curentii limita

Termic It [A]Dinamic 1t [kA]

0.561'U2.5*It

3.. .680*IDn

10 ... 35100*Im

60 ... 220120*lon

Erorile de curent si de unghi ale transformatoarelor de curent cresc cu cat curentul primar este mai mic in raport cu curentul nominal. Astfel, la o scara de precizie 0.1, la 1.2 In eroarea este 0.1% iar la 0.1 In eroarea este 0.25%.La o depasire a curentului nominal cu peste 20%, erorile cresc din nou datorita saturatiei circuitului magnetic al transformatorului de curent.Precizia transformatorului de curent in functionare normala este determinata de clasa de precizie, iar in regim de supracurent este determinata de coeficientul de saturatie n sau de caracteristica de supracurent - tigura 7.17. Caracteristica de protectie trebuie sa evite saturatia, pentru ca protectia sa functioneze sigur pana la valori mari ale curentului de scurtcircuit. Caracteristica de masura dupa un multiplu de 3 ... 5 ori curentul nominal este o linie de I2 = const. In acest fel, aparatele de masurat din secundarul transformatorului de curent sunt protejate impotriva efectelor daunatoare ale supracurentilor din retea. In realitate, caracteristicile de supracurent real sunt niste curbe care difera de cele ideale.7.1.2.3. Tipuri constructive de transformatoare de curentTransformatoarele de curent se construiesc in variante multiple, in functie de tensiunea de izolatie, locul de instalare, destinatie, materialul izolant folosit, numarul de infasurari secundare si clasa de precizie.Industria noastra electrotehnica fabrica transformatoare de curent pentru instalatii cu tensiunea intre 0,5 - 400 kV, pentru curenti nominali primari intre 5 si 5000 A si curenti secundari de 1 si 5 A; incepand de la tensiunea de lOkV, transformatoarele de curent se realizeaza cu doua sau mai multe infasurari secundare. Clasele de precizie pentru care seconstruiesc infasurarile secundare sunt: 0,5; 1; 3 si D sau in locul acesteia 5Psau 10P.

-caract. Id. De prof. caract Reala de prot.-caract. Reala de mas. caract. Id. De mas.Tigura 7.17. Caracteristica de supracurent a transformatorului demasuraO categorie aparte o formeaza transformatoarele de curent incluse in barele capsulate folosite pentru caile de curent de valori mari sau in izolatoarele transformatoarelor de forta.Pentru obtinerea curentilor de secventa homopolara necesari protectiilor contra punerilor la pamant s-au construit transformatoare speciale care realizeaza tiltrele de secventa homopolara pe cale magnetica. Transformatoarele de curent homopolar se construiesc in doua variante: inelare si dreptunghiulare.Transformatorul inelar - tigura 7.18 - este utilizat la cablurile trifazate. El consta dintr-un miez de fier inelar C, pe care este dispusa infasurarea secundara S si prin interiorul caruia trece cablul protejat, care constituie infasurarea primara. Tensiunea electromotoare la bornele infasurarii secundare este proportionala cu fluxul rezultat din suma fluxurilor magnetice produse de curentul fiecarei faze a cablului. In regim normal si in cazul scurtcircuitelor bifazate si trifazate fara contact cu pamantul, fluxul magnetic rezultat este nul deci t.e.m. la bornele secundare este de asemenea nula. In cazul unui scurtcircuit la pamant sau chiar a unei puneri monofazate la pamant, intr-o retea cu punctul neutru izolat, in miezul magnetic apare un flux care induce o tensiune electromotoare secundara, deci prin releu circula un curent de actionare. La noi in tara se construiesc astfel de transformatoare de tipul CIRH, pentru cabluri cu diametrul exterior de80,100, 150mm.

Transformatorul dreptunghiular este utilizat ca filtru de curent de secventa homopolara pentru mai multe cabluri trifazate conectate in paralel sau pentru legaturile in bare. Principiul de functionare este acelasi ca si in cazul transforrnatorului inelar.

Tigura 7.18. Transformator de curent de secventa homopolara: a - vedere in plan; b - montajul si schema de legaturiTransformatoarele de curent fabricate in Romania sunt simbolizate cu litere si cifre, avand urmatoarele semnificatii:prima litera: C = transformator de curent; a dona litera: I = pentru montaj interior, E = pentru montaj exterior; a treia si a patra litera: U = izolatie de ulei, P = izolatie deportelan, R = izolatie de rasina, S = tip suport, T = tip trecere, H= pentru componenta homopolara, Sr = saturate rapida; litere mici: variante de constructie;

prima grupa de cifre: tensiunea de izolatie in kV;

a doua grupa de cifre: curentul primar/secundar in A;

a treia grupa de cifre poate indica clasele de precizie pentru infasurarile secundare;

la transformatorul de secventa homopolara, cifrele indica diametrul maxim al cablului in mm.

