double arrow

Эксплуатация силовых трансформаторов

По характеру обслуживания трансформаторов различают два основных вида подстанций: с постоянным дежурным персо­налом (большинство главных понизительных ПС) и без него (це­ховые трансформаторные подстанции).

На каждый трансформатор подстанции должна быть заве­дена документация, содержащая: паспорт трансформатора, со­ставленный по установленной форме, или формуляр, высылаемый заводом-изготовителем в составе эксплуатационной документа­ции; копии протоколов заводских испытаний или технической характеристики, заводские инструкции; протоколы испытаний (приемосдаточных, после капитальных и текущих ремонтов), в том числе протоколы испытаний комплектующих частей, вводов, устройств РПН, встроенных трансформаторов тока и др.; прото­колы сушки трансформатора; акты приемки после монтажа и ре­монта; протоколы испытаний масла; акты о повреждениях трансформатора.

В формуляр документации также заносят данные, характе­ризующие условия эксплуатации трансформатора.

Контрольные и сигнальные устройства трансформаторов по­зволяют, следить за их состоянием при его работе. Так, с помо­щью маслоуказателя контролируют уровень масла. Термометры и термосигнализаторы показывают температуру масла в верхних слоях; манометры — давление масла и воды до и после маслоох­ладителя и на насосных системах охлаждения, а мановакууммет-ры — давление в баке герметизированного трансформатора. Сте­пень нагрева трансформатора определяется в основном величиной нагрузки, которая определяется значением тока, проходящего по обмоткам трансформатора, с помощью амперметра, включенного через трансформаторы тока.

Существенную роль в нагреве трансформатора играет тем­пература окружающего воздуха. Чтобы не допустить ее повыше­ния в помещениях, где установлены трансформаторы, предусмат­ривают вентиляцию, которая отводит нагретый воздух из камеры трансформатора и забирает холодный. При работе трансформато­ра с номинальной нагрузкой разница между температурой отво­димого и забираемого воздуха не должна превышать 15 °С.

Если естественная вентиляция оказывается недостаточной, устанавливают принудительную.

В трансформаторах, в которых масло соприкасается с ок­ружающим воздухом, наиболее широко применяется простой си-ликагелевый воздухоосушитель с масляным затвором. Для пре­дотвращения увлажнения и окисления масла все более широкое применение получает азотная защита. Она исключает непосредст­венное соприкосновение масла с окружающим воздухом. В последнее время начинает внедряться также пленочная защита, ко­торая практически полностью исключает контакт масла с окру­жающим воздухом благодаря гибкой оболочке, встроенной в рас­ширитель трансформатора. Защитным устройством от повышения давления в баке трансформатора с расширителем служит вы­хлопная труба.

Для снижения давления широко внедряются механические клапаны. Для трансформаторов без расширителей применяется реле механического действия, снижающее давление путем разру­шения стеклянной мембраны с помощью приспособления, реаги­рующего на повышение давления. Хорошим защитным устройст­вом на трансформаторах с расширителями является газовое реле, которое также реагирует на повышение давления в баке транс­форматора. Его назначение — подача сигнала о скоплении опре­деленного количества газа и отключение трансформатора при бурном газообразовании или при превышении скорости масла, направляющегося к расширителю.

Для обеспечения длительной и надежной эксплуатации трансформаторов необходимо: соблюдение температурных и на­грузочных режимов, уровней напряжения; строгое соблюдение норм качества и изолирующих свойств масла; поддержание ис­правного состояния устройств охлаждения, регулирование на­пряжения, защиты масла и др.

Трансформаторы, оборудованные устройствами газовой за­щиты, устанавливаются таким образом, чтобы крышка имела подъем по направлению к газовому реле не менее 1 — 1,5 %, а маслопровод от трансформатора к расширителю — не менее 2 — 4 %.

На всех маслонаполненных трансформаторах, оборудован­ных расширителем, устанавливаются термометры для измерения температуры масла.

Трансформаторы с совтоловым наполнением для контроля за давлением внутри бака оснащаются мановакуумметрами и реле давления, срабатывающими при давлении внутри бака выше 60 кПа (0,6 кгс/см2).

Обслуживающий персонал ведет постоянное наблюдение за показаниями мановакуумметров, снижая нагрузку трансформато­ров при увеличении давления выше нормы 50 кПа (0,5 кгс/см2).

