Эксплуатация трансформаторов

Опубликовано: 9 Август 2012

Эксплуатация силовых трансформаторов

Смонтированные электроустановки до приемки в эксплуатацию должны быть приняты заказчиком от подрядной организации по акту.
Для сдачи трансформатора в эксплуатацию монтажная организация оформляет следующую документацию:

  1. Комплект технической документации завода-изготовителя, на основании которой выполнялся монтаж.
  2. Акт приемки фундамента под монтаж.
  3. Протокол сушки трансформатора (если таковая производилась).
  4. Протокол испытания и промывки охлаждающих устройств трансформатора (радиаторов, системы охлаждения ДЦ, Ц).
  5. Протокол испытания давлением столба масла на герметичность полностью смонтированного трансформатора.

Монтажная организация совместно с наладочной представляют:

  1. Акт приемки в монтаж силового трансформатора.
  2. Протокол определения возможности ввода в эксплуатацию трансформатора без ревизии активной части или протокол ревизии трансформатора (если таковая производилась).
  3. Протоколы измерений характеристики изоляции.

Заказчик представляет:

  1. Протокол анализа физико-химических свойств трансформаторного масла.
  2. Протоколы проверки в лаборатории газового реле, реле уровня масла, реле типа RS-1000 (для переключающего устройства типа РС-3), термометрических сигнализаторов (термометров) и всех измерительных приборов.

Наладочная организация обеспечивает наличие протоколов испытаний трансформатора и защитных устройств.
Перед приемосдаточными и пусконаладочными испытаниями проверяют выполнение ПУЭ, СНиП, государственных стандартов, включая стандарты безопасности труда, правил техники безопасности и промышленной санитарии, правил взрыво- и пожаробезопасности.
Включение трансформаторов 110 кВ под напряжение должны проводить не раньше чем через 12 ч после последней доливки масла. Максимально-токовую защиту устанавливают на срабатывание без замедления, а газовую защиту — на отключение высоковольтного выключателя. Перед включением трансформатора проводят тщательный его осмотр.
Включение трансформатора производят толчком на номинальное напряжение на время 30 мин для прослушивания трансформатора и наблюдения за его состоянием. При нормальной работе трансформатора должен быть умеренный, равномерный звук, без резкого гудения или повышенного местного шума и треска внутри трансформатора.
Трансформатор отключают в случае:

  1. сильного (или неравномерного) шума или потрескивания внутри трансформатора;
  2. ненормально возрастающей температуры масла;
  3. выброса масла из расширителя или разрыва диафрагмы выхлопной трубы;
  4. течи масла, вызывающей резкое снижение уровня масла в расширителе;
  5. при других явных признаках нарушения нормального состояния трансформатора.

После снятия напряжения изменяют уставку максимальной защиты; сигнальные к я ггакты газовой защиты переключают на сигнал и несколько раз включают и отключают трансформатор толчком на полное номинальное напряжение для проверки отстройки защиты от бросков намагничивающего тока.
При удовлетворительных результатах пробного включения трансформатор может быть включен под нагрузку и сдан в эксплуатацию.
Работы по техническому обслуживанию (ТО) силовых трансформаторов включают в себя их осмотры, которые проводятся на тяговых подстанциях с оперативно-ремонтным персоналом ежедневно, а начальником тяговой подстанции — один раз в 15 дней в ночное время (проверка коронирования, разряда, нагрева токоведущих частей). Внеочередные осмотры понизительных и преобразовательных трансформаторов, а также трансформаторов собственных нужд производят после неблагоприятных погодных воздействий, при работе газовой защиты нa сигнал, а также при отключении трансформатора газовой или дифференциальной защитой. На тяговых подстанциях, не имеющих постоянного оперативно-ремонтного персонала, осмотры проводятся в сроки, установленные местными инструкциями, но не реже одного раза в месяц.
При осмотре трансформаторов проверяют:

  1. режим работы, нагрузку по отношению к номинальной мощности трансформатора;
  2. уровень масла во вводах (давление — в герметичных вводах) и в расширителе и соответствие его показанию термометра;
  3. соответствие положения разъединителя в нейтрали трансформатора заданному энергосистемой режиму;
  4. состояние кожухов трансформаторов и отсутствие течи масла в местах уплотнения; вводов (отсутствие следов разрядов, трещин, сколов, загрязнений); ошиновки, кабелей (отсутствие нагрева контактных соединений); маслоочистительных устройств непрерывной регенерации масла, термосифонных фильтров и влагопоглощающих патронов, голубой цвет контрольного силикагеля; маслосборных и маслоохлавдающих устройств;
  5. исправность устройств сигнализации и пробивных предохранителей; рабочего и защитного заземления;
  6. соответствие указателей положения устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) на трансформаторе и щите управления;
  7. отсутствие постороннего неравномерного шума и потрескиваний внутри трансформатора;
  8. целостность мембраны выхлопной трубы;
  9. целостность фундаментов и площадок вокруг трансформаторов наружной установки;
  10. работу обдува в летнее время и обогрева РПН—в зимнее.

В зимнее время необходимо дополнительно обращать внимание на натяжение проводов ошиновки и спусков к вводам.
Во время осмотров не допускается выполнения каких-либо работ. Осмотры трансформаторов можно проводить как под напряжением, так и в отключенном состоянии одновременно с их ремонтом.
Межремонтные испытания и измерения — это профилактические испытания, не связанные с выводом электрооборудования в ремонт.
При межремонтных испытаниях силовых трансформаторов, находящихся в эксплуатации, проводятся:

  1. измерения сопротивления изоляции R60  всех обмоток и определяется отношение R60/R 15;
  2. измерения тангенса угла диэлектрических потерь tg δ;
  3. измерения сопротивления обмоток постоянному току на всех ответвлениях;
  4. проверка окраски индикаторного силикагеля;
  5. испытания трансформаторного масла из бака трансформатора и из баков контакторов РПН;
  6. испытания вводов масляных трансформаторов;
  7. испытания встроенных трансформаторов тока.