Exemplu: CESU - 110 b - 2 x 200 / 5 / 5 / 5 - 0,5, D, 3 inseamna: transformator de curent de exterior, tip suport cu ulei, pentru tensiunea de 110 kv, varianta b. Curentul primar se poate lega la 200 A sau la 400 A, cu trei infasurari secundare avand fiecare curentul nominal de 5A si clasele de precizie 0,5, D si 3.Partile componente principale ale unui transformator de curent CESU - 220kV sunt prezentate in tigura 7.19. Aceste transformatoare

permit masurarea de curenti primari intr-o gama foarte larga, intre 250 -1600 A, avand patru infasurari secundare: una pentru masura clasa 0,5, una de masura clasa 1 si doua pentru protectii

differentiale

1 - burduf;2 - indicatorul de nivel;3 - bornele primare de racord;4 - izolatorul;5 - partea activa a transformatorului;

6 - bride de strangere;7 - cuva-soclu;8 - buson pentru golirea uleiului;

10- cutia cu borne secundareTigura 7.19. Transformator de curent CESU - 220 kVTransformatorul CESU - 220 kV se compune dintr-o parte activa fixata pe un soclu-cuva, izolatorul ce constituie cuva superioara a transformatorului si capacul bornelor primare. Pe capac se afla bornele primare si indicatorul de ulei. In interiorul capacului se gaseste dispozitivul de comutatie al infasurarii primare si burduful care are rolul de a prelua variatia volumului de ulei (cu care este umplut transformatorul) datorata variatiei temperaturii. Tot in capacul superior se afla si cutia cu silicagel; partea din capac care contine burduful este rabatabila, astfel incat prin deplasarea ei se permite accesul la elementele de comutatie primara .7.1.2.4. Marcarea bornelor transformatoarelor de curent si schemele de conexiuniPentru legarea corecta a transformatoarelor de curent in circuitul primar, respectiv pentru legarea corecta la bornele secundare ale aparatelor si releelor la care este important sensul puterii (wattmetre, contoare, relee directionale, etc.), capetele infasurarilor transformatoarelor de curent,respectiv bornele acestora, sunt marcate dupa anumite reguli, stabilite prin normele fiecarei tari.La transformatoarele de curent de fabricatie romaneasca, bornele infasurarilor primare sunt marcate cu literele L1 si L2 sau P1 si P2 (notatie mai veche L si K), iar bornele infasurarii secundare cu literele l1 si l2 sau s1 si s2 (sau 1 si k). In cazul in care un transformator are mai multe infasurari secundare, inaintea literelor l1 (s1) si l2 (s2) sunt scrise cifrele 1- 4 in functie de numarul infasurarilor - figura 7.20

a) b) c)

Tigura 7.20. Reprezentarea unor transformatoare de curent in schemele electrice: a - schema detaliata; b schema simplificata; c simbolizare generala; d notatie vechePentru a exista uniformitate in legarea transformatoarelor de curent se obisnuieste ca incepurul intisurarii primare (borna L1 sau P1) sa fie legat spre bare, iar sfarsitul infasurarii (borna L2 sau P2) sa fie legat spre linie, spre transformatorul de forta etc.La legarea in schema a unui transformator de curent, pentru a pastra polaritatea bornelor, trebuie respectata urmatoarea regula generala: aparatul de masurat sau releul se leaga la bornele infasurarii secundare astfel incat sensul de curgere al curentului prin bobina aparatului sau a releului sa fie acelasi ca si in cazul in care acestea ar fi legate direct la circuitul primar.Pentru conectarea releelor si aparatelor de masurat infasurarile secundare ale transformatorului de curent se pot lega intre ele in diferite moduri. Cele mai raspandite scheme sunt prezentate in figura 7.21.

