Эксплуатация Трансформаторов Реферат
Эксплуатация Трансформаторов Реферат
© Bstudy - статьи для высших учебных заведений (info{aт}bstudy.net) © 2017 - 2020
Силовые трансформаторы являются основой любой системы электроснабжения, от их надежной работы зависит надежность работы всей системы. Значительную часть трансформаторов, находящихся в эксплуатации, составляют масляные трансформаторы серий ТМ, ТМЗ и ТМГ. Сухие трансформаторы используются в меньшей степени, однако число их применения неуклонно растет, а области применения расширяются (серии ТСЗ, ТС, ТЛС и др.).
Современные силовые масляные трансформаторы снабжены рядом вспомогательных устройств, обеспечивающих их нормальную эксплуатацию и предупреждающих аварии (газовое реле, реагирующее на внутренние повреждения и снижение уровня масла; выхлопная труба на крышке, необходимая при значительном увеличении давления в баке; маслорасширитель с встроенным воздухоосушителем и др.).
Эксплуатация силовых масляных трансформаторов начинается после их монтажа, модернизации или ремонта и приемки в эксплуатацию. Перед установкой силовых трансформаторов они должны быть проверены высоковольтной лабораторией по следующим параметрам:
При эксплуатации силовых трансформаторов должна обеспечиваться их нормальная работа. Нагрузки, уровень напряжения, температура, характеристики масла и параметры изоляции должны находиться в пределах установленных норм, а устройства охлаждения, регулирования напряжения, защиты, маслохозяйство и другие элементы должны содержаться в исправном состоянии. Для обеспечения нормальной работы силовых трансформаторов установка их должна быть выполнена в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок (ПУЭ).
При эксплуатации силовых трансформаторов должна обеспечиваться их длительная надежная работа путем:
Устройства регулирования напряжения под нагрузкой силовых трансформаторов должны постоянно находиться в работе с автоматическим управлением; их работа должна контролироваться счетчиками числа операций. Уровень масла в расширителе неработающего трансформатора не должен опускаться ниже отметки указателя уровня, соответствующей температуре окружающего воздуха. При номинальной нагрузке температура верхних слоев масла не должна превышать у трансформаторов с охлаждением ДЦ +75 °С, с естественным масляным охлаждением М и охлаждением Д +95 °С; у трансформаторов с охлаждением Ц температура масла на входе в маслоохладитель не должна превышать +70 °С.
Силовые трансформаторы обладают определенной нагрузочной способностью, т.е. свойством нести нагрузку сверх номинальной при условиях эксплуатации, определяемых предшествующей нагрузкой и температурой окружающей среды. Это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.
Допустимая нагрузка — это длительная нагрузка, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.
Перегрузка трансформатора — это режим работы, при котором расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Такой режим соответствует нагрузке выше номинальной мощности трансформатора или температура охлаждающей среды при данной эксплуатации будет больше принятой расчетной. Различают систематические и аварийные перегрузки.
Допустимые систематические перегрузки трансформатора возникают систематически за счет неравномерности нагрузки в течение суток и лимитируются износом изоляции. Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях. Классическим примером тому может служить выход одного из двух трансформаторов, работающих на общие шины.
Допустимость аварийных перегрузок лимитируется не износом изоляции, а предельно допустимыми температурами для электрической обмотки и масла. Например, известно, что температура обмотки не должна превышать 140 °С. Однако аварийные перегрузки вызывают повышенный износ витковой изоляции. Различают два вида аварийных перегрузок: кратковременные и длительные, зависящие от предшествующей нагрузки.
Со сроком службы изоляции связано так называемое шестиградусное правило, действующее в диапазоне температур от 80 до 140 °С, согласно которому при изменении температуры на каждые 6 °С срок службы изоляции изменяется в 2 раза.
В соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) при установке масляных трансформаторов, оборудованных устройствами газовой зашиты, должно обязательно соблюдаться следующее условие: крышка (съемная часть бака) должна иметь подъем по направлению к газовому реле не менее 1%, а маслопровод к расширителю должен иметь уклон не менее 2%.
Важным требованием, предъявляемым к эксплуатации масляных трансформаторов, является контроль за их температурой, прежде всего за температурой верхних слоев масла, по термосигнализатору и термометру, которыми оснащаются трансформаторы с расширителем, а также за показаниями мановакуумметра у герметичных трансформаторов. При работе трансформатора с температурой выше допустимой сокращается срок службы находящегося в нем изоляционного масла.