В распределительных электросетях напряжением до 20 кВ измерения нагрузок и напряжений трансформаторов проводят не реже 2 раз в год — в период максимальных и минимальных на­грузок.

Уровень масла в расширителе неработающего трансформа­тора должен быть не ниже контрольных значений, соответствую­щих уровням масла в трансформаторе при температуре окру­жающей среды -45, +15 и +40 °С.

Принудительная циркуляция масла в системе охлаждения трансформатора осуществляется непрерывно независимо от на­грузки.

При включении масловодяного охлаждения трансформато­ров в первую очередь запускается масляный насос, а затем водя­ной. При отключении сначала отключается водяной насос, а за­тем масляный. Водяной насос запускается при температуре масла не ниже 10 °С.

При эксплуатации трансформаторов предусматриваются ме­ры по предотвращению замораживания маслоохладителей, насо­сов и водяных магистралей, а также по устранению неплотностей в системе маслоохлаждения.

При номинальной нагрузке температура верхних слоев мас­ла не должна превышать (если заводами-изготовителями не ого­ворены иные температуры): у трансформаторов с системой охла­ждения ДЦ 75 °С; с системами охлаждения М и Д — 95 °С. С системой охлаждения Ц температура масла на входе в маслоох­ладитель не должна превышать 70 °С.

Персонал, обслуживающий трансформаторы, оборудованные переключателем коэффициентов трансформации ПБВ (переклю­чатель без возбуждения), должен не менее 2 раз в год перед на­ступлением зимнего максимума и летнего минимума нагрузки проверить правильность установки коэффициента трансформа­ции.

У каждого трансформатора, находящегося в эксплуатации, происходит постепенный износ изоляционных материалов. При неполной загрузке силового трансформатора износ его изоляции незначительный. За счет этого разрешается в отдельные периоды перегрузка трансформатора, которая не сокращает нормальный срок его работы. (Значение перегрузки указано в Правилах тех­нической эксплуатации потребителей.) Допустимую перегрузку силового трансформатора в отдельное время суток за счет его не­догрузки в другие часы определяют по диаграммам нагрузочной способности трансформатора и суточным графика нагрузки. Та­кие диаграммы составляются для силовых трансформаторов с ес­тественным масляным и принудительным воздушным охлажде­нием исходя из нормального срока износа изоляции трансформаторов от нагрева.

Чтобы определить допустимую перегрузку трансформатора зимой за счет его недогрузки летом, устанавливают следующее правило: если максимум среднего суточного графика нагрузки в летние месяцы меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимние месяцы допускается перегрузка трансформатора в размере 1 % на каждый процент недогрузки, но не более чем на 15 % номинальной нагрузки. Общую допустимую перегрузку рансформатора подсчитывают с учетом коэффициента загрузки и летней недогрузки, однако она не должна превышать 30 % номи­нальной. В процессе эксплуатации допускаются аварийные пере­грузки силовых трансформаторов.

В аварийных режимах допускается кратковременная пере­грузка трансформаторов сверх номинального тока при всех сис­темах охлаждения независимо от длительности и значения пред­шествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:

Масляные трансформаторы

Перегрузка по току, %............... 30 45 60 75 100

Длительность перегрузки, мин.... 120 80 45 20 10

Сухие трансформаторы

Перегрузка по току, %............... 20 30 40 50 60

Длительность перегрузки, мин...... 60 45 32 18 5

Допускается перегрузка масляных трансформаторов сверх номинального тока до 40 % общей продолжительностью не более 6 ч/сут в течение 5 сут при условии, что коэффициент начальной нагрузки не превышает 0,93 (при этом должны быть полностью использованы все устройства охлаждения трансформатора).

При перегрузке трансформаторов сверх допустимой дежур­ный персонал обязан применять меры к его разгрузке, действуя в соответствии с местной инструкцией. Для контроля нагрузки трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше устанавливают амперметры, шкала которых соответствует допускаемой пере­грузке трансформатора.

Для трансформаторов с системой охлаждения Д при ава­рийном отключении всех вентиляторов допускаются следующие временные показатели работы с номинальной нагрузкой в зави­симости от температуры окружающего воздуха:

Температура окружающего воздуха, °С... —15 —10 0 +10 +20 +30

Допустимая продолжительность

работы, ч............................................ 60 40 16 10 6 4

На трансформаторах допускается повышение напряжения сверх номинального: длительное — на 5 % (при нагрузке не выше номинальной) и на 10 % (при нагрузке не выше 0,25 номиналь­ной); кратковременное (до 6 ч/сут) — на 10 % (при нагрузке не выше номинальной); в аварийных условиях — в соответствии с типовой инструкцией по эксплуатации трансформаторов.