7.1.3. Transformatorul de tensiune. Clasificare, caracteristici

Principiul de fiinctionare al transformatorului de tensiune inductiv este asemanator cu al unui transformator de forta; spre deosebire de acesta, regimul sau normal de functionare este apropiat de cel de mers in gol. infasurarea primara este legata in derivatie la circuitul de inalta tensiune a carui tensiune trebuie controlata, iar infasurarea secundara alimenteaza aparatele de masurat si de protectie legate de asemenea in derivatie figura 7.22La transformatoarele de tensiune numarul de spire W al infasurarii primare este foarte mare (de ordinul miilor), aceasta infasurare fiind confectionata din conductor foarte subtire, in timp ce infasurarea secundara are un numar redus de spire, w, de ordinul zecilor.Transformatoarele de tensiune se pot clasifica dupa mai multe criterii:

1.In functie de numarul de faze:a.monofazate;b.bifazate;c.trifazate.2.Dupa numarul infasurarilor secundare:a.cu o singura infasurare;b.cu doua sau mai multeinfasurari.Tigura 7.22. Schema deprincipiu a unui transformatorde tensiune monofazat3.Dupa felul instalatiei in care suntdestinate a se monta si afunctiona:a.transformatoare de tip intern - simbol I;b.transformatoare de tip extern - simbol E;c.transformatoare speciale.4.Dupa felul izolatiei intre infasurarea primara si secundaradeosebim:a.transformatoare cu aer sau uscate;b.transformatoare cu izolatie de ulei - simbol U;c.transformatoare cu izolatie de rasini sintetice - simbol R;d.transformatoare cu izolatia de portelan - simbol P.5.Dupa modul de izolatie al infasurarii primare fata de pamant:a.transformatoare de tensiune izolate fata de pamant (de exemplu bipolar) care are toate elementele infasurarii primare, inclusiv bornele, izolate fata de pamant, la unnivel care corespunde nivelului sau de izolatie nominala;b.transformatorul de tensiune legat la pamant este un transfonnator monofazat care are un capat al infasurarii primare legat direct la pamant sau este un transformator trifazat care are punctul neutru al infasurarii primare legat direct la pamant.6.In functie de tensiunea infasurarii primare deosebim:a.transformatoare de joasa tensiune;b.transformatoare de medie tensiune;c.transformatoare de inalta tensiune.7.Dupa numarul bornelor de inalta tensiune izolate:a.cu o singura borna izolata si legata la o faza (monopolar);b.cu doua borne izolate si legate la doua faze (bifazate);c.cu trei faze izolate si legate la cele trei faze (tripolare).8.Dupa parametrii caracteristici care sunt urmatorii:tensiunea primara nominala Upn este tensiunea inscrisa pe placuta indicatoare a transformatorului si reprezinta valoarea tensiunii primare prin care este caracterizat un transformator de tensiune si in functie de care se stabilesc conditiile de functionare ale acestuia. Aceasta corespunde cu valorile tensiunii nominale ale retelelor (instalatiilor). Valorile tensiunii primare nominale ale transformatoarelor monofazate utilizate intre o faza a unei retele trifazate si pamant sau un punct neutru al retelei sunt de

EMBED Equation.3 ori mai mici decat tensiunea nominala a retelei. Transformatoarele de tensiune admit o crestere permanenta a tensiunii primare cu 20 % peste valoarea nominala. In retelele cu neutru nelegate direct la pamant, transformatorul de tensiune care functioneaza cu o borna neizolata legata la pamant trebuie sa poata suporta o crestere permanenta a tensiunii primare de ori;tensiunea nominala secundara Usn este valoarea tensiunii secundare prin care este caracterizat un transformator si in functie de care se stabilesc conditiile sale de functionare. Ea esteinscrisa pe placuta indicatoare a transformatorului. Valorile standardizate pentru infasurarea principala sunt 100 sau 100/ V, iar pentru infasurarea auxiliara sunt 100/3 sau 100 V (utilizate pentru masurarea componentei homopolare); raportul de transformare K este raportul dintre tensiunea primara reala si tensiunea secundara reala; raportul de transformare nominal kn este raportul dintre tensiunea primara nominala si tensiunea secundara nominala

kn = Upn / Usn frecventa nominala fn este valoarea frecventei, exprimata in Hz, pe baza careia se stabilesc conditiile tehnice de functionare a echipamentului. In Romania aceasta trebuie sa fie de 50 Hz;

tensiunea maxima de lucru Um este cea mai mare valoare efectiva a tensiunii intre faze, pentru care este dimensionata izolatia transformatorului; nivelul de izolatie nominal reprezinta ansamblul valorilor tensiunilor ce caracterizeaza izolatia unui transformator de tensiune din punct de vedere al rezistentei la supratensiune;