О   порядке проведения испытаний, необходимых приборах и инструментах подробно рассказывается выше, где также приводятся данные для сравнения результатов испытаний.
Конкретные сроки испытаний и измерений параметров трансформаторов определяет ответственный за электрохозяйство  на основе «Правил эксплуатации электроустановок потребителей», ведомственной системы ППР в соответствии с заводскими инструкциями в зависимости от местных условий и состояния трансформаторов.
При работе трансформаторов возникают потери энергии, превращающиеся в конечном счете в тепло. Тепловая энергия повышает температуру обмоток, активной стали, контактных соединений и других конструктивных деталей. Нагревание оборудования ограничивает его мощность и является главной причиной старения изоляции. Если температура нагрева выдерживается в пределах, соответствующих данному классу изоляции, то обеспечивается нормальный срок службы оборудования, исчисляемый 15—20 годами. Форсированные режимы сокращают нормальные сроки, и наоборот, систематические недогрузки приводят к недоиспользованию материалов: оборудование морально стареет и необходимость в его замене возникает раньше, чем износится изоляция.
Номинальным режимом работы трансформаторов считается режим, для которого они предназначены заводом-изготовителем (эти параметры указываются в паспорте).
При номинальной нагрузке трансформатора температура верхних слоев масла должна быть не выше (если в заводских инструкциях не оговорены иные температуры): у трансформаторов с системой охлаждения дц — 75 °С, с системами охлаждения МиД—95°С;у трансформаторов с системой охлаждения Ц температура масла на входе в маслоохладитель должна быть не выше 70 °С.
Срок естественного износа трансформатора равен примерно 20 годам. Этот срок службы определяется старением изоляции обмоток: бумаги, тканей и других материалов, не выдерживающих длительного воздействия повышенных температур, достигающих в отдельных точках обмоток 110—115 °С.
В эксплуатации трансформаторы работают с переменной нагрузкой. Нагрузка меняется в зависимости от времени суток, и если максимум изменяющейся нагрузки равен или меньше номинальной мощности трансформатора, температура его обмоток колеблется от некоторой допустимой величины в сторону меньших значений, вследствие чего износ изоляции уменьшается. Недоиспользованные возможности работы изоляции трансформатора без ущерба для нормального срока службы могут быть использованы в эксплуатации путем повышения нагрузки выше номинальной. Допускаются продолжительные перегрузки масляных и трансформаторов с негорючим жидким диэлектриком током, на 5 % превышающим номинальный ток ответвления, если напряжение ни на одной из обмоток не превышает номинальное. Допускаются также систематические перегрузки, значение и длительность которых регламентируются инструкциями заводов-изготовителей.
В аварийных режимах трансформаторы могут кратковременно перегружаться независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры окружающей среды на 30; 45; 60; 75 и 100 % при длительности перегрузки соответственно 120; 80; 45; 20 и 10 мин.
Параллельная работа трансформаторов с распределением нагрузки между ними пропорционально номинальным мощностям возможна при равенстве первичных и вторичных напряжений, равенстве напряжений КЗ и тождественности групп соединения обмоток. На подстанциях экономически целесообразно иметь на параллельной работе такое число трансформаторов, при котором КПД каждого из них приближается к максимальному значению. На покрытие потерь от передачи реактивной мощности затрачивается активная мощность. Поэтому при определении наиболее выгодного по потерям числа параллельно включенных трансформаторов реактивные потери переходят в активные путем умножения их на экономический эквивалент Кэ. Он показывает потери активной мощности, кВт, связанные с производством и распределением 1 квар реактивной мощности. В зависимости от напряжения первичной обмотки и назначения трансформатора Кэ = 0,02 – 0,12.
Для расчета числа одновременно включенных трансформаторов одинаковой конструкции и мощности используют выражения:
расчет числа одновременно включенных трансформаторов
При срабатывании газовой защиты персонал должен учитывать ее особенности и действовать оперативно и грамотно.
Газовое реле находится ниже уровня масла в расширителе, поэтому оно нормально заполнено маслом. При медленном накоплении газа в верхней части реле газовая защита срабатывает на сигнал; на отключение трансформатора она срабатывает при внутренних повреждениях, сопровождающихся бурным выделением газов и быстрым (толчкообразным) перемещением масла из бака в расширитель.
Во всех случаях срабатывания газовой защиты (на сигнал или отключение) производится осмотр трансформатора и газового реле. При этом проверяют уровень масла в расширителе, отсутствие течей, целостность мембраны выхлопной трубы. Через смотровое окно определяют наличие в корпусе реле газа, его окраску, объем и отбирают пробу газа для химического анализа, для чего используют переносные газоанализаторы, аспираторы различных конструкций, резиновые отсасывающие баллоны, металлические газосборники и другие устройства. Очень важно, чтобы при пользовании имеющимися на подстанции приборами персонал был заранее обучен приемам отбора проб, так как при неправильном отборе результаты анализа могут быть ошибочными.
По объему газа в реле судят о степени повреждения, а по составу газа — о                его характере и источнике выделения: разложение масла или твердой изоляции, так как сильные перегревы тех или иных изоляционных материалов вызывают выделение газа вполне определенного состава. Например, присутствие в смеси газов большого количества окиси и двуокиси углерода свидетельствует о разложении твердой изоляции.
Предварительная оценка состояния трансформатора производится на основании проверки цвета и горючести газа. Бело-серый цвет газа свидетельствует о повреждении бумаги и картона, желтый — дерева, темно-синий или черный — масла. Горючесть газа является признаком повреждения внутри трансформатора. К ее определению приступают лишь после отбора пробы газа на химический анализ. Если газ, отобранный на пробу из краника реле, загорается от поднесенной спички, трансформатор не может оставаться в работе или включаться в нее (после автоматического отключения) без испытаний и внутреннего осмотра. Если в газовом реле будет обнаружен воздух (негорючий газ без цвета и запаха), то его следует выпустить из реле. В этом случае при отсутствии внешних признаков повреждений и несрабатывания (дифференциальной защиты) трансформатор может быть включен в работу без внутреннего осмотра.
На практике отмечены случаи ложного срабатывания газовой защиты на отключение трансформатора, вызванные неисправностью цепей вторичных соединений защиты, а также прохождением сквозных токов КЗ, когда электродинамическое взаимодействие между витками обмоток передавалось маслу; толчком масла в момент соединения двух объемов, давления в которых различны. Например, газовая защита срабатывала во время открытия крана на линии, соединяющей расширитель трансформатора с эластичным резервуаром, после очередной подпитки его азотом. Характерным для всех этих случаев было отсутствие газа в реле. Оно оставалось заполненным маслом, поскольку никаких выделений газа в трансформаторе не происходило. Такие срабатывания защиты принято классифицировать как ложные. В этих случаях после установления причины отключения трансформаторы включают в работу, а неисправную газовую защиту ремонтируют.

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки:

Оставить отзыв