Так, согласно ГОСТ температура верхних слоев масла при максимально допустимой температуре окружающего воздуха, равной 35 °С, не должна превышать 95 °С, а превышение температуры масла над температурой окружающей среды не должно быть более 60 °С. Длительная работа трансформатора с предельной температурой также сокращает срок его службы. Работу трансформатора с номинальной нагрузкой должна обеспечивать вентиляция трансформаторных подстанций.
Особые требования предъявляются не только к температуре трансформаторного масла, но и к его качеству: масло должно быть защищено от соприкосновения с воздухом, т.е. оно не должно окисляться и увлажняться. Поэтому устройства защиты масла должны быть постоянно включены. Трансформаторы серии ТМ дополнительно требуют проведения систематических осмотров для определения степени увлажнения сорбента воздухоосушителя. При значительной степени увлажнения сорбента его заменяют.
Кроме того, следует обращать внимание на уровень и цвет масла в трансформаторе. Так, уровень масла должен находиться на контрольной черте маслоуказателя, а само масло должно иметь светло-желтый цвет. Потемнение цвета масла указывает на возможные отклонения в нормальной работе трансформатора.
Значительную роль в нагреве силовых трансформаторов играет температура окружающего воздуха, поэтому в помещениях, в которых находятся трансформаторы, предусматривают вентиляцию (приточную и вытяжную). При необходимости устанавливают принудительную вентиляцию.
Для защиты трансформаторов от пожаров применяют специальные противопожарные средства. Кроме того, при эксплуатации трансформаторов необходимы их периодические осмотры, частота которых зависит от их состояния. Надобность во внеочередных осмотрах трансформаторов возникает, например, при резких изменениях температуры окружающей среды, а также после срабатывания газовой защиты.
При эксплуатации силовых трансформаторов, снабженных газовой защитой, газы, выделяемые неисправным трансформатором, должны достигать газового реле. Для этого трансформаторы устанавливают с определенным подъемом крышки. Однако имеют место случаи ложного срабатывания газовых реле. В связи с этим при отключении трансформатора газовой зашитой необходимо проверять правильность работы газового реле.
На рисунке 2.6 приведена схема газового реле типа РГЗ-61. При внутренних повреждениях трансформатора (витковом замыкании в обмотках, электрическом пробое изоляции, «пожаре в стали» маг- нитопровода и т.д.) происходит разложение масла, электроизоляционных материалов и выделяется газ. Газ поднимается в верхнюю часть бака и попадает в трубопровод, соединяющий бак с расширителем, в котором установлено реле, а затем в верхнюю часть реле, которая несколько возвышается над трубопроводом. Скопившийся газ вытесняет из верхней части газового реле масло. При этом опускается верхний элемент реле (сигнальный) и замыкаются контакты сигнальной цепи. Такое же действие имеет место и при попадании в бак воздуха или снижении уровня масла при его вытекании из бака.
Рис. 2.6. Реле газовое типа РГЗ-61:
В случае дальнейшего развития аварии в баке повышается давление, и масло из него устремляется в расширитель. Поток масла воздействует на нижний элемент реле (отключающий), который расположен на уровне трубопровода. При этом замыкаются контакты цепи отключения трансформатора. Трансформатор отключается и в том случае, если уровень масла в газовом реле понижается до уровня трубопровода расширителя.
В последнее время для зашиты силовых трансформаторов от внутренних повреждений используется газовые реле типов РГТ-50 и РГТ-80 (рис. 2.7), имеющие простую и надежную конструкцию, удобные в эксплуатации. Конструкция реагирующего блока струйного реле не имеет поплавков. Поплавки газового реле с встроенными в них управляющими магнитами выполнены сплошными, без механических связей с другими элементами реле. В процессе изготовления поплавки испытываются избыточным давлением масла 100 кПа, поэтому при последующей эксплуатации они не подвергаются испытаниям.
Рис. 2.7. Реагирующий блок газового реле:
В реле применяются герконы повышенной электрической прочности, которые вместе с соединительными проводами размещаются в корпусе контактного узла. Они неподвижны, полностью изолированы от масла и имеют усиленную защиту от механических воздействий и атмосферной влаги. Конструкция реле позволяет производить осмотр и замену контактного узла на месте установки газового реле без спуска масла и вскрытия реле. Реле РГТ-80 и РГТ-50 устойчивы к вибрациям и ударам. Установочные и присоединительные размеры этих реле позволяют использовать их для замены находящихся в эксплуатации устаревшие реле без каких-либо переделок. На рисунке 2.8 показан внешний вид газового реле РГТ-80.