eroarea de tensiune En (eroarea de raport) este eroarea pe care o induce un transformator la masurarea unei tensiuni si care apare datorita faptului ca raportul de transformare nu este egal cu raportul de transformare nominal eroarea de unghi n este unghiul de faza dintre vectorii tensiunilor primara si secundara. Eroarea de unghi se considera pozitiva atunci cand vectorul tensiunii secundare este defazat inainte fata de vectorul tensiunii primare si se exprima, de regula, in minute. Aceasta definitie este valabila pentru tensiuni sinusoidale; clasa de precizie reprezinta notarea conventionala atribuita unui transformator de tensiune ale carui erori raman in limitele prescrise pentru conditiile de functionare date. Se exprima in cifre (pentru infasurarea utilizata pentru masurare 0.1, 0.2, 0.5,1) sau 3P, 6P pentru infasurarea utilizata pentru protectie. in prospectele transformatoarelor si pe etichetele de marcaj este indicata, pentru fiecare clasa de precizie, puterea corespunzatoare pentru care este garantat transformatorul;

sarcina secundara Ss este puterea aparenta absorbita de admitanta secundara si se exprima in VA corespunzator tensiunii secundare nominale, la un factor de putere dat7.1.3.1. Tipuri constructive ale transformatorului de tensiuneTransformatoarele de tensiune se construiesc in variante multiple, in functie de tensiunea nominala, locul de montare, materialul izolant utilizat, numarul infasurarilor, clasa de precizie etc.7.1.3.1.1. Transformatoare de tensiune inductive monofazateSchema de principiu este prezentata in figura 7.22. Acestea se construiesc in executie monopolara sau bipolara, respectiv cu un pol sau cu ambii poli izolati. In privinta izolatiei, constructiile uzuale folosesc ulei, portelan sau rasina. Transformatoarele monopolare au ca tensiune primaranominala tensiunea pe faza, cu valori cuprinse in gama 3 pana la 110 kV. In secundar exista doua infasurari: una principala, avandtensiunea nominala de 100/ V, si una auxiliara, avand tensiunea nominala de 100/3 V la transformatoarele folosite in retelele cu punctul neutru izolat sau legat la pamant prin bobina de stingere si de 100 V la transformatoarele construite pentru retele cu punctul neutru legat direct la pamant.Transformatoarele de tensiune monofazate bipolare au ca tensiune primara, tensiunea de linie si au o singura infasurare secundara, de regula cu tensiunea de 100 V.Constructiv, transformatoarele de tensiune se compun dintr-un miez magnetic pe care se afla montate infasurarile de inalta (primare) si de joasa (secundare) tensiune. Un invelis izolant (rasina, portelan) inchide etans circuitele electrice si magnetice. Principalele tipuri de transformatoare de tensiune fabricate in Romania sunt:a)transformatoare de medie tensiune de 6 - 35 kV, conectate laretele cu neutrul izolat, compensat sau pus la pamant prin rezistenta: transformatoarele TIRMO-6-35 kV, transformatoare inductive de interior cu izolatia din rasina epoxidica, monofazate, cu izolatia degresiva, in executie veche TIRM; transformatoarele TIRMO 6-G10, TIRMO 24-G35, transformatoare de interior cu izolatia din rasini epoxidice, monopolare cu tensiunea nominala de 6 - 24 kV, cu gabarit marit, corespunzator unei clase de izolatie superioare, pentru montarea la bornele turbo sau hidrogeneratoarelor; transformatoarele TRBO 6-35 kV, transformatoare inductive de interior, cu izolatia din rasini epoxidice, monofazate, bipolare, in executia veche TIRB; transformatoarele IBU (TTMU) 6-15 kV, transformatoare de interior trifazate cu ulei de 6,10,15 kV; transformatoarele TITU (TTU2) 6-15 kV, transformatoare de interior trifazate cu ulei de 6,10,15 kV; transformatoarele TEMU (TTMU2) 20 - 35 kV, transformatoare de exterior, monofazate cu ulei de 20, 25, 35 kV; transformatoare TEBU (TTMU) 20-35 kV, transformatoare de exterior, bifazate cu ulei de 20 si 35 kV;b)transformatoare de inalta tensiune, 110 400 kV, conectate in retele cu neutral legat efectiv la pamant: transformatoarele TEMU-110 kV (TTMU2-110 kV),transformatoare inductive de exterior, monofazate cu izolatia degresiva, in ulei, de 110 kV; transformatoare TECU-110-400 kV, transformatoare capacitive de exterior, monofazate, in ulei de 110,220,400 kV.In figura 7.23 este prezentat aspectul transformatorului monofazat in ulei tip TEMU 110, care se conecteaza in retele de 110 kV intre o faza si pamant, avand urmatoarele caracteristici principale este transformator monofazat monopolar, un capat al infasurarii primare fiind legat la masa;

Tigura 7.23. Transformator de tensiune monofazat pentru instalatiile exterioare de 110 kV (tip TEMU-110):1 - izolator; 2 - conservator; 3 - borna de inalta tensiune;4 - indicator de nivel al uleiului; 5 - carucior; 6 - cutia bornelor secundare,7 - surub de legare la pamant; 8 - inel de ridicarede constructie de tip exterior, in carcasa de portelan umpluta cu ulei;-tensiunea primara nominala 110/ kV;- tensiunea maxima de lucru 125 / kV;-tensiunea de izolatie 110 kV;- tensiunea secundara a infasurarii de masura 100/ V; tensiunea secundara a infasurarii de protectie 100 V;-clasa de precizie: 0.5/3P;- puterea secundara nominala: 300/120 VA;

- puterea maxima: 1800V A.Spre deosebire de transformatoarele de forta, transformatoarele de tensiune trifazate au miezul magnetic cu cinci coloane. Aceasta constructie este necesara pentru a se da posibilitatea inchiderii fluxului de secventa homopolara 0 care apare in cazul unei punerila pamant in retea - figura 7.24.In constructiile obisnuite, pentru obtinerea tensiunii de secventa homopolara se utilizeaza o infasurare in triunghi deschis realizata prin legarea in serie a trei infasurari suplimentare amplasate pe cele trei coloane din mijloc.

Tigura 7.24. Transformatortrifazat de tensiune cuinfasurarile suplimentareamplasate pe coloanele extreme7.1.3.1.3. Transformatoare de tensiune capacitive (capacitiv-inductiveActualmente, la tensiuni superioare celor de 110 kV inclusiv, se utilizeaza pe scara din ce in ce mai larga transformatoarele de tensiune capacitive care, in afara de masurarea tensiunilor in circuitele de masurare si protectie, se folosesc si in circuitele de comunicatii prin curenti de inalta frecventa.Transformatoarele de tensiune capacitive au o buna rezistenta la unde de soc datorita repartitiei uniforme a tensiunii in lungul divizorului de tensiune capacitiv. Se construiesc in variante monopolare, tensiunile nominale primare fiind (variantele de constructie romaneasca) de 110/ ,220/ sau 400/ kV. Infasurarile secundare ale transformatorului de medie tensiune sunt in numar de trei, doua infasurari principale pentru masura si una de protectie avand tensiunea nominala de 100/ sau 100 V. Schema electrica de principiu este aceeasi pentru toate tipurile de transformatoare capacitive TECU Un asemenea transformator se compune dintr-un divizor de tensiune capacitiv si un circuit magnetic de medie tensiune. Elementele inductive sunt plasate intr-o cuva de tabla inchisa ermetic, umpluta cu ulei de transformator. Divizorul capacitiv este format din una pana la trei unitati de condensatoare suprapuse (in functie de tensiunea nominala primara); prima unitate este fixata rigid de cuva si constituie unitatea de baza. Unitatea de condensatoare este construita din izolatorul de portelan in interiorul caruia se monteaza stiva de condensatoare inchisa ermetic, in ulei de catre armaturile frontale. Stiva de condensatoare permite racordarea in exterior prin doua prize scoase, legate la treceri izolante.Unitatile de condensatoare trebuie sa fie scurtcircuitate pana ce toate lucrarile de montaj si de racord ale transformatoarelor sunt terminate.Spre deosebire de transformatoarele inductive, transformatoarele capacitive sunt influentate de regimurile tranzitorii aparute in cazul unor perturbatii care au loc pe partea primara (scurtcircuite, puneri la pamant, variatii bruste ale tensiunii) sau pe partea secundara. (scurtcircuite, variatii bruste de sarcina). In timpul acestor regimuri tranzitorii apar in circuitul inductiv de masura oscilatii de ferorezonanta cu frecvente supraarmonice (de ordin 3 sau 5).7.1.3.1.4. Marcarea bornelor transformatoarelor de tensiune si schemele de conexiuniPentru corecta legare a transformatoarelor de tensiune si a aparatelor de protectie si de masura, sensibile la sensul vectorilor de tensiune (relee de putere, wattmetre, varmetre, contoare etc.), bornele infasurarilor sunt marcate de fabrica, astfel incat curentul care trece prin aparatele legate la infasurarea secundara sa aiba acelasi sens ca si in situatia cand aparatul respectiv ar fi legat direct pe partea primara, la bornele de acelasi nume -figura 7.25.La transformatoarele de tensiune monofazate inductive, bornele infasurarii primare sunt marcate cu literele mari A (pentra inceputul infasurarii) si B, N sau X (pentru sfarsitul infasurarii), iar bornele infasurarilor secundare cu litere mici a si b, n sau x, urmate de cifrele 1 si 2 in cazul transformatoarelor cu doua infasurari secundare.La transformatoarele de tensiune trifazate inductive, marcarea bornelor este urmatoarea: A, B, C, a, b, c folosind literele mari pentru infasurarile primare, iar literele mici pentru cele secundare principale