Трансформаторы с естественным масляным и дутьевым ох­лаждением допускается включать в работу с полной нагрузкой с застывшим маслом при температуре не ниже -40 °С. При темпе­ратуре ниже —40 °С следует прогреть трансформатор током холо­стого хода или током нагрузки не более 50 % номинальной до минус 40 °С, после чего увеличить нагрузку.

В целях снижения потерь для каждой электроустановки в зависимости от графика нагрузки должно быть определено и со­блюдаться оптимальное число параллельно работающих транс­форматоров. Смонтированные резервные трансформаторы необхо­димо постоянно содержать в состоянии готовности к включению в

работу.

Параллельная работа трансформатора допускается при следующих условиях: одинаковые группы соединений, а соотно­шение между мощностями не более 1:3; коэффициенты транс­формации равны или различаются не более чем на ±0,5 %; на­пряжения КЗ различаются не более чем на ±10 % среднего арифметического значения напряжения КЗ, включаемых на па­раллельную работу трансформаторов. Перед включением транс­форматоров производится их фазировка.

Фазировка заключается в том, чтобы у трансформаторов, присоединенных со стороны высокого напряжения к одной сети, найти со вторичной стороны фазы, которые подлежат соедине­нию, т.е. не имеющие разности напряжения (одноименные). По­сле того как указанные фазы будут найдены, их попарно распо­лагают друг против друга. Вольтметр, присоединенный к одноименным фазам, дает нулевое показание.

На рис. 12.1 приведена схема фазировки двух трансформа-

Рис. 12.1. Схема фазировки силовых трансформаторов: а — с заземленными нейтралями; б — при соединении в треугольник; Tpi, Tp2 — соответственно подключенный и фазируемый трансформа­тор; V — переносной вольтметр; А, В, С; ах, Ъ±, с^; а,ъ, Ъ<ь, с^ — провод­ники различных фаз тока

торов. В том случае, когда фазируемые трансформаторы не имеют заземленных нейтралей, т.е. не имеют между собой электриче­ской связи, фазируемые цепи необходимо предварительно соеди­нить в какой-либо точке, иначе вольтметр не дает показаний. Очевидно, при фазировке трансформаторов, не имеющих зазем­ленных нейтралей, достаточно получить два нулевых показания вольтметра. Фазировку трансформаторов с напряжением, превы­шающим 380 В, производят вольтметром через измерительные трансформаторы напряжения.

При неправильном включении трансформаторов на парал­лельную работу могут возникать короткие замыкания, а также неравномерное распределение нагрузки между работающими трансформаторами.

Фазировку трансформаторов производят перед их включе­нием после монтажа или капитального ремонта со сменой об­моток.

Осмотр трансформаторов (без отключения) производится: в электроустановках с постоянным дежурным персоналом — / раз в'сут; в установках без постоянного дежурного персонала — не реже 1 раза в мес, а на трансформаторных пунктах — не реже 1 раза в 6 мес.

В зависимости от местных условий, конструкции и состоя­ния трансформаторов указанные сроки их осмотра могут быть изменены лицом, ответственным за электрохозяйство.

Внеочередные осмотры трансформаторов производятся: при резком изменении температуры наружного воздуха (при резком понижении температуры окружающей среды масло может уйти из расширителя) и каждом отключении трансформатора действи­ем газовой или дифференциальной защиты.

При осмотре трансформаторов должны проверяться: пока­зания термометров и мановакуумметров; состояние кожухов трансформаторов и отсутствие течи масла, соответствие уровня масла в расширителе температурной отметке и наличие масла в маслонаполненных вводах; состояние маслоохлаждающих и маслосборных устройств, а также изоляторов; состояние ошиновки и кабелей, отсутствие нагрева контактных соединений; исправность устройств сигнализации и пробивных предохранителей; состояние сети заземления; маслоочистных устройств непрерывной регене­рации масла, термосифонных фильтров и влагопоглощающих па­тронов, а также трансформаторного помещения.