Известно, что современные силовые трансформаторы при номинальном первичном напряжении работают с большими значениями магнитной индукции, что при незначительном увеличении первичного напряжения может вызвать повышенный нагрев стали трансформатора и тем самым угрожать его целости. Поэтому при эксплуатации трансформатора необходимо контролировать значение подведенного напряжения.
В процессе работы силового трансформатора его обмотки нагреваются, поэтому их необходимо охлаждать. Охлаждающей средой для этого являются различные системы охлаждения (циркуляция масла, циркуляция масла и воды и т.д.). При прекращении действия систем охлаждения работа трансформатора допускается в течение одного часа.
Конструктивное выполнение трансформаторов в значительной мере определяется способом их охлаждения, зависящим от номинальной мощности. Так, при увеличении мощности трансформатора следует увеличить и интенсивность его охлаждения. В силовых трансформаторах для отвода теплоты от обмоток и магнитопровода применяют воздушное, масляное охлаждение, а также охлаждение посредством негорючего жидкого диэлектрика.
В Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) даны различные случаи режимов работы охлаждающих систем. Значение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов хотя и не нормируется, тем не менее этот параметр относится к числу важнейших показателей состояния трансформатора и его систематически надо контролировать, а затем сравнивать полученное значение с тем, которое имело место при вводе трансформатора в эксплуатацию.
Для каждой электроустановки, в зависимости от графика нагрузки, с учетом надежности питания потребителей и минимума потерь электроэнергии, определяют число одновременно работающих трансформаторов. Резервные трансформаторы должны быть в состоянии постоянной готовности к включению в работу.
Для повышения надежности электроснабжения и качества электроэнергии допускается параллельная работа трансформаторов при выполнении следующих условий:
При включении двух и более трансформаторов на параллельную работу соединяют друг с другом одноименные выводы как на первичной, так и на вторичной обмотках. Параллельная работа трансформаторов считается нормальной, когда между ними отсутствуют уравнительные токи, нагрузочные токи распределяются пропорционально их мощностям и токи нагрузки совпадают по фазе.
Трансформаторы могут быть аварийно выведены из работы при следующих условиях:
При появлении сигнала газового реле трансформатор должен быть осмотрен, определен состав газа в реле; в случае обнаружения горючего газа трансформатор должен быть немедленно отключен.
Разновидностью масляных трансформаторов являются трансформаторы серии ТМЗ — трехфазные, двухобмоточные, герметичные (без расширителя), с газовой защитой и азотной подушкой. Последняя обеспечивает защиту масла от окисления и компенсирует температурные колебания объема масла. При эксплуатации и хранении трансформаторов серии ТМЗ необходимо систематически контролировать наличие избыточного давления азота, так как возможно снижение давления азота за счет поглощения его маслом.
Трансформаторы серии ТМЗ предназначены для длительной работы при стационарной установке в следующих условиях работы:
Трансформаторы серии ТМЗ применяются для наружной и внутренней установки и имеют те же правила эксплуатации, что и силовые трансформаторы серии ТМ.
К современным масляным трансформаторам относятся герметичные трансформаторы с гофрированным баком, без расширителя и без воздушной и азотной подушек серии ТМГ, имеющие следующие преимущества перед трансформаторами серий ТМ и ТМЗ:
Кроме масляных трансформаторов, применение находят и сухие трансформаторы (воздушное охлаждение), которые устанавливают внутри помещений (в зданиях, производственных цехах и др.).
В эксплуатации они удобнее масляных, так как исключают необходимость периодической очистки и замены масла. Однако воздух имеет меньшую электрическую прочность, чем трансформаторное масло, и поэтому в сухих трансформаторах электромагнитные нагрузки активных материалов меньше, что приводит к увеличению сечения проводов обмотки и магнитопровода. Для повышения интенсивности охлаждения применяют обдув обмоток и магнитопровода потоком воздуха от вентилятора.
Требования по аварийным перегрузкам установлены в технических условиях каждого производителя, но обычно такие перегрузки литые (сухие) трансформаторы выдерживают без проблем, поскольку имеют высокие классы нагревостойкости изоляции (F или Н). Систематическая перегрузка сухих трансформаторов ниже, чем масляных, однако эту проблему можно решить установкой вентиляторов. Так, с помощью принудительного охлаждения можно гарантировать нормальную работу сухого (литого) трансформатора с перегрузкой до 40%.
