Включение в сеть и контроль за работой

Особенности эксплуатации трансформаторов и автотрансформаторов.

Общие положения

При эксплуатации трансформаторов, автотрансформаторов (АТ) и масляных реакторов (МР) должна обеспечиваться их длительная работа путем:

· соблюдения температурных и нагрузочных режимов уровня.

· строго соблюдения норм качества и характеристик изоляции;

· содержания в исправном состоянии устройств охлаждения, регулирования напряжения и др.

Сроком естественного износа трансформатора (АТ, МР), работающего в номинальном режиме, считается срок, равный примерно 20-25 годам. Этот срок определяется старением изоляции обмоток (бумаги, тканей, лаков и других материалов) под влиянием температур, превышающих допустимые для данного класса изоляции. Процесс старения ведет к изменению исходных электрических характеристик, механических и химических свойств изоляционных материалов.

По рекомендации МЭК для нормального суточного износа изоляции трансформатора температура наиболее нагретой точки должна быть ≤ 98ºС. Если температуру увеличить на 6ºС, срок службы изоляции сократится вдвое (под температурой наиболее нагретой точки подразумевается температура наиболее нагретого слоя обмотки верхней катушки трансформатора.

Все трансформаторы в ЭЭС работают с переменной нагрузкой. Недоиспользование их экономически нецелесообразно. Наилучшее использование изоляции трансформаторов достигается загрузкой их в соответствии с так называемой нагрузочной способностью, при этом предусматриваются кратковременные работы с перегрузкой. Графики нагрузочной способности трансформаторов и методика их использования приводятся в руководящих нормативных документах.

Трансформаторы с расщепленными обмотками допускают так же перегрузки каждой ветви, отнесенные к её номинальной мощности, как и трансформаторы с нерасщепленными обмотками.

В зимние месяцы года допускаются 1% перегрузки трансформаторов на каждый процент недогрузки летом, но не более, чем на 15%. Это правило применяется в том случае, когда максимум летнего графика нагрузки не превышал номинальной мощности трансформатора. В нормативных документах даны таблицы допустимых перегрузок. При авариях, например, при выходе из работы одного из параллельно работающих трансформаторов и отсутствии резерва, разрешается аварийная перегрузка оставшихся в работе трансформаторов независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды. По сравнению с номинальным износом изоляции аварийные перегрузки повышают износ изоляции. Однако форсированный износ изоляции считается обоснованным, так как сокращение срока службы изоляции трансформаторов наносит меньший ущерб, чем отключение потребителей.

Перегрузка в аварийных режимах работы масляных трансформаторов регламентируется специальными инструкциями и заводами-изготовителями, в общем случае не более 50% в течении 30 минут.

Включение в сеть и контроль за работой

Перед включением трансформатора в сеть из резерва или после ремонта производится тщательный осмотр как самого трансформатора так и всего включаемого с ним оборудования. В процессе осмотра проверяется:

· уровень масла в расширителе и выводах (уровень не ниже отметки, соответствующей температуре окружающего воздуха);

· пусковое положение оборудования в системе охлаждения;

· правильное положение указателей переключателей напряжения;

· положение заземляющих разъединителей и оборудования защиты нейтралей;

· отключенное положение дугогасящего реактора (на ПДС без выключателей ВН – отключенное положение короткозамыкателей).

Если трансформатор находился в ремонте, то обращается внимание на чистоту рабочих мест, отсутствие закороток, защитных заземлений на трансформаторе и его оборудовании. Необходимо также получить согласие ремонтного персонала на включение трансформатора. Включение трансформатора производят со стороны ВН, как на холостом ходу, так и под нагрузкой.

Включение трансформатора сопровождается броском тока намагничивания, который превышает номинальный ток в несколько раз. Но эти броски тока не опасны, так как они кратковременны, а обмотки рассчитаны на токи КЗ. При включении трансформатора под нагрузкой необходимо учитывать вид охлаждения трансформатора. Для трансформаторов охлаждения типов М и Д включение под номинальную нагрузку допускается при температуре масла не ниже 40ºС, а с охлаждением ДЦ – не ниже 25ºС. Если температура верхних слоев масла окажется ниже указанной, то трансформатор некоторое время должен работать на холосто ходе или с нагрузкой 40÷50% от номинальной.

В аварийных ситуациях этих ограничений не придерживаются и включают при любой температуре и любой нагрузке. Но необходимо учитывать, что при остановленном охлаждении трансформатор на холостом ходе может работать не более 30 минут, а с номинальной нагрузкой – не более 10 минут. Охлаждающие устройства накладывают свои ограничения по температуре. Например, погруженные в масло циркуляционные насосы серии ЭЦТ надежно работают при температуре не ниже 25°С. В противном случае возможны повреждения насосов из-за перегрузки. (Вязкость масла велика).

Контроль за нагрузками трансформаторов ведется по амперметрам, на шкалах которых должны быть нанесены красные риски, соответствующие I_ном. Нанесение рисок на стеклах запрещается.

Контроль за напряжением трансформатора осуществляется с помощью вольтметров (U_вн и U_сн или U_нн). Превышение напряжения на трансформаторах сверх номинального допускается длительно на 5% при нагрузке ≤ I_н и на 10% при нагрузке ≤ 25% I_н.

Превышение указанных значений напряжения приводит к насыщению магнитопровода, резкому увеличению тока и потерь холостого хода (потери в стали возрастают пропорционально U²). Температура растет быстро. Допустимые кратковременные повышения напряжения приводятся в справочных таблицах.

Контроль за тепловым режимом трансформаторов сводится к измерениям температуры верхних слоев масла в баках. Измерения производятся при помощи стеклянных термометров, погруженных в специальные гильзы на крышках трансформаторов, дистанционных термометров сопротивления и термометров манометрического типа – термосигнализаторов. На крышке трансформатора устанавливается по два термосигнализатора с переставными контактами. Контакты одного из них используются для управления системой охлаждения, другого – для сигнализации и отключения трансформатора в случае превышения допустимых температур масла.

Осмотры трансформаторов производятся в сроки, установленные местными инструкциями. На ЭС и ПДС с постоянным дежурством – не реже 1 раза в сутки; на ПДС, обслуживаемых оперативными бригадами – не реже одного раза в месяц. При стихийных бедствиях – немедленно. При осмотре проверяется:

· состояние трансформаторов и их систем охлаждения, устройств регулирования напряжения под нагрузкой,

· состояние устройств защиты масла от окисления и увлажнения фарфоровых и маслонаполненных вводов, защитных разрядников на линейных вводах и в нейтрали, кранов, фланцев и люков, резиновых прокладок и уплотнений (не должны набухать и выпучиваться);

· отсутствие течей масла и уровень его в расширителях, целость и исправность приборов (термометров, манометров, газовых реле, маслоуказателей, мембран выхлопных труб),

· исправность заземления бака трансформатора,

· наличие и исправность средств пожаротушения маслоприемных ям и дренажей,

· состояние окраски трансформаторов и надписей.

На слух проверяется гул трансформатора, отсутствие звуков электрических разрядов.

6.3. Включение трансформаторов на параллельную работу.