Название: Функции комплексного переменного - Методические разработки(М.Ю. Васильчик, Г.Б. Корабельникова)

Жанр: Технические

Просмотров: 971


1.5. эксплуатация силовых трансформаторов

Общие требования. Согласно правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ) на баках однофазных трансформаторов должна быть нанесена расцветка фаз, а на баках трехфазных и групп однофазных трансформаторов должны быть сделаны надписи, указывающие мощность и порядковые подстанционные номера трансформаторов. Трансформаторы наружной установки должны быть окрашены в светлые тона. На дверях трансформаторных пунктов и камер укрепляются предупредительные плакаты по технике безопасности установленных образца и формы. Все двери трансформаторных пунктов должны быть заперты на замок. Трансформаторы, оборудованные газовой защитой, устанавливаются так, чтобы крышка имела подъем по направлению к газовому реле не менее 1–1,5 \%, а маслопровод от трансформатора к расширителю – не менее 2–4 \%. Выхлопная труба снабжается мембраной и соединяется с верхней частью расширителя. На маслопроводе между расширителем трансформатора и газовым реле устанавливается кран. Для обслуживания трансформаторов должны быть обеспечены удобные и безопасные условия наблюдения за уровнем и температурой масла, газовым реле, а также для отбора проб масла. Газовой защитой оборудуются все масляные трансформаторы мощностью 1000 кВА и выше; она осуществляется при помощи специального газового реле, реагирующего на выделение газов. Внутренние повреждения и ненормальные нагревы внутри бака масляного трансформатора вызывают разложение масла и органической изоляции, что сопровождается выделением газа. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Начало некоторых серьезных повреждений трансформаторов, таких как перекрытие обмоток по изоляционным щитам и цилиндрам и «пожаров» стали, сопровождается небольшим газообразованием.

В соответствии с [3] газовая защита должна выполняться обязательно, независимо от наличия других защит, для трансформаторов почти всех мощностей, устанавливаемых внутри цеха. Для своевременного определения повреждений и обеспечения свободного и быстрого движения газов трансформаторы устанавливаются с соответствующим подъемом крышки и маслопровода к газовому реле. Наклон крышки трансформатора достигается путем установки металлических прокладок под катки трансформатора со стороны расширителя. Для предупреждения ложной работы газовой защиты на отключение при скоплении воздуха или газов в реле из-за сужения сечения маслопровода кран обычно устанавливается на вертикальной части маслопровода около расширителя. Для выравнивания уровня масла в расширителе и выхлопной трубе необходимо, чтобы выхлопная труба трансформатора в верхней своей части сообщалась с пространством над маслом в расширителе. В противном случае возможна ложная работа газовой защиты из-за резкого перетока масла между расширителем и выхлопной трубой при повреждении мембраны и изменении уровня масла в выхлопной трубе. Соединение выхлопной трубы с расширителем, а не с атмосферой уменьшает возможность попадания влаги в выхлопную трубу, а при оборудовании трансформатора воздухоосушителем – конденсацию влаги на стенках выхлопной трубы. Уровень масла в расширителе неработающего трансформатора не должен быть ниже уровня контрольных черт, соответствующих уровням масла в трансформаторе при температуре окружающей среды 40, 15 и –45 °С. Известно, что для обеспечения постоянного заполнения бака маслом при работе трансформатора, а также для уменьшения поверхности соприкосновения масла с воздухом и с целью защиты масла от окисления и увлажнения трансформатор снабжается расширителем. Объем расширителя должен составлять около

10 \% объема масла в трансформаторе. Контроль уровня масла в расширителе производится с помощью указателя уровня масла.

В эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы верхнее и нижнее отверстия маслоуказателя не были чем-нибудь закрыты, иначе маслоуказатель будет неправильно показывать уровень масла в расширителе. В нижней части, в месте сообщения с расширителем, маслоуказатели снабжаются кранами, позволяющими производить смену или очистку (продувку) стекла без спуска масла из расширителя. Для контроля за температурой верхних слоев масла всех маслонаполненных трансформаторов в карманы, расположенные на крышке трансформаторного бака, помещаются термометры. На трансформаторах мощностью до 1000 кВА устанавливаются ртутные или ртутно-контактные термометры, а на трансформаторах 1000 кВА и выше – главным образом манометрические термометры. Для каждого трансформатора на основе заводских данных определяется максимально допустимая температура верхних слоев масла. Эта температура для трансформаторов без принудительной циркуляции масла (с естественным охлаждением) не должна быть больше 95 °С, трансформаторов с охлаждением ДЦ Запорожского трансформаторного завода 75 °С, а Московского трансформаторного завода 80 °С. Превышение температуры масла над температурой окружающей среды должно быть не более 60 °С. Трансформаторы с дутьевым охлаждением допускают работу с отключенным дутьем, если температура верхних слоев масла не превышает 55 °С и нагрузка не более

100 \% номинальной мощности трансформаторов. Согласно ПТЭ принудительная циркуляция масла в системе охлаждения трансформатора должна осуществляться непрерывно, независимо от нагрузки трансформатора. Эксплуатация трансформаторов с принудительной циркуляцией масла без сигнализации о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или остановке вентиляторов дутья не допускается. При включении масловодяного охлаждения трансформаторов в первую очередь запускается масляный насос, а затем водяной. При отключении, наоборот, сначала отключается водяной насос, а затем масляный. Водяной насос включается при температуре масла не ниже 10 °С. При эксплуатации трансформаторов должны быть предусмотрены меры по предотвращению замораживания маслоохладителей, насосов и водяных магистралей, а также устранению неплотностей в системе маслоохлаждения согласно местным инструкциям. Трансформаторы мощностью 32 000 кВА и выше должны иметь устройство автоматического управления дутьевым охлаждением, действующее в зависимости от температуры масла. Для трансформаторов с дутьевым охлаждением (без циркуляции масла) в паспорте обычно указывается номинальная мощность трансформатора как при включенном, так и при отключенном дутье. Например, отечественные трансформаторы с дутьевым охлаждением рассчитываются так, чтобы их номинальная мощность при отключенном дутье была равна 70 \% номинальной мощности при включенном дутье, т. е. эти трансформаторы могут сколь угодно длительно работать с отключенным дутьем при нагрузках не выше 70 \% номинальной. При этом износ изоляции у трансформаторов будет примерно таким же, как и при 100 \%-ной нагрузке с включенным дутьем. При низкой температуре окружающей среды допускается работа трансформаторов при отключенном дутье с нагрузкой до номинальной при условии, что температура верхних слоев масла не превышает 55 °С. При перегрузке трансформаторов сверх допустимого значения дежурный эксплуатационный персонал обязан принять необходимые меры к его разгрузке, действуя в соответствии с местной инструкцией; при работе с перегрузкой у трансформатора, снабженного устройством РПН, не допускается переключение ответвлений, если ток нагрузки превышает номинальный ток переключателя, за исключением трансформаторов с автоматическим регулированием напряжения; трансформаторы с естественным масляным и дутьевым охлаждением разрешается включать в работу с полной нагрузкой с застывшим маслом при температуре не ниже –45 °С, а при температуре ниже –45 °С следует прогревать трансформатор током холостого хода или током нагрузки не более 50 \% номинальной до температуры –45 °С, после чего увеличить нагрузку; при автоматическом отключении трансформатора под действием газовой или дифференциальной защиты, а также после неуспешного АПВ включение трансформатора в работу может быть произведено только после устранения выявленных неполадок. При появлении сигнала работы газового реле согласно ПТЭ предусмотрен обязательный осмотр трансформатора с определением по цвету и степени горючего газа характера повреждения трансформатора; при обнаружении в газовом реле горючего газа желтого или сине-черного цвета трансформатор должен быть немедленно отключен, а если газ в реле бесцветен и не горит, то трансформатор может продолжать работать. Окраска газов через некоторое время может исчезнуть из-за охлаждения красящих веществ, горючесть же сохраняется более длительное время. Горючесть газов – явный признак внутреннего повреждения. Необходимо подчеркнуть, что газовое реле может дать сигнал и при отсутствии повреждения, например при снижении уровня масла при резком похолодании, от выделения воздуха из масла после недавней очистки масла центрифугой (сепаратором), после сквозного короткого замыкания и т. д.

Надзор за работой трансформаторов. Контроль за нагрузкой трансформаторов осуществляется амперметрами и ваттметрами, а температура проверяется термометрами или термосигнализаторами. Периодичность контроля зависит от того, обслуживаема ли данная установка или нет. Согласно ПТЭ контрольный осмотр трансформаторов (без их отключения) производится в следующие сроки:

а) в установках с постоянным дежурством эксплуатационного персонала – 1 раз в сутки;

б) в установках без постоянного дежурства эксплуатационного персонала – не реже 1 раза в месяц, а на трансформаторных пунктах – не реже 1 раза в 6 месяцев. В зависимости от местных условий, конструкции и состояния трансформатора указанные сроки осмотров трансформаторов без отключения могут быть изменены лицом, ответственным за состояние электрооборудования предприятия. Внеочередные осмотры трансформаторов производятся: при резком изменении температуры наружного воздуха; при каждом отключении трансформаторов от действия газовой или дифференциальной защиты.

При осмотре трансформаторов должны быть проверены: показания термометров, термосигнализаторов и мановакуумметров; состояние кожухов трансформаторов и отсутствие течи масла, а также соответствие уровня масла в расширителе температурной отметке и наличие масла в маслонаполненных вводах; состояние маслоохлаждающих и маслосборных устройств, состояние изоляторов; состояние ошиновки и кабелей, отсутствие нагрева контактных соединений; исправность сигнализации и пробивных предохранителей; состояние сети заземления, маслоочистительных устройств непрерывной регенерации масла, термосифонных фильтров и влагопоглощающих патронов; состояние трансформаторного помещения, состояние нормальной его вентиляции и отсутствие течи в крыше; исправность запоров дверей в камерах; характер гудения сердечника.

При осмотре трансформаторов одновременно проверяется состояние строительной части установки. У трансформаторов, установленных на открытом воздухе, проверяется состояние фундаментов и маслоприемников, устраиваемых для сбора масла при тяжелых авариях с трансформаторами. Обнаруженные недостатки фиксируют в оперативном журнале дежурного персонала, а при необходимости немедленного устранения сообщают о них старшему по смене.

К нарушениям нормальной работы относятся: сколы фарфора на изоляторах со следами перекрытия; нагрев масла выше нормы при нормальных нагрузке и температуре среды; сильный неравномерный шум; выброс масла из расширителя и выхлопной трубы; резкое ухудшение свойств изоляционного масла по сравнению с предыдущим анализом. Надежность работы трансформатора во многом зависит от состояния масла, залитого в трансформатор.

Масло, предназначенное для заливки, а также доливки трансформатора, должно удовлетворять требованиям, перечисленным в табл. 1.2; пробивное напряжение масла после окончания заливки и доливки должно быть не ниже показателей, приведенных в табл. 1.2.

При напряжении до 35 кВ включительно трансформатор заливают маслом без вакуума при температуре не ниже 10 °С, температура активной части должна быть выше температуры масла.

При напряжении 110 кВ трансформатор заливают маслом под вакуумом. Для исключения возможности повреждения маслонаполненных вводов 110 кВ при вакуумировании создают внутри вводов такой же вакуум, как и в баке трансформатора. Заливку маслом производят в такой последовательности: проверяют бак трансформатора на герметичность, для чего постепенно по

13,3 кПа (по 100 мм рт. ст. через каждые 15 мин) создают в баке вакуум до 47 кПа (350 мм рт. ст.), останавливают вакуум-насос, записывают значение вакуума в баке, через час снимают второе показание вакуумметра. Бак считают герметичным при разности показаний вакуумметра не более 15 мм рт. ст. Выдерживают активную часть; под вакуумом 350 мм рт. ст. 2 ч, затем заливают масло в бак трансформатора со скоростью не более 3 т в час и при температуре масла не ниже 10 °С, после окончания заливки (уровень масла на 150–200 мм ниже крышки) продолжают вакуумирование трансформатора 6 ч; постепенно снимают вакуум с подачей воздуха в бак через силикогелевые воздухоосушители и в течение 3 ч пропитывают активную часть при атмосферном давлении.

При всех напряжениях до 110 кВ включительно доливка маслом трансформаторов производится после установки расширителя и радиаторов дегазированным маслом без вакуума через расширитель.

Если масло просачивается через армировку верхнего колпачка, заменяют ввод. Просачивание масла вверх по шпильке устраняют подкладкой под нижнюю гайку асбестового шнура, пропитанного лаком.

Изоляционное трансформаторное масло в трансформаторах мощностью 160 кВА и более, как правило, подвергается непрерывной регенерации с помощью термосифонных фильтров или путем периодического присоединения абсорбера. Запас изоляционного трансформаторного масла на предприятии должен быть не менее 110 \% объема наиболее маслоемкого аппарата. Смесь должна быть проверена на отсутствие осадка и стабильность свойств. Для трансформаторов, не имеющих термосифонных фильтров, масло испытывается не реже 1 раза в год; в остальных случаях пробы масла анализируются во время капитальных и текущих ремонтов. При снижении пробивного напряжения ниже указанного значения масло необходимо заменить; масло также заменяют после определенного числа переключений, указанного в заводской инструкции. Пробы масла из бака контактора отбирают после определенного числа переключений, указанного в заводской инструкции, но не реже 1 раза в год. Объём и сроки лабораторных испытаний трансформаторного масла отражены в табл.1.6.

Таблица 1.6

Периодичность лабораторных испытаний трансформаторного масла,

находящегося в эксплуатации [4]

Вид испытания

Периодичность

Пояснения

Сокращенный анализ

1 раз в 3 года

Для трансформаторов, работающих с термосифонными фильтрами

Сокращенный анализ

1 раз в год

Для трансформаторов, работающих без термосифонных фильтров

Проверка температуры вспышки масла

Внеочередное испытание

При обнаружении горючего газа в газовом реле трансформатора