Одними из широко применяемых сухих трансформаторов являются трансформаторы серии ТСЗ с защитным кожухом со степенью зашиты IP41, с литой изоляцией, используемые в основном на предприятиях, к которым предъявляются жесткие требования в отношении надежности и пожаробезопасности.
Трансформаторы серии ТСЗ эксплуатируются в следующих условиях:
Сухие силовые трансформаторы серии ТСЗ имеют следующие преимущества:
Основополагающими параметрами для выбора сухих трансформаторов служат условия эксплуатации, габариты, перегрузочная способность, потери холостого хода и короткого замыкания.
Значительная доля повреждений распределительных трансформаторов происходит из-за ослабления шинных соединений на выводах наружных контактов низкого напряжения масляных и сухих трансформаторов. Поэтому эти контакты требуют периодического ухода, особенно у сухих трансформаторов, так как в последних при таких повреждениях происходит разрушение литой изоляции, приводящее к необходимости замены блока обмоток на поврежденной фазе.
В сухих трансформаторах из-за различия коэффициентов теплового расширения материалов проводника и литой изоляции в процессе эксплуатации в блоках обмоток имеют место микроразрушения, приводящие к появлению частичных разрядов, а впоследствии к выгоранию обмотки. Дефекты изоляции в сухих трансформаторах могут возникнуть и при нарушении допустимых климатических условий не только при эксплуатации, но и при хранении.
Кроме масляных и сухих трансформаторов, в эксплуатации находятся трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком (совтолом, силиконом и др.). Совтоловые трансформаторы (серия ТНЗ), производство которых было запрещено еще в 1985 г. из-за высокой токсичности совтола для человека и окружающей среды, использовались как трансформаторы с повышенной пожаро- и взрывобезопасностью. В настоящее время электрооборудование с совтоловым заполнением, в том числе и совтоловые трансформаторы, не ремонтируются, а подлежат утилизации.
Другой разновидностью трансформаторов с негорючим жидким диэлектриком являются трансформаторы серии ТНГ (герметичные, трехфазные, двухобмоточные, переключаемые без возбуждения, с естественным охлаждением, в гофрированном баке), использующие в качестве диэлектрика силиконовую жидкость, обеспечивающую значительное повышение пожарной и экологической безопасности.
Преимущества силиконовой жидкости следующие: слабая зависимость вязкости от температуры, термостабильность и слабая воспламеняемость, химическая инертность и низкая токсичность.
Основным преимуществом трансформаторов серии ТНГ является его экономичность в обслуживании. Благодаря герметичности эти трансформаторы долгое время не требуют ремонта, связанного с вскрытием бака. Трансформаторы серии ТНГ выпускаются мощностью до 2500 кВА включительно на напряжение 6 (10)/0,4 кВ с различными схемами и группами соединения обмоток.
Трансформатор полностью заполнен негорючей жидкостью, заливаемой под вакуумом и не имеющей сообщения с окружающей средой. Уровень жидкости в трансформаторе контролируется (имеется указатель), а для снижения избыточного давления внутри гофробака служит разгрузочный клапан. Для измерения температуры верхних слоев жидкости используется жидкостный термометр.
Трансформаторы серии ТНГ не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, во взрывоопасной и химически активной среде. Эксплуатируются эти трансформаторы в районах с умеренным климатом, на высоте не более 1000 м, при температуре окружающего воздуха от —45 °С до +40 °С. При соблюдении правил эксплуатации работа трансформатора на объекте составит не менее 30 лет.
Для современных силовых трансформаторов за рубежом в качестве диэлектрической охлаждающей жидкости, отвечающей самым высоким требованиям надежности, пожаро-, взрыво- и экологической безопасности, успешно применяют масло растительного происхождения FR3. Благодаря применению этой жидкости улучшаются параметры современных трансформаторов по сравнению с традиционными масляными трансформаторами: срок службы изоляции увеличивается в пять — восемь раз, снижаются потери электроэнергии, увеличивается перегрузочная способность (на 20—30%). В России эту жидкость начали применять сравнительно недавно.
Выводы по эксплуатации силовых трансформаторов. Кроме обязательного выполнения нормативных документов по технической эксплуатации силовых трансформаторов, необходимо строго соблюдать правила работы с трансформаторами, предписанные их производителями.
При возникновении внешних или внутренних неисправностей релейная защита, контролирующая работу трансформатора, должна произвести автоматическое его отключение, после чего обслуживающий персонал должен его осмотреть. Защищенность масляных трансформаторов от внешних воздействий повышает надежность их работы и уменьшает потребность в эксплуатационном надзоре.
