Рис. 3.2. Внешний вид трансформатора серии ТМГ

Граничные значения температуры и тока для режимов нагрузки силовых трансформаторов, не превышающей номинальную

Таблица 3.1

Тип нагрузки	Трансформаторы мощностью до 2,5 MBA	Трансформаторы средней мощностью до 100 MBA
Номинальный режим систематических нагрузок:
ток, отн. ед.	1,5	1,5
температура наиболее нагретой точки и металлических частей, которые прилегают к изоляционным материалам, °С	140	140
температура масла в верхних слоях, °С	105	105
Режим систематических длительных аварийных перегрузок:
ток, отн. ед.	1,8	1,5
температура наиболее нагретой точки и металлических частей, которые прилегают к изоляционным материалам, °С	150	140
температура масла в верхних слоях, °С	115	115
Режим систематических длительных аварийных перегрузок:
ток, отн. ед.	2	1,8
температура наиболее нагретой точки и металлических частей, которые прилегают к изоляционным материалам, °С	160	160
температура масла в верхних слоях, °С	115	115

Необходимость проведения ремонтов силовых трансформаторов связана с их неисправностями, вызванными различными причинами (перегрузкой, снижением уровня масла, нарушением прессовки листов магнитопровода, междуфазным коротким замыканием и др.), в результате которых может иметь место перегрев трансформатора, ненормальное гудение, потрескивание внутри трансформатора, пробой обмоток, утечка масла и т.д.

Место проведения ремонта трансформаторов зависит от характера повреждения и объема работ. При отсутствии соответствующей ремонтной базы на объекте, где установлены трансформаторы, их отправляют на ремонт в специализированные ремонтные предприятия.

Большое значение для надежной работы масляных силовых трансформаторов имеет качество масла, которое с течением времени по различным причинам теряет свои первоначальные свойства и ухудшается. Поэтому в процессе эксплуатации трансформаторного масла необходимо периодически контролировать его состояние в баке трансформатора и в баке контактора устройства РПН, в негерметичных маслонаполненных вводах.

Такой контроль производится на основе хроматографического анализа газов, растворенных в масле. Отбор проб масла производится на работающем трансформаторе или сразу после его отключения. Оценку результатов хроматографического анализа растворенных в масле газов выполняют согласно РД 34.46.303—89.

Рис. 3.2. Внешний вид трансформатора серии ТМГ

Не у всех типов трансформаторов (в течение срока службы) надо контролировать качество трансформаторного масла. Например, у трансформаторов типа ТМГ масло подвергается специальной обработке перед заливкой его в бак трансформатора и в процессе эксплуатации не требуется проведения испытаний масла ввиду его предварительной дегазации. На рисунке 3.2 показан внешний вид трансформатора ТМГ.

Для трансформаторов типа ТМ проведение испытаний масла в процессе эксплуатации является обязательным.

В общий перечень измерений, испытаний и проверок, которым подвергается силовой трансформатор, входят следующие:

• • измерение сопротивления изоляции обмоток;
• • измерение тангенса угла диэлектрических потерь, который характеризует состояние изоляции (чем он больше, тем хуже изоляция);
• • измерение сопротивления обмоток постоянному току;
• • испытание вводов и проходных изоляторов;
• • проверка действия переключателя ответвлений обмоток;
• • испытание трансформаторного масла;
• • измерение коэффициента абсорбции (является показателем увлажненности изоляции; если этот коэффициент близок к единице, то изоляцию следует сушить).

Масло в трансформаторах является охлаждающей средой и изоляцией. Во время работы трансформатора масло изменяет свой объем из-за нагрева. При номинальной нагрузке температура верхних слоев масла должна быть (если заводами-производителями не указаны другие температуры) не выше 95 °С. При этом объем масла в баке не должен увеличиваться больше чем на 10% (на такой объем рассчитывается расширитель).

С целью уменьшения увлажнения масла и изоляции трансформатора масло в расширителе защищают от соприкосновения с окружающим воздухом при помощи адсорбента. Если масло не удовлетворяет нормам на номинальное пробивное напряжение из-за наличия в нем влаги и механических примесей при сохранении своих химических свойств, производят его отстой, центрифугирование, фильтрацию и сушку.

Капитальный ремонт необходим электрооборудованию, в том числе силовым трансформаторам, в следующих случаях при:

• 1) резком снижении значения сопротивления изоляции обмоток;
• 2) ненормальном нагреве трансформатора в обычных условиях эксплуатации;
• 3) появлении трещин и сколов на изоляторах;
• 4) сильной течи масла;
• 5) сильном и ненормальном шуме внутри трансформатора.

Силовые трансформаторы относятся к электрооборудованию, которое отличается прочностью и долговечностью, при условии соблюдения всех требований, установленных производителем этих трансформаторов. При этом срок службы силовых трансформаторов исчисляется десятками лет.

Регулярную проверку на нормальное функционирование проходят также стационарные противопожарные системы, которые в обязательном порядке имеются на всех трансформаторных подстанциях как средство, предназначенное для использования в аварийных ситуациях. Осмотр этих систем осуществляется по заранее утвержденному графику.

К техническому обслуживанию трансформаторных подстанций (ТП) с масляными трансформаторами относятся следующие работы:

• • плановый осмотр ТП, в том числе после стихийных явлений;
• • осмотр ТП после каждого случая отключения выключателей ТП при коротком замыкании и перегорания плавких вставок предохранителей;
• • проверка целостности заземления ТП;
• • измерения токовой нагрузки на вводах 0,4 кВ силового трансформатора и отходящих линий;
• • измерение напряжения на шинах 0,4 кВ;
• • измерение уровня тока КЗ или сопротивления цепи фаза — нуль отходящих линий 0,4 кВ;
• • измерение сопротивления изоляции распределительных устройств 6 (10) кВ и 0,4 кВ;
• • измерение сопротивления заземления или напряжения прикосновения к оболочкам и заземленным элементам;
• • измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов;
• • испытание оборудования и изоляции 6 (10) кВ повышенным напряжением промышленной частоты 50 Гц;
• • испытание трансформаторного масла силовых трансформаторов мощностью более 630 кВА;
• • проверка релейной зашиты и автоматики.

Кроме того, при осмотрах и проверках ТП определяют:

• 1) уровень масла в маслонаполненном электрооборудовании, появление течи масла из них, температуру масла и корпусов силовых трансформаторов, необычный гул, потрескивания в трансформаторах;
• 2) состояние контактных соединений (наличие трещин, сколов, следов перекрытия изоляции и перегрева контактов);
• 3) наличие и исправность приборов учета электроэнергии, устройств внешнего обогрева электрооборудования;
• 4) выравнивание нагрузки при разнице величины тока по фазам более 20%.

Обслуживается любое электрооборудование, используемое в ТП: высоковольтные ячейки, установки компенсации реактивной мощности, источники бесперебойного питания и т.д.

Известно, что сухие трансформаторы отличаются достаточно высокой надежностью в эксплуатации, пожаро- и взрывобезопасностью, но, как и другое электрооборудование, на срок их службы оказывают влияние внешние факторы. Сухие трансформаторы подвержены влиянию различных химических и физических факторов, зависящих от качества окружающей среды.

Потенциальными опасностями для сухих трансформаторов являются влажность, пыль, химические загрязнения, ветер и др. При хранении сухих трансформаторов, когда их температура равна температуре окружающей среды, изоляция трансформаторов подвержена воздействию влаги, что может стать причиной перекрытий при подаче напряжения. Поэтому хранить сухие трансформаторы рекомендуется при относительной влажности воздуха не выше 90%, а перед включением в работу необходимо убедиться в отсутствии конденсата.

При эксплуатации сухие трансформаторы могут подвергаться различным воздействиям. Так, высокая влажность может вызвать проникновение влаги в материал обмоток и тем самым ухудшить изоляционные свойства. Электростатические поля, притягивая частицы пыли, оседающие на поверхности обмоток высокого напряжения, снижают сопротивление поверхностным токам утечки и повышают вероятность перекрытий изоляции трансформатора. Кроме того, электростатические поля притягивают пары углеводородов, которые могут осаждаться на поверхности обмоток. Под действием температуры углеводороды, трансформируясь химически, образуют проводящие отложения, что может привести к перекрытию изоляции.

На надежность работы сухих трансформаторов большое влияние оказывает коррозия изоляционных материалов, скорость которой зависит от влажности и температуры. Степень влияния пыли, песка и соли зависит от скорости ветра.

Поэтому для сухих трансформаторов, эксплуатирующихся в черте города с интенсивным движением транспорта, в незащищенных от пыли зонах, следует учитывать ограничения, связанные с концентрацией некоторых веществ и относительной влажностью воздуха. Учет этих ограничений сохранит срок службы сухих трансформаторов в течение многих лет.

Тепловой режим также влияет на старение изоляции и, следовательно, на срок службы сухих трансформаторов. Поэтому сухие трансформаторы снабжаются приточной и вытяжной вентиляцией, которая для улучшения их работы должна устанавливаться в помещении, где находятся сухие трансформаторы.

Если сухой трансформатор используется с нарушением допустимых условий хранения, введения в эксплуатацию и самой эксплуатации, то срок службы его сокращается.

Таким образом, сухие трансформаторы следует использовать в условиях умеренно-холодного климата, а также в помещениях, где климатические условия регулируются искусственно. Для нормального функционирования сухих силовых трансформаторов необходимо поддерживать температуру от +1 до +35 °С. Кроме того, они требуют невзрывоопасной окружающей среды, которая может содержать пыль и другие примеси более допустимой нормы. Сухие трансформаторы не рассчитаны на работу в условиях тряски, вибрации, ударов и в химически активной среде. Применять сухие трансформаторы можно только на высоте до 1000 м над уровнем моря (в России принят уровень Балтийского моря).

Сухие трансформаторы, рассчитанные на работу при температуре окружающей среды, равной 40 °С, можно использовать при более высокой температуре с уменьшением мощности Р(табл. 3.2).

Таблица 3.2