Bornele punctelor neutru sunt marcate cu N, respectiv n iar bornele infasurarii secundare auxiliare cu a, xl sau da, dn.r s t

Tigura 7.25. Marcarea bornelor transformatorului de tensiune monofazataLa transformatoarele de tensiune capacitive, bornele infasurarii primare sunt marcate cu litere mari U (pentru bornele de inalta tensiune) si X (pentru borna legata la masa) sau A si N. Transformatoarele de tensiune se racordeaza pe barele statiilor, in unele cazuri si la posturile de transformare pe fiecare faza in parte, in circuitul generatorului si cateodata la liniile de inalta tensiune.Conectarea transformatoarelor de tensiune la reteaua primara in instalatii interioare de 6 - 20 kV se realizeaza prin separatoare si sigurante fuzibile, iar la 35 kV, uneori si prin rezistente limitatoare. Rolul acestor rezistente este de a reduce puterea de scurtcircuit pana la valoarea egala cu capacitatea de rupere a sigurantei.Transformatoarele de 110 - 400 kV sunt conectate pe partea primara prin separatoare fara sigurante.Sunt cazuri cand transformatoarele monofazate mono sau bipolare sunt legate direct pe liniile de inalta tensiune (pentru controlul tensiunii pe linie).Pentru protectia infasurarilor transformatoarelor de tensiune (impotriva scurtcircuitelor din circuitele secundare), in circuitele infasurarilor secundare se prevad sigurante sau intreruptoare automate cu contacte auxiliare pentru semnalizare.Arderea unei sigurante, o intrerupere sau orice alta defectiune care apare in circuitele secundare ale unui transformator de tensiune are ca efect reducerea sau disparitia tensiunii care alimenteaza masura si protectia elementului respectiv. Pentru a se evita posibilitatea unei actionari gresite aprotectiei sau automatizarii in astfel de cazuri, in circuitele secundare de tensiune se prevad semnalizari speciale, prin care se controleaza integritatea circuitelor respective si chiar blocaje ale protectiilor sau automatizarilor. In figura 7.26 sunt prezentate diferite scheme de conexiuni ale transformatoarelor de tensiune

Tigura 7.26. Scheme de conexiuni ale transformatoarelor de tensiune: a - legarea unui transformator bipolar intre doua faze; b - doua transformatoare bipolare legate in V;c - trei transformatoare monofazate legate in stea / stea /triunghi deschis; d - un transformator monofazat legata la o faza si pamant7.1.3.2. Exploatarea transformatoarelor de masuraIn cazurile in care lipsesc indicatiile fabricii constructoare privind exploatarea transformatoarelor de masura se va tine seama de urmatoarele date:a)conditiile normale de mediu pentru functionarea transformatoarelor de masura sunt urmatoarele: temperatura mediului inconjurator intre -30C s i +40C; umiditate relativa de 80% pentru interior si 95% pentru exterior;b) temperatura maxima admisibila a uleiului in punctul cel mai cald de +95C;c) la transformatoarele de masura cu ulei care nu sunt prevazute cu conservator de ulei., nivelul uleiului va fi mentinut la 15 - 18 mm sub dopul de umplere;d) transformatoarele de masura vor fi prevazute cu surub de legare la pamant a pieselor metalice (inclusiv miezul) care la functionare normala nu sunt sub tensiune;e) partile metalice ale transformatoarelor de masura vor fi protejate impotriva coroziunii;f) infasurarile secundare ale transformatoarelor de masura vor avea o legatura la pamant in toate cazurile de functionare;g)transformatoarele de masura vor fi prevazute cu marca de stat aplicata de organele de metrologie competente;h) transformatoarele de tensiune nu se verifica la stabilitate fata de curentii de scurtcircuit;i) clasele de precizie ale transformatoarelor de tensiune sunt: 0,2; 0,5; 1; 3;j) transformatoarele de curent se veritica la solicitarile curentilor de scurtcircuit din locul de montaj .k) capacitatea aparatelor de masura de a suporta socuri de curent este in general, de 10 ori curentul nominal, astfel ca, valoarea coeficientului de saturatie va fi de maxim 10, preferandu-se coeficientii de saturatie mai mici decat 5;1) clasele de precizie ale transformatoarelor de curent sunt: 0,2, 0,5; l;3;D(diferentiala);m) transformatoarele de curent nu vor fi puse sub tensiune sau lasate in exploatare cu infasurarea secundara deschisa.Transformatoarele electrice de masura sunt supuse regimului de exploatare corespunzator celui aplicat instalatiei din care face parte.