Все системы охлаждения трансформаторов автоматически начинают свою работу при включении трансформаторов и прекращают ее при его остановке. Устройство регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) должно работать в автоматическом режиме или переключаться дистанционно с пульта управления. Запрещается осуществлять переключения под напряжением ручным способом, с использованием рукоятки. Причем эксплуатировать устройства под нагрузкой можно лишь при соблюдении определенного температурного режима, указанного производителем.
Практика эксплуатации показывает, что число типов и исполнений трансформаторов, применяемых на одном объекте, необходимо ограничивать, так как их разнообразие создает неудобства в эксплуатации и вызывает дополнительные затраты на электроремонт, осложняет резервирование и взаимозаменяемость.
В соответствии с обшей тенденцией повышения надежности электроснабжения устанавливают двухтрансформаторные подстанции для обеспечения питания всех потребителей. Их применяют при преобладании электроприемников I и II категорий и в энергоемких цехах предприятий при большой удельной мощности нагрузки 0,5—4 кВА/м 2 .
Силовые трансформаторы относятся к электрооборудованию, которое отличается прочностью и долговечностью при соблюдении всех требований к ним, установленных производителем этого электрооборудования. При этом срок эксплуатации силовых трансформаторов исчисляется десятками лет.
Наряду с масляными трансформаторами все шире начинают применять сухие трансформаторы и трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком.
Актуальная информация по конкретному трансформатору содержится в технических условиях и руководстве по их эксплуатации. В связи с этим при проектировании и при эксплуатации необходимо запрашивать максимально достоверную информацию непосредственно у производителя. Кроме того, при выборе трансформатора необходимо знать, что ГОСТ Р 52719—2007 допускает увеличение потерь холостого хода на 15%, а потерь короткого замыкания на 10% относительно указанных в нормативной документации. Поэтому производитель имеет право указывать заведомо заниженные потери.
В условиях эксплуатации к силовым трансформаторам предъявляются следующие основные требования:
Важным элементом контроля является измерение температуры в трансформаторе, что дает возможность вовремя обнаружить нарушения в системе охлаждения, а также внутренние повреждения. Это объясняется тем, что при работе трансформатора с температурой выше допустимой сокращается срок службы находящегося в нем изоляционного масла. Так как степень нагрева трансформатора определяется в основном значением нагрузки, то за ней ведется систематический контроль.
Существенную роль в нагреве трансформатора играет температура окружающего воздуха. Чтобы не допускать повышения температуры в помещениях, где размещены трансформаторы, предусматривают вентиляцию, которая отводит нагретый воздух из камеры трансформатора и засасывает холодный. При работе трансформатора с номинальной нагрузкой разница между температурой отводимого и засасываемого воздуха не должна превышать 15 °С.
Если естественная вентиляция оказывается недостаточной, то устанавливают принудительную вентиляцию.
Для своевременного обнаружения неисправностей и для предупреждения аварий все трансформаторы подвергают периодическим внешним осмотрам. Причем работающие трансформаторы следует осматривать с соблюдением правил техники безопасности. Дополнительный осмотр трансформатора проводят ночью для проверки отсутствия коронирования у изоляторов напряжением 110 кВ и выше и перегрева стыковых соединений шин. Внеочередные осмотры проводят при появлении сигнала газового реле.
При периодических осмотрах трансформаторов следует проверять следующее:
В эксплуатации находится большое количество силовых трансформаторов, магнитопроводы которых стянуты горизонтальными шпильками, проходящими в отверстия пластин, и изолированными от магнитопровода. Изоляция горизонтальных стяжных шпилек часто повреждается, что приводит к замыканиям стальных пластин. Это вызывает сильный местный нагрев железа, выгорание изоляционных гильз стяжных шпилек и изоляции пластин магнитопровода. На такие дефекты следует обращать особое внимание при эксплуатации силовых трансформаторов.
Эксплуатация силовых трансформаторов
Реферат : Силовые трансформаторы - BestReferat.ru
Эксплуатация силовых трансформаторов » Школа для электрика...
Силовые трансформаторы | реферат [3,8 M], добавлен 10.02.2014
Эксплуатация силовых трансформаторов
Эссе На Тему Значение Образования Для Самореализации
Реферат На Тему Компьютер
Математика 3 Контрольные Работы Моро
Профилактика И Лечение Реферат
Ссылка На Книгу В Курсовой