Температуру масла трансформаторов мощностью менее 100 кВА контролируют ртутными термометрами. При большей мощности трансформаторов для этой цели используют маномет­рические термометры, обладающие меньшей точностью, чем ртутные. Поэтому время от времени их показания сверяют с по­казаниями ртутных термометров.

По действующему ГОСТу температура верхних слоев масла при максимально допустимой температуре окружающего воздуха (35 °С) не должна превышать 95 °С, а превышение температуры масла над температурой окружающей среды не должно быть бо­лее 60 °С. Допускается работа силовых трансформаторов с отклю­ченным дутьем, если температура верхних слоев масла не пре­вышает 55 °С, а нагрузка трансформатора — 100 % номинальной мощности.

Однако при длительной работе трансформатора с предель­ной температурой сокращается срок его службы. Поэтому обычно устанавливают режим работы трансформаторов, при котором температура масла поддерживается на уровне 85 °С. Дальнейшее повышение температуры является признаком перегрузки транс­форматора, его неисправности или недостаточного охлаждения. При работе трансформатора необходимо следить за уровнем и цветом масла, находящегося в трансформаторе: уровень масла должен находиться на контрольной черте; масло должно быть светло-желтого цвета.

Текущие ремонты трансформаторов (без РПН) с отключени­ем производятся: трансформаторов центральных распределитель­ных подстанций — не реже 1 раза в 2 года; трансформаторов, ус­тановленных в местах усиленного загрязнения,— по местным инструкциям; всех остальных трансформаторов — по мере необ­ходимости, но не реже 1 раза в 4 года.

Текущие ремонты трансформаторов и автотрансформаторов с РПН выполняются ежегодно. Внеочередной ремонт устройств регулирования напряжения под нагрузкой проводится после оп­ределенного числа операций по переключению в соответствии с заводскими инструкциями.

Текущие ремонты систем охлаждения Д, ДЦ и Ц осуществ­ляются ежегодно.

В текущий ремонт трансформаторов с отключением от сети входит наружный осмотр трансформатора, устранение дефектов, а также очистка изоляторов и бака (удаление грязи из расширите­ля), при необходимости в трансформатор доливают масло и про­веряют правильность показаний маслоуказателя, осматривают спускной кран, уплотнения и охлаждающие устройства (при не­обходимости очищают); проверяют состояние газовой защиты и целостность мембраны выхлопной трубы, а также проводят необ­ходимые измерения и испытания.

Трансформаторы мощностью 160 кВА и более должны экс­плуатироваться с системой непрерывной регенерации масла в термосифонных и адсорбционных фильтрах.

Масло в расширителе трансформаторов должно быть защи­щено от непосредственного соприкосновения с окружающим воздухом. Специальные устройства, предотвращающие увлажнение масла, должны быть постоянно включенными независимо от ре­жима работы трансформатора. Эксплуатация указанных уст­ройств осуществляется в соответствии с заводскими инструкция­ми. Масло маслонаполненных вводов должно быть защищено от окисления и увлажнения.

Предприятие, имеющее на балансе маслонаполненное обо­рудование, должно иметь постоянный запас изоляционного масла в объеме не менее 110 % вместимости самого большого агрегата.

Трансформаторное масло должно подвергаться профилакти­ческим испытаниям в соответствии с установленными нормами.

При эксплуатации трансформаторов возможно ложное сра­батывание газовой защиты в случае сквозных КЗ, сопровождае­мых толчком масла через газовое реле, а также из-за неисправно­сти вторичных цепей, которые в местах подсоединения к реле обычно разъедаются маслом. В каждом случае отключения трансформатора под действием газового реле проверяют правиль­ность работы последнего.

Газовое реле, в котором после срабатывания обнаруживают газ, необходимо проверить на горючесть с помощью горящей спички, которую подносят к предварительно открытому верхнему кранику газового реле. Горение газа свидетельствует о наличии внутреннего повреждения в трансформаторе, который выводят из работы для внутреннего осмотра. Если выделяющийся газ оказы­вается негорючим и бесцветным, это означает, что реле сработало из-за выделения воздуха из трансформатора. В этом случае необ­ходимо выпустить воздух из реле. Одновременно берут пробу газа для химического анализа на содержание в нем веществ, характе­ризующих внутренние повреждения трансформаторов (повышен­ное содержание водорода и метана свидетельствует о разложении масла электрической дугой).


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: