Эксплуатация распределительных силовых трансформаторов

Опубликовано: 28 Сентябрь 2010

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 мановакуумметры — 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 силикагелевый 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 трансформатора 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 кВ А 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

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 кВ А 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.
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. 1 приведена схема фазировки двух трансформаторов.
Схема фазировки силовых трансформаторов
Рис. 1. Схема фазировки силовых трансформаторов: а — с заземленными нейтралями; б — при соединении в треугольник; Тр1, Тр2 — соответственно подключенный и фазируемый трансформатор; V — переносной вольтметр; А, В, С; а1, b1, с2; а2, b 2,  с2 — проводники различных фаз тока

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

осмотр трансформатора

Осмотр трансформаторов (без отключения) производится: в электроустановках с постоянным дежурным персоналом — 1 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 кВ А 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

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 кВ А 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).

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки: , , , ,

Оставить отзыв