Exploatarea transformatoarelor de masura consta in:1. preluarea in exploatare a transformatorului de masura;2. verificarea periodica si verificare odata cu celula unde este montat dupa fiecare scurtcircuit sau supratensiune suportate de instalatie. La aceste verificari se urmareste: integritatea cuvei, respectiv a masei izolante;

nivelul uleiului, daca nu exista scurgeri sau scapari de ulei;

starea izolatoarelor (integritate, fisuri, conturnari, etc.);

starea de curatenie a izolatoarelor; starea legaturilor de contact prin aprecierea culorii acestora;

starea legaturilor la pamant;

-aprecierea bunei functionari a transformatorului respectiv, dupanivelul si caracterul zgomotului interior;3.urmarirea executarii in termen a lucrarilor de intretinere siexecutarea probelor si verificarilor prevazute in norme.7.1.3.3. Defectiuni si remedieri in exploatareDefectiunile principale care pot interveni in exploatarea transformatoarelor de masura sunt urmatoarele:-incalziri ale imbinarilor prin care se realizeaza legarea transformatoarelor la instalatie;- scurgeri de ulei din cuvele transformatoarelor cu ulei; incalzirea anormala a transformatoarelor; zgomot interior caracteristic defectelor;

murdarirea pronuntata a izolatoarelor;

urme de defecte la suprafata transformatoarelor de masura;

arderea sigurantelor din circuitul primar sau secundar ale transformatoarelor de tensiune;

La observarea defectiunilor, personalul de exploatare cere aprobare pentru scoaterea de sub tensiune a transformatorului pentru a se efectua remedierea.In functie de modul de organizare al exploatarii, echipele de exploatare (in special la posturile de transformare) pot primi sarcina (prin atributiile de serviciu) pentru remedierea unor defecte de amploare mica (de exemplu inlocuirea sigurantelor arse dupa eliminarea cauzei, strangereapieselor de legatura la borne, curatirea izolatoarelor etc.), respectand masurile prevazute in normele de protectia muncii.7.1.4. BOBINE DE STINGERE7.1.4.1. Principiul de functionareBobinele de stingere a curentilor capacitivi sunt aparate electrice de curent alternativ care furnizeaza curentii inductivi necesar stingerii (anularii) curentilor capacitivi in locul de defect, la defectele cu punere la pamant a unei faze in sistemele de distributie functionand cu neutrul izolat. Compensarea curentului capacitiv si micsorarea in acelasi timp a vitezei de restabilire a tensiunii impiedica reaprinderea arcului electric la locul de defect.Schema de principiu a compensarii curentilor capacitivi de punere la pamant, intr-o retea tratata cu bobina de stingere, este indicata in figura 7.27.

Figura 7.27. Schema de principiu a compensarii curentilor capacitivi depunere la pamant:Ci, C2, C3 - capacitatile celor trei faze fata de pamant;i/ti, l/r2, l/r3 - conductantele celor trei faze, determinate de pierderile de putereactiva ale izolatiei; LB - inductanta bobinei de stingere; l/rB - conductanta bobineide stingere determinata de pierderile de putere activa in bobina;Rp - rezistenta de pamantareCompensarea curentului capacitiv de punere la pamant se face prin egalarea lui cu un curent inductiv il al bobinei de stingere. In acest sens, bobinele de stingere sunt prevazute cu dispozitive de reglaj care sa permita modificarea inductantei lor - respectiv a curentului Il , astfel incat curentulinductiv sa fie cat mai apropiat de valoarea curentului capacitiv. Operatia de reglare a curentului Il,, pentru a-1 face egal cu cel capacitiv de punere la pamant Ic se numeste acordarea bobinei.

Figura 7.28. Schema de principiu aunei bobine de stingere:ip - infasurarea principala;TT - transformator de tensiune, Un /100 V;TC - transformator de curent, In/5 Ain funetie de sistemul de reglaj al inductantelor, bobinele de stingere pot fi de tipul: cu ploturi reglabile (bobine Petersen cu reglaj in trepte); cu miezuri reglabile (reglaj continuu); cu magnetizare complementara in curent continuu.In romania s-au executatbobine de stingere de tipul BS Rc -20 / - 600 KVA

BS Rc -20 / - 1160 KVA Schema de principal a unei bobine de stingere este prezentata in tigura 7.28.

Constructiv aceasta bobina consta dintr-o infasurare confectionata din cupru montata in jurul a doua miezuri mobile . Totul este amplasat in interiorul unei cuve de transformator in ulei.Amplasarea miezurilor se realizeaza cu ajutorul unui ax filetat antrenat de un motor asincron prin intermediul unei roti melcate .In timpul reglajului miezul mobil se deplaseaza in sus sau in jos, aceasta deplasare fiind semnalizata mecanic la fata locului pe o scala gradata. (careia ii corespunde un anumit curent inductiv Il,). De asemenea, valoarea curentului il inductiv reglat se poate telesemnaliza electric la un aparat de masura amplasat de obicei in sala de comanda. Pentru semnalizarea si masurarea diferitilor parametri, bobina de stingere are amplasat in interior un transformator de tensiune si un transformator de curent.In paralel cu bobina de stingere trebuie montat un descarcator cu rezistenta variabila, corespunzator tensiunii de faza a retelei.Bobinele de stingere se conecteaza la neutrul transformatoarelor sau al generatoarelor prin separator. Nu se admite conectarea bobinei de stingere la bara de nul prin intreruptor. In cazul in care neutrul transformatorului este inaccesibil, bobina de stingere se leaga prin intermediul unui transformator auxiliar de nul artificial care trebuie sa aiba conexiunea stea-triunghi sau stea-zigzag; transformatorul auxiliar poate fi conectat la bare prin intreruptor. Acesta nu trebuie insa deconectat (nici manual, nici prin protectie) in timpul unei puneri la pamant in retea, pentru a nu fi distrus de supratensiunile ce apar.Determinarea curentilor capacitivi de punere la pamant se face prin masuratori si prin calcule.In exploatarea bobinelor de stingere a curentilor capacitivi se va functiona cu bobinele acordate la rezonanta. Se admite un dezacord de maxim 5% in sensul supracompensarii (curentul inductiv al bobinei mai mare decat curentul capacitiv al retelei).Acordul este corespunzator numai daca curentul rezidual ce ramane sa se inchida prin locul defect are valori mai mici de 5 A, iar arcul electric se stinge.La bobinele cu ploturi, la care acordul se face in trepte, erorile de reglaj sunt mari iar in unele cazuri surpracompensarea nu poate fi realizata intre limitele admise.La bobinele cu reglaj continuu, acordul se face prin masuratori pe baza metodei asimetriei naturale. Variind curentul in bobina de la treapta maxima inspre cea minima si citind tensiunea in secundarul bobinei, punctul de rezonanta se gaseste la valoarea maxima a acestei tensiuni. Supracompensarea se realizeaza fin, regland din acest punct in sensul cresterii cu (2 - 3%) a curentului inductiv prin bobina.Reglajul sub tensiune este permis numai in cazul bobinelor cu reglaj continuu. In orice situatie, comanda de reglaj se va da numai in lipsa punerii la pamant si se va intrerupe reglarea daca in timpul operatiei apare o punere la pamant.Pentru exploatarea normala a bobinelor de stingere la locul de manevra al separatorului bobinei, precum si la locul de manevra al dispozitivului de reglaj trebuie semnalizata acustic sau optic existenta unei puneri la pamant in retea.7.1.4.2. Exploatarea bobinelor de stingereLa preluarea in exploatare a bobinei de stingere se verifica respectarea proiectului, executarea tuturor incercarilor si verificarilor prevazute in prescriptii si normative.Bobinele de stingere a curentilor capacitivi sunt supuse regimului de exploatare corespunzator celui aplicat instalatiei (statiei) din care fac parte aceste bobine.Manevrele operative cu bobine de stingere cu reglaj in trepte se fac cu aprobarea treptei superioare de conducere operativa, care stabileste curentul ce trebuie reglat la bobina.In